Tesis (M.S.)--Instituto Interamericano de Ciencias Agrícolas de la OEA. / Bibliography: leaves 103-107.

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Thesis--Iowa State University. / Bibliography: leaves 280-283.

A produção de alimentos, de grande importância para a humanidade, é realizada por meio de processos produtivos muitas vezes responsáveis pelo consumo desordenado de recursos naturais. Tais atividades também são consideradas de alto risco econômico, pois utilizam, em sua maioria, técnicas de baixo rendimento, culturas inapropriadas e até mesmo a utilização de técnicas avançadas, sem o devido controle, como a irrigação, acarretam desperdício de recursos. O uso de técnicas multiobjetivo permite um ordenamento de sistemas produtivos sendo capaz de levar em conta critérios muitas vezes conflitantes e essenciais para a produção agrícola, como: retorno econômico da atividade ao produtor, impacto ambiental, geração de emprego e aproveitamento da mão de obra. O objetivo do presente trabalho é utilizar a técnica multiobjetivo SPEA - Strenght Pareto Evolutionary Algorithm - no auxílio ao produtor rural quanto à tomada de decisão, oferecendo uma alternativa para a gestão de processos produtivos em propriedades rurais do Estado de São Paulo. As técnicas multiobjetivo foram empregadas para obter a ordenação em relação ao tipo de sistema de irrigação a ser adotado, cultura de frutíferas a ser empregada e seus possíveis desempenhos. Investiga-se também o impacto do valor unitário a ser aplicado pelo uso da água de irrigação. Os resultados obtidos permitiram confirmar que a técnica multiobjetivo utilizada se mostrou adequada para as condições adotadas neste trabalho, sendo a cultura da atemóia e o sistema de irrigação por gotejamento as que mais se destacaram em termos de viabilidade econômica de acordo com os parâmetros utilizados. / Food production, of great importance to humanity, is realized through agricultural activities, responsible for disorderly consumption of natural resources. Those activities are considered of high economic risk, for using low yield techniques, inappropriate crops, and even using advanced techniques, such as irrigation, without proper control, leading to natural resources waste. The use of multiobjective techniques allows the ordering of productive systems, being able to consider conflicting criteria such as: economic income, environmental impact, employment generation and workforce utilization. The objective of this study is to use the multiobjective optimization technique SPEA - Strenght Pareto Evolutionary Algorithm - to auxiliate rural producers concerning to decision making, offering an alternative for productive process management for small agricultural properties from São Paulo state, Brazil. The multiobjective techniques were used to obtain the ranking of irrigation system to be adopted, fruit crop and related performance. This work also studies the impact of unit cost to be applied for irrigation water. The results confirmed that the multiobjective technique used was appropriate to the actual conditions of this work, and atemoya crop in a drip irrigation the one that stood out as the best economic performance according to adopted parameters.

O Nordeste brasileiro tem como caracterÃstica um alto dÃficit hÃdrico, dificultando a prÃtica da agricultura e a manutenÃÃo do homem no campo. Nesse contexto, as Ãreas de aluviÃo se mostram como uma fonte de Ãgua que pode ser utilizada nas Ãpocas mais secas do ano, visando a sustentabilidade da Ãrea. No entanto, para que essas Ãreas aluvionares sejam utilizadas de forma sustentÃvel, se faz necessÃrio o conhecimento de algumas caracterÃsticas como: delimitaÃÃo, capacidade de armazenamento e restriÃÃes ao uso e ocupaÃÃo. O presente trabalho foi realizado na Bacia HidrogrÃfica do riacho SÃo Josà - BHSJ, localizada na regiÃo do Cariri cearense e teve como principais objetivos: a caracterizaÃÃo da aluviÃo do riacho, a classificaÃÃo da BHSJ quanto a vulnerabilidade à poluiÃÃo das Ãguas subterrÃneas e o zoneamento agrÃcola da bacia. O trabalho foi dividido em quatro etapas: mapeamento das Ãreas de aluviÃo, determinaÃÃo do potencial hÃdrico da Ãrea aluvionar onde o riacho à perene, mapeamento das classes de vulnerabilidade à poluiÃÃo dos aquÃferos, utilizando os Ãndices DRASTIC e DRASTIC pesticida e o zoneamento agrÃcola da Ãrea da BHSJ. Em todas as etapas de desenvolvimento do trabalho utilizou-se os softwares