Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Texto em inglês / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:54:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_PedroCarvalhaes_M.pdf: 7362254 bytes, checksum: dd839cf652cbbda17a2a5d9b6cecbdc3 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A constante preocupação em aumentar a produtividade das plantações de uma forma sustentável e otimizando o uso dos insumos agrícolas (água, fertilizantes, pesticidas e produtos para correção do PH) levou ao desenvolvimento da agricultura de precisão, que permite determinar a quantidade correta de insumos para cada região do solo (tipicamente um hectare), evitando o desperdício. Sensores de umidade de solo de baixo custo e fácil aplicação no campo são fundamentais para permitir um controle preciso da atividade de irrigação, sendo que os sensores que melhor atendem estes requisitos são os chamados sensores de dissipação de calor ou sensores de transferência de calor. Estes sensores, entretanto, apresentam um problema de baixa sensibilidade na faixa de umidade mais importante para as plantas (umidade de solo 'teta'v variando entre 5% e 35%), pois, para cobrir esta variação de 30% em 'teta'v com resolução de 1%, é necessário medir variações de temperatura de aproximadamente 0,026 ºC nos sensores de pulso de calor a duas pontas e 0,05 ºC para os sensores de pulso de calor de ponta simples. Neste trabalho foi desenvolvido um novo sensor de umidade de solo do tipo pulso de calor de ponta simples, baseado em um único elemento: um transistor bipolar de junção npn, que é usado tanto como aquecedor e como sensor de temperatura de alta precisão. Resultados experimentais, obtidos em medidas realizadas através de uma técnica de interrogação especialmente desenvolvida para este novo sensor mostram que neste trabalho foi possível obter uma sensibilidade cerca de uma ordem de grandeza maior do que nos sensores de pulso de calor com uma ponta e cerca de 20 vezes maior do que nos sensores de pulso de calor de duas pontas. Outra vantagem da técnica desenvolvida é que o aumento da sensibilidade não é obtido às custas do aumento da corrente drenada da bateria para aquecer o sensor. No sensor desenvolvido é utilizada uma corrente de apenas 6 mA para gerar o aquecimento (com energia dissipada de 1,5 J), enquanto que que os sensores de pulso de calor com ponta simples requerem cerca de 50 mA (com 2,4 J de energia dissipada) para operar. Os sensores de pulso de calor de ponta dupla também são fabricados com resistores que requerem cerca de 50 mA para o aquecimento (0.8 J de energia dissipada) para operar corretamente / Abstract: The concern regarding sustainable development and crop inputs optimization (such as water, fertilizers, pesticides and soil PH correction products) has led to the development of the precision agriculture concept, that allows to determine the exact amount of each input required on each ground section (typically one hectare), avoiding waste of inputs. Low-cost and easily handled soil moisture sensors are very important for allowing a precise irrigation control. The class of sensors which fulfill those requirements are the heat transfer sensors, where there are basically two types of devices: dual (or multi) probe heat pulse sensors and single probe heat pulse sensors. However, these sensors have a low sensitivity in the most important range of soil humidity 'teta'v for plants (usually from 5% ? 'teta'v ? 35%). To cover this 30% soil humidity range with 1% resolution it is necessary to measure temperature with a resolution of 0,026 ºC in the dual/multi probe heat pulse sensors and 0,05 ºC in the single probe heat pulse sensor. In this work it was developed a new type of single probe heat pulse sensor, comprised of a single element: an npn junction bipolar transistor, that plays the role of both the heating element and a high accuracy temperature sensor. Experimental results, obtained through an interrogation technique especially developed for this sensor, show sensitivity about one order of magnitude greater than the typical sensitivity of the single probe heat pulse sensors and 20 times greater than dual probe heat pulse sensors. Another great advantage of the developed interrogation technique is that the increase in sensibility is not obtained through a higher current being drained from the batteries that power the sensor. The developed sensor operates at a much lower current level than the other sensors, draining only 6 mA from the battery (with an energy of 150 mW). The single probe heat pulse sensor requires 50 mA and 1.5 J of energy to operate, whilst the dual probe heat pulse sensors are manufactured