O Brasil tem grande experiência no desenvolvimento de tecnologias para a cadeia produtiva do algodão, sendo um player mundial importante nesse segmento atualmente. O avanço da cotonicultura no Cerrado brasileiro impulsionou e viabilizou uma produção altamente tecnificada, eficiente e lucrativa, elevando o país da condição de importador de fibra de algodão na década de 70 a um dos principais exportadores atualmente. Embora a cadeia do algodão tenha atingido um alto nível tecnológico, há ainda muitos desafios e problemas a serem vencidos, uma vez que nos últimos anos tem-se verificado uma estagnação na produtividade, apesar do aporte cada vez maior de tecnologias como cultivares transgênicas, máquinas, insumos e gestão de dados mais eficientes. Nesse contexto as técnicas de mineração de dados oferecem excelente oportunidade de se avaliar esse problema, uma vez os dados desse setor são bem organizados, como é o caso do Banco de Dados organizado pelo Instituto Matogrossense do Algodão (IMAmt) e que foi disponibilizado para esse estudo. Problema: O problema alvo desse trabalho é entender as causas da estagnação da produtividade do algodoeiro, os seja, dos fatores que estão influenciando negativamente na produção de algodão no cerrado no estado de Mato Grosso. Solução: A solução proposta é se utilizar técnicas de mineração de dados em um BD complexo, contendo informações da produtividade e fatores do sistema de produção que influenciam na produção, para a extração de conhecimento e geração de recomendações para os cotonicultores do Estado. Objetivo: Aplicar técnicas de Mineração de Dados, mais especificamente classificação baseada em regras em um BD de produção de algodão no estado de Mato Grosso para identificar os principais fatores, como as práticas de manejo, as variáveis do solo e a incidência de doenças, que estão afetando a produtividade do algodão e consequentemente limitando o aumento da produtividade. Estado-da-arte e Método proposto: Diferentemente de outros trabalhos baseados em classificação de regras de associação que tem foco no resultado preditivo (acurácia), nesse trabalho a ênfase é da extração de regras de associação que tenham relevância prática e que possam auxiliar o agricultor na tomada de decisão. Na etapa de pré-processamento realizou-se a seleção e transformação de atributos e identificação de outliers. Os atributos numéricos foram discretizados utilizando 4 métodos, sendo 3 automáticos (técnica de Kononenko, Better Encoding e a combinação das duas) e um manual. Na etapa de modelagem de classificação, os algoritmos de regras utilizados foram o PART e o JRip e a conversão binária de atributos foi também avaliada. O desempenho foi avaliado pela precisão, revocação, custo e a combinação delas no índice IFC (100*F/Log2 custo). Resultados: A avaliação das métricas indicou o melhor desempenho para o classificador PART, com a discretização pela técnica de Kononenko combinada com Better Encoding, seguida pela conversão binária. A análise das regras, com auxílio de especialistas da área, possibilitou a seleção daquelas mais relevantes e dos atributos que mais impactam na produtividade. Dentre esses atributos, destacam-se: a cultivar de algodão, o tempo da abertura e de início do cultivo de algodão na área, o sistema de plantio e de preparo do solo. Os principais atributos físico-químicos do solo foram os micronutrientes zinco, ferro e boro e os macronutrientes cálcio e magnésio e a resistência do solo à penetração. A ausência do fungo fusarium impactou positivamente na produtividade. Em geral, os atributos relacionados ao Manejo do algodoeiro apresentaram maior relevância na composição das regras de classificação, seguidos dos atributos Químicos e Físicos do Solo e dos atributos relacionados à doenças. / Brazil has great experience in developing technologies for the cotton sector, becoming an important world player presently. The cotton production has spread in the Brazilian cerrado stimulating and making viable a highly technical, efficient and profitable production, and leading the country from a condition of importer to a major exporter, currently. Although the cotton productive chain has reached a high technological level, there are many challenges and problems to be overcome, since the productivity is stagnant despite the use of more efficient transgenic cultivars, machines, agrochemicals and data management. In this context data mining offers excellent opportunities to evaluate this problem, since data in this sector is very well organized, as is the case of the Data Base (DB) of the Mato Grosso Cotton Institute, which is available for this study. Problem: The target problem of this study is to understand the causes of such productivity stagnation, that is, the factors influencing negatively the Mato Grosso cerrado cotton production. Solution: The proposed solution is to apply data mining to a complex DB, having productivity information and the factors that influences production, for extracting knowledge and generate recommendations for the cotton farmers in the State. Purpose: Apply data mining technique, more specifically the classification based on rules, in a DB of cotton production in the State of Mato Grosso to identify the main factors, as