SPRING, Arcgis e Global Mapper. O mÃtodo de mapeamento das Ãreas de aluviÃo que apresentou melhor resultado, foi o que considera a largura do buffer como uma funÃÃo logarÃtmica da Ãrea da bacia contributiva de sedimentos a montante. As Ãreas contributivas de sedimentos superiores a 1.000.000 m e com declividades mÃdias superiores a 5%, foram condiÃÃes restritivas à formaÃÃo da aluviÃo. Na Ãrea de aluviÃo, onde o riacho à perene, predomina sedimentos de textura mÃdia e arenosa, com profundidade mÃxima de 20 m, porosidade efetiva mÃdia de 8,3% e capacidade de armazenamento de Ãgua de cerca de 498.000 mÂ. O Ãndice DRASTIC dividiu a bacia em quatro classes de vulnerabilidade: insignificante, baixa, muito baixa e moderada, a insignificante correspondendo a cerca de 78% da Ãrea e a moderada a apenas 3%, na porÃÃo da aluviÃo onde o riacho à perene e onde à necessÃrio um maior controle no uso e ocupaÃÃo do solo. O DRASTIC pesticida dividiu a bacia em seis classes de vulnerabilidade: insignificante, muito baixa, baixa, moderada, alta e muito alta, a muito baixa corresponde a cerca de 41% da Ãrea e a moderada, a alta e a muito alta, a 7, 6 e 3% respectivamente. Essas trÃs Ãltimas classes correspondem a toda aluviÃo e nelas sÃo importantes adoÃÃes de medidas que visem o controle do uso de pesticidas. A partir do Ãndice DRASTIC pesticida e da delimitaÃÃo das Ãreas de APPs do riacho, a BHSJ foi mapeada quanto ao planejamento agrÃcola, definindo-se trÃs zonas: de proteÃÃo permanente, com restriÃÃes ao uso de pesticidas e com menores restriÃÃes. / The Brazilian northeastern region is characterized by an intense water deficit, limiting the viability of agricultural practices and limitung the land capacity to support the rural populations. In this context, the alluvial areas appear as a source of water that can be used in the drier times of the year to preserve the sustainability of the area. However, for these alluvial areas to be sustainably used, it is necessary to know some characteristics like: delimitation, storage capacity and restrictions on their use and occupation. This study was conducted at the riacho SÃo Josà Basin (ou Bacia HidrogrÃfica do riacho SÃo Josà â BHSJ) , located on the Cariri region of the Cearà state, and was mainly aimed at characterizing the alluvium of the stream, classifying the BHSJ as to its vulnerability to groundwater pollution and determining the agricultural zoning of the basin. The work was divided into four steps: (1) The mapping of the alluvial areas, (2) The determination of the water-supplying potential of the area where the alluvial stream is perennial, (3) the mapping of the classes of vulnerability to aquifer pollution, and (4) The use of the DRASTIC and pesticide DRASTIC indexes and the agricultural zoning of the BHSJ area. At all stages of work development were used the SPRING, ArcGIS and Global Mapper softwares. The most successful alluvium area mapping method was that which considered the buffer width as a logarithmic function of the upstream sediment contributing basin area. The sediment contributing areas exceeding one million square meters with average slope greater than 5% were restrictive conditions to the formation of alluvium. In the alluvium section where the stream is perennial, predominate the medium textured and sandy sediment, with a maximum depth of 20 m and an average effective porosity of 8.3% and water storage capacity of about 498,000 mÂ. The DRASTIC index divided the basin into four classes of vulnerability: negligible, low, very low and moderate. The insignificant class corresponds to about 78% of the area, the moderate class corresponds to only 3% of the area in the alluvium section where the stream is perennial and where it is needed greater control over the use and occupation of land. The pesticide DRASTIC index divided the basin into six classes of vulnerability: negligible, very low, low, moderate, high and very high. The very low amounts to about 41% of the area, whereas the moderate, high and very high, respectively correspond to 7, 6 and 3%. These last three classes correspond to the entire alluvium and controlling pesticide use is very important there. From the pesticide DRASTIC index and from the stream APP(Permanent Protection Areas) area delimitation, BHSJ was mapped as to the agricultural planning, defining three zones: (a) Permanent protection zone, (b)Restricted pesticide use zone and (c) less restricted pesticide use zone.