with resistors which also drain 50 mA from the battery with 0.8 J of dissipated energy / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Carlos Kenichi Suzuki / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:45:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sato_SergioAkira_M.pdf: 3388849 bytes, checksum: f5d9b2d80a5cef7ee5e040fb289c0ae5 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O objetivo deste trabalho tem como propósito principal o de analisar o modelo de gestão atual do setor sucroalcooleiro do bioetanol e desenvolver um modelo prático de gestão do conhecimento com foco na troca de informações entre as áreas da agricultura, e usina de álcool na geração de bioenergia que utilizam como base uma matéria-prima com alto índice de sustentabilidade econômica e que oferece o menor impacto ambiental, a cana-de-açúcar. Foi desenvolvido um Modelo com foco em gestão de conhecimento alimentado por dados coletados com tecnologia embarcada para agricultura de precisão com indicadores de desempenho das etapas do manejo da cana-de-açúcar incluindo dados de conhecimento tácito nos sistemas de informações, bancos de dados e mapas do conhecimento oferecendo uma visibilidade global dos processos em um modelo prático com front-end em software que facilitou a integração total e a comunicação rápida entre as áreas da agricultura e usina. O processo de inovação tecnológica para agricultura de precisão foi promovido através da gestão do conhecimento e da troca de informações entre as áreas da agricultura no manejo da cana-de-açúcar e a aferição da ATR na usina para a produção de bioetanol favorecendo o feedback de informações dos eventos em cada processo durante todo o ciclo do processo desta produção. O resultado obtido com os dados inferindo em mapas do conhecimento foi um aumento expressivo de informações operacionais das áreas e uma maior visibilidade com um aumento ao fomento no processo de inovação tecnológica em uma busca pela melhoria contínua favorecida pela integração das áreas do setor sucroalcooleiro baseada em uma plataforma tecnológica como a Web com utilização de Intranets, Virtual Private Networks (VPN) ou Extranets para a comunicação entre as áreas de forma instantânea, melhorando a previsão do aumento de produtividade e expectativas econômicas da produção anual / Abstract: The main goal of the present work was to analyze the current management model of the sugar-alcohol sector for bioethanol production and to develop a practical model of knowledge management with focus on the information exchange among agriculture, ethanol plant in the generation of bioenergy which use a self-sustaining raw-material that offers the high index of economic sustainability and lowest environmental impact, the sugarcane. A Model was developed with focus on a knowledge management fed by collected data from embedded technology for the precision agriculture with performance indicators on the stages of sugarcane management including data from tacit information included on information systems, databases, and knowledge maps offering a global process and visibility in a practical model with a front-end software that facilitated the seamless integration and fast communication between agriculture and ethanol plant areas. The process of technology innovation to precision agriculture has been promoted through the knowledge management and information exchange between the areas of sugarcane agriculture and the measurement of ATR at the bioethanol plant for the production of bioethanol favoring the feedback of information events in each process during the entire process of production. The obtained result with the inferred data in knowledge maps was an expressive increase of the operational information of areas and a larger visibility, offering an increase in the technology innovation with a search for a continuous improvement favored by the integration of the areas of the sugar-alcohol sector based on a technological platform as the Web Browser using Intranets, Virtual Private Networks (VPN) or Extranets between areas, instantly improving the prediction of productivity increase and economic expectation of annual production / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Forests present spatial-temporal strucutre, and their management can be aided by geostatistics. The present study aimed to use geostatistics in the experimental forest management of Mixed Ombrophylous Forest (MOF), in Rio Grande do Sul, Brazil, with two case studies. The specific objectives were to determine areas of production for a population of Araucaria angustifolia and check the sensitivity of geostatistics to different intensities of