management practices, soil variables and diseases that are affecting cotton productivity and limiting the productivity increasing. State-of-Art and Proposed Method: Unlike other works based in classification based on rules with focus in prediction (accuracy) this work has emphasis in association rules with practical relevance to help farmers in decision-making. In the pre-processing step, it was performed selection, transformation and outliers identification. Numerical attributes were discretized using 4 methods, 3 automatic (techniques of Kononenko, Better Encoding and the combination of both) and one manual. In the classification step, the rule algorithms used were PART and JRip and binary split was also evaluated. The performance was evaluated by precision, recall, cost and the combination of them in an index called IFC (100*F/Log2 cost). Results: The evaluation of these metrics has indicated the best performance for the classifier PART, with discretization by the technique of Kononenko combined wit Better Encoding, and using binary split. The rules were analyzed with the aid of specialists for the selection of the most relevant ones and select the attributes that mostly impact the productivity. Among these attributes are: the cotton cultivar, time of opening the area and beginning of cotton cultivation, soil and growing system used. The main soil physico-chemical attributes were the micronutrients zinc, iron, bore, the macronutrients calcium and magnesium, and soil penetration resistance. The absence of the fungi fusarium has impacted positively in productivity. In general, attributes related to cotton management were more relevant in the classification rules composition, followed by soil Chemical and Physical attributes and lastly the ones related to diseases.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_airam_fernandes_da_silva.pdf: 907510 bytes, checksum: 7c7c770f2eb62a0a1b7229c59b73ed06 (MD5) Previous issue date: 2012-09-27 / Cotton (Gossypium hirsutum L. race latifolium Hutch.) is a crop cultivated in several regions of Brazil and the world, detached in the global agribusiness because of the use of their products and sub-products. Similarly as it happened in the Brazilian Cerrado, cotton crop may be an alternative of production for rotation in areas with soybeans and corn in Rio Grande do Sul, associated to the climatic conditions and utilization of high technology and management that upgrade the product and crop handling. Objecting to prevent new necessities and to anticipate new technologies, it was verified the productivity and seed physiological quality and fiber quality of cotton cultivars in Alegrete, West of Rio Grande do Sul state. The experiment was conducted for two years, at the Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha Campus Alegrete, during 2010/11 and 2011/12 crop seasons. The experimental design was casualized blocks with five replications. The experimental data were submitted to analysis of variance, being the treatment effects evaluated by the F test, while averages were compared by the Duncan test to 5% significance. It was concluded that cotton cultivars studied produced high physiological quality seeds and fiber quality with inert characteristics considered outstanding. There are differences of performance in production and seed physiological quality among cultivars, influenced by regional climatic characteristics of the crop. The region of Alegrete, Rio Grande do Sul, has favorable climate to produce cotton seeds of high physiological quality. / O algodoeiro (Gossypium hirsutum L. raça latifolium Hutch.) é uma espécie cultivada em várias regiões do Brasil e do mundo, destacando-se no agronegócio mundial pela utilização dos seus produtos e subprodutos. Semelhante ao que ocorreu no Cerrado brasileiro, o cultivo de algodão pode ser uma alternativa de produção para rotação em áreas com cultivo de soja e milho, no Rio Grande do Sul, associando as condições climáticas com a utilização de alta tecnologia e práticas culturais que agreguem valor ao produto e ao manejo do algodoeiro. Com o intuito de prever novas necessidades e antecipar tecnologias, o objetivo deste estudo foi verificar a produtividade e a qualidade fisiológica de sementes e fibras de cultivares de algodão na região de Alegrete, oeste do Rio Grande do Sul. O experimento foi conduzido por dois anos, no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Farroupilha Campus Alegrete, durante as safras 2010/11 e 2011/12. O delineamento experimental utilizado foi blocos ao acaso, com cinco repetições. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, sendo os efeitos dos tratamentos avaliados pelo teste F, enquanto que as médias foram comparadas pelo teste de Duncan a 5% de significância. Conclui-se que as cultivares de algodão em estudo produziram sementes de elevada qualidade fisiológica e fibras com características intrínsecas consideradas acima do padrão. Existem diferenças de desempenho na produção e na qualidade fisiológica das sementes entre as cultivares, influenciadas pelas características climáticas da região de cultivo. A região de Alegrete, Rio Grande do Sul, possui clima favorável à produção de sementes de algodão de elevada qualidade fisiológica.