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Concomitantly conservation planning can be integrated into agronomic management, enabling the optimization of the use of agricultural land and of the equipments, conciliating the economic and environmental aspects. In this sense the present study aimed to evaluate the cartographic quality of  altimetric surveys carried with GNSS RTK receiver onboard in quadricycle; develop a terrace in level spacing calculation method, using the soil loss calculated by USLE; a model of dimensioning agricultural systems, involving the use of terraces as rural roads, plots division, and generation and planting lines; analyze the accumulation of runoff on sugar cane lines for different furrow depths and the spatial variability of relief; and finally, develop a computational tool using the method and model. The altimetric data collected with quadricycle met the Class A pattern of cartographic accuracy, for the preparation of cartographic products with vertical equidistance of 0.30m. The terrace spacing calculation method reduced by up to 83.0% the total length of terraces; the agricultural systems dimensioning model enabled a reduction of up to 51.6% in the number of operations as well as increasing the average length of the lines and reducing the area for the use of rural roads, which increases the efficiency in the machinery use and in the use of agricultural area. The evaluation of the runoff volume accumulation in the planting lines due to the furrow depth found large storage capacity, reaching values of up to 158.1 m³ ha -1 , averaging 95.8 m³ ha -1 to furrows with 0.3m depth, resulting in a reduction of up to 10.1centimeters at the height of the terraces. The developed computational tool proved to be easy to use, and successfully completed the design of the plots, planting rows and terraces. / A deficiência na gestão das áreas agrícolas acarreta problemas de ordem econômica e ambiental. Muitas vezes os métodos de dimensionamento de terraços têm resultados com espaçamento horizontal reduzido, desestimulando sua adoção e ocasionando problemas de erosão, e consequente perda de solo, água e nutrientes. Os modelos de cálculo de perda de solo podem ser utilizados para dimensionamento destas estruturas, considerando o deslocamento de solo inferior à sua taxa de formação natural, controlando o processo erosivo. Entretanto o uso destes modelos é dificultado pela ausência de bases de dados e de ferramentas que simplifiquem sua utilização. Concomitantemente o planejamento conservacionista pode ser integrado à gestão agronômica, possibilitando a otimização do uso da área agrícola e dos equipamentos, conciliando os aspectos econômicos e ambientais. Neste sentido o presente trabalho teve por objetivos avaliar a qualidade cartográfica de levantamentos altimétricos realizados com receptor GNSS RTK embarcado em quadriciclo; desenvolver um método de cálculo de espaçamento entre terraços em nível a partir da perda de solo calculada pela USLE; um modelo de dimensionamento de sistemas agrícolas, envolvendo a utilização dos terraços como carreadores, divisão de talhões, e geração de linhas de plantio; analisar o acúmulo de escoamento superficial nas linhas de cana de açúcar em função de diferentes profundidades de sulco e da variabilidade espacial do relevo; e finalmente, desenvolver de uma ferramenta computacional para utilização do método e modelo. Os dados altimétricos coletados com quadriciclo atenderam ao padrão de exatidão cartográfico atingindo a classe A para elaboração de produtos cartográficos com equidistância vertical de 0,30m. O método de cálculo de espaçamento entre terraços reduziu em até 83,0% o comprimento total de terraços; o modelo de dimensionamento de sistemas agrícolas possibilitou redução de até 51,6 % no número de manobras, bem como aumento do comprimento médio das linhas de plantio e redução da área destinada ao uso de carreadores, o que aumenta a eficiência de máquinas e do uso da área agrícola. A avaliação do acúmulo do volume de escoamento superficial nas linhas de plantio em função da profundidade do sulco verificou grande capacidade de armazenamento, atingindo valores de até 158,1 m³ ha -1 , com média de 95,8 m³ ha -1 para sulcos com 0,3m de profundidade, ocasionando em uma redução de até 10,1 centímetros na altura dos terraços. A ferramenta computacional desenvolvida mostrou-se de fácil utilização, e realizou com sucesso o dimensionamento dos talhões, linhas de plantio e terraços.