management (selective wood harvesting), at different time points, before and after the intervention in the forest. The first study was carried out in an area of 11.35 ha in Tapera, using census data from a population of Araucaria, which was used as a virtual sampling. Punctual ordinary kriging and co-kriging were used to the data of 52 virtual sampling units (30x30m) obtained. Cross semivariograms were adjusted based on the spatial structure of the number of individuals for basal area (G), volume (V), biomass (B) and carbon (C) combined through the use of map algebra to determine the production zones (PZ). The second study was held in Tupi Farm, Nova Prata, using sample units of 0.50 ha, with subunits of 10x10 m, where selective wood harvestings were implemented in 2002, with the removal of 0 (control), 20 (light harvest), 40 (medium harvest) and 60% (heavy harvest) of basal area in all diameter class. Inventories were carried out in 2001 (pre-harvesting), 2006 and 2010 (1st and 2nd monitoring). The available data were basal area and commercial volume, organized by subunits. In the first study, low, medium and high production zones were obtained (55.03, 35.54 and 9.43 % for the area of forest fragment, respectively). We obsereved that the forest was under disturbance and the population had balanced diameter distribution. In the second study, the light harvesting caused the less changes in the spatial structure of the forest, more noticeable in the simulated surface relative to the semivariogram, with the replacement of the wood removed when compared to the others. The control area was not more structured than the light harvesting, besides producing less wood. To the medium harvesting we observed pure nugget effect because it intensified the existing randomness in the sample unit prior to the intervention. However, in the heavy harvesting, there were major changes in the forest structure, where areas of high basal and commercial volume areas have become low value areas due to the mortality of individuals remaining in the former, and to the increase and inflow of trees occurring in the latter. The light selective harvesting was the most suitable, and it was spatially less structured, but more productive when compared to the control. Therefore, geostatistics may be used in forest management since it detects changes in the spatial structure of the forest and describes the behavior of variables. / As florestas possuem estrutra espaço-temporal, e seu manejo pode ser auxiliado pela geoestatística. O presente trabalho teve como objetivo geral utilizar a geoestatística no manejo florestal experimental de Floresta Ombrófila Mista - FOM, no Rio Grande do Sul, tendo dois estudos de caso. Os objetivos específicos foram determinar zonas de produção para uma população de Araucaria angustifolia, e verificar a sensibilidade da geoestatística à diferentes intensidades de manejo (cortes seletivos), em distintas épocas, antes e após, a intervensão na floresta. O primeiro estudo foi realizado numa área de 11,35 ha, em Tapera, com uso de dados censitários de uma população de araucária, onde fez-se uma amostragem virtual. Foram utilizadas krigagem ordinária pontual e co-krigagem, aos dados de 52 unidades amostrais virtuais (30x30 m) obtidas. Foram ajustados semivariogramas cruzados, a partir da estrutura espacial do número de indivíduos, para área basal (G), volume (V), biomassa (B) e carbono (C), combinados por meio de álgebra de mapas para determinar as zonas de produção (ZP). O segundo foi realizado na Fazenda Tupi, em Nova Prata, com uso de parcelas de 0,50 ha, divididas em subunidades de 10x10 m, onde foram realizados cortes seletivos em 2002, com retirada de 0% (testemunha), 20% (corte leve), 40% (corte médio) e 60% (corte pesado) de área basal em todas as classes de diâmetro. Os inventários foram realizados em 2001 (pré-exploratório), 2006 e 2010 (1º e 2º monitoramentos). Os dados disponíveis dos mesmos foram G e volume comercial, organizados por subunidades. No primeiro trabalho foram obtidas zonas de baixa, média e alta produção (55,03; 35,54 e 9,43% da área do fragmento florestal, respectivamente). A floresta encontra-se sob distúrbio e a população apresentou distribuição diamétrica balanceada. No segundo estudo, o corte leve foi o que causou menores alterações na estrutura espacial da floresta, mais perceptível na superfície simulada em relação ao semivariograma, havendo a reposição da madeira retirada. A testemunha não mostrou-se mais estruturada que o mesmo, além de ter produzido menos madeira. Para o corte médio observou-se efeito pepita puro, pois este intensificou a aleatoriedade existente na parcela anteriormente à intervenção. Já no corte pesado, houve grandes mudanças na estrutura da floresta, onde zonas de altos valores de G e volume comercial passaram a ser zonas de baixos valores, devido a mortalidade de indivíduos remanescentes na primeira, e aos incremento e ingressos ocorridos na segunda. O corte seletivo leve foi o mais indicado, e em relação a testemunha, apresentou-se menos estruturado espacialmente, porém mais produtivo. Conclui-se que a geoestatística pode ser utilizada no manejo florestal, pois detecta as mudanças na estrutura espacial da floresta e descreve o comportamento de variáveis.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aimed to analyze the spatial-temporal distribution and population fluctuation of soybean defoliating caterpillars, during the development cycle of the crop. Thus, this will be presented in two chapters. Chapter one, presents a geostatistical characterization of the caterpillars spatial distribution in soybeans and chapter two describes the main species of soybean caterpillars and their behavior during the crop cycle. Study was carried out in the experimental area of the Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Brasil, at 2008/09 and 2009/10 growing seasons. In the area of 6,6 ha of soybean a grid sampling of 25x25m was established. A total of 105 points were marked on the field with GPS navigation. The samplings were performed in two ways: 1) from pre-emergence until V3, direct counting; 2) from V4 until harvest, with beating cloth, performing two evaluations per point. Caterpillars were placed into plastic cups and sent to the Entomology Laboratory of UFSM for species identification and quantification. To study the populational distribution was considered the total populational density and species of each sample point was obtained by analysis of spatial variability using semivariograms. Maps were generated with the software ArcGIS 9.3 and spatial dependence estimated by classification of Cambardella et al. (1994). To study the population dynamics of soybean caterpillars species, results were submetted to statistical analysis, using Microsoft Excel software. Pearson correlation was with 5% mistake probability was used for establishing correlations between the number of caterpillars species and meteorological variables, precipitation and temperature. Adjusted models are different for every species and phenological stage of culture, the grid of sample used is appropriate to characterize accurately the spatial distribution of soybean larvae. The main species of soybean caterpillars in Santa Maria are Anticarsia gemmatalis, Pseudoplusia includens and Spodoptera eridania; the occurrence of defoliating caterpillars is higher in the reproductive phase of soybean. / Este trabalho teve por objetivo analisar a distribuição espaço-temporal e a flutuação populacional de lagartas desfolhadoras da soja, ao longo do ciclo de desenvolvimento da cultura. Sendo assim, este será apresentado em dois capítulos: o primeiro capítulo apresenta a caracterização geoestatística da distribuição espacial das lagartas da soja e no segundo capítulo, descreve as principais espécies de lagartas da soja e seu comportamento ao longo do ciclo da cultura. Para isso foi realizado um estudo na área experimental da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil, na safra agrícola 2008/09 e 2009/10, em 6,6 ha de soja, estabelecendo-se um gride de amostragem de 25 x 25 m, no total de 105 pontos, demarcados em campo com GPS de navegação. As amostragens foram realizadas de duas formas: 1) da pré-emergencia a V3 contagem direta; 2) de V4 até a colheita, com pano-decoleta, realizando duas avaliações por ponto. As lagartas foram colocadas em frascos plásticos e encaminhadas ao Laboratório de Entomologia da UFSM, para identificação e quantificação das espécies. Para o estudo da distribuição populacional foi considerado a densidade populacional total e por espécie de cada ponto amostral, foi obtida a análise da variabilidade espacial por meio dos semivariogramas, os mapas foram gerados com o programa computacional ArcGis 9.3 e a dependência espacial estimada pela classificação de Cambardella et al. (1994). Para o estudo da flutuação populacional das espécies de lagartas da soja os resultados foram submetidos à analise estatística, com o auxilio do programa Office Excel, efetuando-se correlação de Pearson, com probabilidade de 5% de erro, entre o número de espécies de lagartas e as variáveis meteorologicas, precipitação e temperatura. Os modelos ajustados são diferentes para as espécies e estagio fenológico da cultura; o gride de amostragem utilizado foi apropriado para caracterizar de forma precisa a distribuição espacial das lagartas da soja. As principais espécies de lagartas da soja em Santa Maria são Anticarsia gemmatalis, Pseudoplusia includens e Spodoptera eridania; a ocorrência das lagartas desfolhadoras da cultura da soja é maior na fase reprodutiva.