A produção de alimentos, de grande importância para a humanidade, é realizada por meio de processos produtivos muitas vezes responsáveis pelo consumo desordenado de recursos naturais. Tais atividades também são consideradas de alto risco econômico, pois utilizam, em sua maioria, técnicas de baixo rendimento, culturas inapropriadas e até mesmo a utilização de técnicas avançadas, sem o devido controle, como a irrigação, acarretam desperdício de recursos. O uso de técnicas multiobjetivo permite um ordenamento de sistemas produtivos sendo capaz de levar em conta critérios muitas vezes conflitantes e essenciais para a produção agrícola, como: retorno econômico da atividade ao produtor, impacto ambiental, geração de emprego e aproveitamento da mão de obra. O objetivo do presente trabalho é utilizar a técnica multiobjetivo SPEA - Strenght Pareto Evolutionary Algorithm - no auxílio ao produtor rural quanto à tomada de decisão, oferecendo uma alternativa para a gestão de processos produtivos em propriedades rurais do Estado de São Paulo. As técnicas multiobjetivo foram empregadas para obter a ordenação em relação ao tipo de sistema de irrigação a ser adotado, cultura de frutíferas a ser empregada e seus possíveis desempenhos. Investiga-se também o impacto do valor unitário a ser aplicado pelo uso da água de irrigação. Os resultados obtidos permitiram confirmar que a técnica multiobjetivo utilizada se mostrou adequada para as condições adotadas neste trabalho, sendo a cultura da atemóia e o sistema de irrigação por gotejamento as que mais se destacaram em termos de viabilidade econômica de acordo com os parâmetros utilizados. / Food production, of great importance to humanity, is realized through agricultural activities, responsible for disorderly consumption of natural resources. Those activities are considered of high economic risk, for using low yield techniques, inappropriate crops, and even using advanced techniques, such as irrigation, without proper control, leading to natural resources waste. The use of multiobjective techniques allows the ordering of productive systems, being able to consider conflicting criteria such as: economic income, environmental impact, employment generation and workforce utilization. The objective of this study is to use the multiobjective optimization technique SPEA - Strenght Pareto Evolutionary Algorithm - to auxiliate rural producers concerning to decision making, offering an alternative for productive process management for small agricultural properties from São Paulo state, Brazil. The multiobjective techniques were used to obtain the ranking of irrigation system to be adopted, fruit crop and related performance. This work also studies the impact of unit cost to be applied for irrigation water. The results confirmed that the multiobjective technique used was appropriate to the actual conditions of this work, and atemoya crop in a drip irrigation the one that stood out as the best economic performance according to adopted parameters.

O entendimento da hierarquia de importância dos fatores que influenciam a produtividade da cana de açúcar pode auxiliar na sua modelagem, contribuindo assim para a otimização do planejamento agrícola das unidades produtoras do setor, bem como no aprimoramento das estimativas de safra. Os objetivos do presente estudo foram a ordenação das variáveis que condicionam a produtividade da cana de açúcar, de acordo com a sua importância, bem como o desenvolvimento de modelos matemáticos de produtividade da cana de açúcar. Para tanto, foram utilizadas três técnicas de mineração de dados nas análises de bancos de dados de usinas de cana de açúcar no estado de São Paulo. Variáveis meteorológicas e de manejo agrícola foram submetidas às análises por meio das técnicas Random Forest, Boosting e Support Vector Machines, e os modelos resultantes foram testados por meio da comparação com dados independentes, utilizando-se o coeficiente de correlação (r), índice de Willmott (d), índice de confiança de Camargo (C), erro absoluto médio (EAM) e raíz quadrada do erro médio (RMSE). Por fim, comparou-se o desempenho dos modelos gerados com as técnicas de mineração de dados com um modelo agrometeorológico, aplicado para os mesmos bancos de dados. Constatou-se que, das variáveis analisadas, o número de cortes foi o fator mais importante em todas as técnicas de mineração de dados. A comparação entre as produtividades estimadas pelos modelos de mineração de dados e as produtividades observadas resultaram em RMSE variando de 19,70 a 20,03 t ha-1 na abordagem mais geral, que engloba todas as regiões do banco de dados. Com isso, o desempenho preditivo foi superior ao modelo agrometeorológico, aplicado no mesmo banco de dados, que obteve RMSE ≈ 70% maior (≈ 34 t ha-1). / The understanding of the hierarchy of the importance of the factors which influence sugarcane yield can subsidize its modeling, thus contributing to the optimization of agricultural planning and crop yield estimates. The objectives of this study were to ordinate the variables which condition the sugarcane yield, according to their relative importance, as well as the development of mathematical models for predicting sugarcane yield. For this, three Data Mining techniques were applied in the analyses of data bases of several sugar mills in the State of São Paulo, Brazil. Meteorological and crop management variables were analyzed through the Data Mining techniques Random Forest, Boosting and Support Vector Machines, and the resulting models were tested through the comparison with an independent data set, using the coefficient of correlation (r), Willmott index (d), confidence index of Camargo (c), mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE). Finally, the predictive performances of these models were compared with the performance of an agrometeorological model, applied in the same data set. The results allowed to conclude that, within all the variables, the number of cuts was the most important factor considered by all Data Mining models. The comparison between the observed yields and those estimated by the Data Mining techniques resulted in a RMSE ranging between 19,70 to 20,03 t ha-1, in the general method, which considered all regions of the data base. Thus, the predictive performances of the Data Mining algorithms were superior to that of the agrometeorological model, which presented RMSE ≈ 70% higher (≈ 34 t ha-1).