Sample grid s are essential when we want to represent the variation in chemical and physical properties of the soil, being essential to know its features. In this way, this study aimed to relate the efficiency and practicality of using soil sampling knits of rectangular and hexagonal type in a farm located countryside Ivorá- RS. In order to get features that help the researcher and producer in choosing the appropriate mesh to represent and diagnose their crops by means of fertility maps and application. The methodological procedures consisted of structuring the rectangular and hexagonal sampling knits of 1 ha in the CR Campeiro 7, without user interference in the point s distribution. Soil samples were collected in June 2015. So, after analysis of the spatial distribution of points in the area for each of the cases the fertility maps and application were structured. Among the main results, it is noted that both knits can represent similarly the trends that the soil presents nevertheless, the rectangular grid, due to a higher number of points, can represent the variability more expressively, but was found that when there is a change in the position and number of sampling points in a crop, the representations of the maps have differences, which at first, analyzing only the fertility maps, these differences seem small, but when structured a map of application, this difference becomes significant as it will result in greater or lesser purchase of inputs. It is emphasized that each mesh has characteristics that will inevitably vary from crop to crop, and a sampling grid should be, always, planned and adjusted according to each case, combining the knowledge of the producer and additional data available to define the same. / As malhas de amostragem são fundamentais quando desejamos representar a variação de atributos químicos e físicos do solo, sendo imprescindível conhecer suas características. Desta forma, este trabalho teve como objetivo relacionar a eficiência e a praticidade da utilização das malhas de amostragem de solo do tipo retangular e hexagonal, em uma lavoura localizada no município de Ivorá- RS. Com o propósito de buscar características que auxiliem o pesquisador e o produtor na escolha da malha adequada para representar e diagnosticar suas lavouras, através de mapas de fertilidade e de aplicação. Os procedimentos metodológicos consistiram em estruturar as malhas de amostragem retangular e hexagonal de 1 ha no Sistema CR Campeiro 7, sem a interferência do usuário na distribuição dos pontos. As respectivas coletas de solo ocorreram no mês de junho de 2015. Assim, após a análise da distribuição espacial dos pontos na área para cada um dos casos e estruturados os mapas de fertilidade e aplicação. Entre os principais resultados encontrados, salienta-se que ambas as malhas conseguem representar de forma similar as tendências que o solo apresenta, no entanto, a malha retangular, por apresentar maior número de pontos, consegue representar a variabilidade de forma mais expressiva, mas nota-se que quando há uma alteração na posição e no número de pontos amostrais em uma lavoura, as representações dos mapas apresentam diferenças, que num primeiro momento, analisando somente os mapas de fertilidade, essas diferenças parecem ser pequenas, mas quando estruturado um mapa de aplicação, essa diferença passa a ser significativa, pois resultará em maior ou menor aquisição de insumos. Salienta-se que cada malha apresenta características que, inevitavelmente, variam de lavoura para lavoura, e uma malha de amostragem deve ser, sempre, planejada e ajustada conforme cada caso, aliando o conhecimento do produtor e dados adicionais disponíveis para definição da mesma.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Soil compaction has been induced in the no-tillage (NT), mainly due to machinery traffic conditions in soils with high humidity. This traffic is essential for crop management, impossible to put out of the field. Alternatively to try to solve this problem the concept of controlled traffic system (CTF) of machines, which is the containment and permanent separation of local traffic machine of free traffic. In most incipient case of disciplined traffic system of the machines is an initial alternative to full deployment. In this sense an experiment was conducted during two crop years in a commercial area, managed under the NT using techniques of AP in the