A cultura da cana-de-açúcar esta relacionada, principalmente, com a produção energia, podendo ser tanto por meio do etanol, quanto do açúcar ou quanto da energia elétrica. A demanda por alimentos e energia é crescente, proporcionando assim um crescimento da produção nacional destes produtos. Devido a essa necessidade, surge a importância de um planejamento para um sistema de colheita mecanizado na cultura, com a finalidade de atender ao aumento do consumo e às exigências legais oriundas dos fatores ambientais e sociais. Sendo assim, o objetivo geral desse estudo foi o de realizar, por meio de um estudo de caso, um modelo de dimensionamento operacional e econômico da colheita mecanizada de cana-de-açúcar, em uma destilaria na região de Assis, estado de São Paulo. Por tal, foi realizado um planejamento e caracterização dos conjuntos mecanizados para a colheita nas áreas do estudo de caso, por meio de definição do custo horário, tempo disponível, ritmo operacional e número de conjuntos. Com esses índices, a destilaria pretende aplicar o modelo e atender as premissas do Protocolo Agroambiental do Setor Sucroalcooleiro antes do prazo limite exigido para a mecanização da colheita da cana-de-açúcar. O investimento em tecnologia e manejo agrícola visando o aumento de produtividade por hectare é o fator de impacto imediato no custo de produção por tonelada. / The sugar cane crop is mainly related, with the production of this energy, can be either through the sugar or ethanol, and electric power. The demand for food and energy is increasing, thereby providing a growth of domestic production of those products. Because of this need, dawns the importance of planning for a mechanized harvesting system in culture, in order to meet the increased consumption and legal demands from environmental factors and female members. Thus, the overall objective of this research is to achieve, by means of a case study, an economic and operational scaling model of mechanical harvesting sugar cane in a distillery in the region of Assis, São Paulo State. Therefore, it was held a joint planning and characterization of mechanized harvesting in the areas of case study, by means of definition of timetable available, cost, time, and number of sets operating rhythm. With these indexes, the distillery want to apply the template and meet the assumptions of agricultural environmental Protocol of sugar-alcohol sector before the time limit required for the mechanization of the harvest of sugar cane. Investment in agricultural technology and management aimed at the increase of productivity per hectare is the immediate impact factor in the cost of production per ton.

A cultura da cana-de-açúcar esta relacionada, principalmente, com a produção energia, podendo ser tanto por meio do etanol, quanto do açúcar ou quanto da energia elétrica. A demanda por alimentos e energia é crescente, proporcionando assim um crescimento da produção nacional destes produtos. Devido a essa necessidade, surge a importância de um planejamento para um sistema de colheita mecanizado na cultura, com a finalidade de atender ao aumento do consumo e às exigências legais oriundas dos fatores ambientais e sociais. Sendo assim, o objetivo geral desse estudo foi o de realizar, por meio de um estudo de caso, um modelo de dimensionamento operacional e econômico da colheita mecanizada de cana-de-açúcar, em uma destilaria na região de Assis, estado de São Paulo. Por tal, foi realizado um planejamento e caracterização dos conjuntos mecanizados para a colheita nas áreas do estudo de caso, por meio de definição do custo horário, tempo disponível, ritmo operacional e número de conjuntos. Com esses índices, a destilaria pretende aplicar o modelo e atender as premissas do Protocolo Agroambiental do Setor Sucroalcooleiro antes do prazo limite exigido para a mecanização da colheita da cana-de-açúcar. O investimento em tecnologia e manejo agrícola visando o aumento de produtividade por hectare é o fator de impacto imediato no custo de produção por tonelada. / The sugar cane crop is mainly related, with the production of this energy, can be either through the sugar or ethanol, and electric power. The demand for food and energy is increasing, thereby providing a growth of domestic production of those products. Because of this need, dawns the importance of planning for a mechanized harvesting system in culture, in order to meet the increased consumption and legal demands from environmental factors and female members. Thus, the overall objective of this research is to achieve, by means of a case study, an economic and operational scaling model of mechanical harvesting sugar cane in a distillery in the region of Assis, São Paulo State. Therefore, it was held a joint planning and characterization of mechanized harvesting in the areas of case study, by means of definition of timetable available, cost, time, and number of sets operating rhythm. With these indexes, the distillery want to apply the template and meet the assumptions of agricultural environmental Protocol of sugar-alcohol sector before the time limit required for the mechanization of the harvest of sugar cane. Investment in agricultural technology and management aimed at the increase of productivity per hectare is the immediate impact factor in the cost of production per ton.