Não Me Toque city, RS state. The soil is Red Latossol with Cfa climate following Koppen classification. The treatments were: a) No Traffic (ST) b) traffic Spray (TP) c) Traffic Tractor (TT) and d) Maximum Traffic (TM). The assessments were: bunk density, macroporosity, microporosity, total porosity in the soil layers: 00-0.05; 0.05 0.10; 0,10 0.20 e 0.20 -0.30 m , water infiltration, penetrometer resistence (PR), root systems and yeld in the corn and soybean. In Céu Azul city, PR state, have another experiment was also conducted to study the traffic discipline within the commercial fields,but only soyebean field and with similar treatments to those used in RS. The results obtained in Paraná was observed that treatments with control traffic farming had 8% less yeld. Changes in soil physical properties not change significantly after the traffic. In the two case investigated it was found that the controlled traffic has feasibility in implementation and improvement in soil physical properties and increased yeld of corn and soybeans in southern Brazil. / A compactação do solo tem sido induzida no sistema de plantio direto (SPD), principalmente devido ao tráfego de máquinas em condições de solos com elevada umidade. Este tráfego dentro da lavoura é essencial para o manejo das culturas, impossível de ser extinto de dentro da lavoura. Como alternativa para tentar solucionar este problema surge o conceito do sistema de tráfego controlado de máquinas, que é o confinamento e a separação permanente dos locais de tráfego de máquinas dos locais livre de tráfego. Neste sentido foi conduzido um experimento com duração de dois anos em uma área comercial, manejada sob o SPD utilizando técnicas de AP no município de Não Me Toque, RS. O solo do local é um Latossolo Vermelho com clima subtropical do tipo Cfa úmido segundo a classificação de Koppen. A precipitação média oscila entre 1.500 a 1.700 mm e a temperatura média anual é de 18.7ºC. Os tratamentos investigados foram: a) Sem tráfego (ST); b) Tráfego do pulverizador (TP); c) Tráfego do trator (TT) e d) Tráfego máximo (TM). As principais avaliações foram: densidade do solo (Ds), macroporosidade (Ma), microporosidade (mi), porosidade total (pt), nas camadas 00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m, infiltração de água, resistência a penetração (RP), avaliação do sistema radicular e produtividade da culturas de milho e soja. Na cidade de Céu Azul, PR também foi realizado um experimento visando estudar o disciplinamento do tráfego dentro de uma lavoura comercial, com tratamentos similares aos utilizados no RS, porém com a cultura da soja. Os resultados obtidos no RS demonstraram que o tráfego de máquinas ocasionou o aumento da Ds e da RP, a redução da Ma e infiltração de água no solo, além de causar uma redução de até 24,0 e 42,0% na produtividade da cultura do milho e soja respectivamente. Foi obtida uma relação positiva (r2= 0,70) entre o aumento do número de passadas do trator e a RP. Os resultados obtidos no Paraná foram observados que os tratamentos com o tráfego de máquinas apresentaram 8% a menos na produtividade das culturas, embora as alterações nos atributos físicos do solo não sofreram alterações significativas após o tráfego. De acordo com os dois experimentos investigados, constatou-se que o sistema de tráfego controlado possui viabilidade na sua implementação e proporcionou melhoria nas condições físicas do solo e aumento na produtividade da cultura do milho e da soja no sul do Brasil.

The improvement of subsoil chemical quality trough the broadcast lime on soil surface of no-till in Não Me Toque, Rio Grande do Sul State, hasn t been verified. This work was carried out in a farm associated to Cooperativa Agropecuária e Industrial sob Red Oxisol. This work aim to evaluate the efficiency of gypsum and fidagran in single use and mixed in improve chemical soil quality and reduce aluminium toxicity. The work was carried out in long-strips with xx x yy m including the following treatments: a) Check Plot; b) Fidagran; c) Gesso e d) Gesso + Fidagran. The rates of gypsum and fidagran followed the clay content in variable rate. The yields were recorded with a combine equipped with yield sensor. The soybean and maize yields followed the order: check plot, plot<fidagran<gypsum<gypsum+fidagran. In relation to check plot the increases were: fidagran 7 and 21.5%, gypsum 33 and 75.1% and fidagran+gypsum 54 and 125% to soybean and corn, respectively. Therefore, the increase was higher to corn in relation to soybean. Yet, the sum of yield increments when the inputs were applied single were lower than the yield increments when they were mixed. / A melhoria da qualidade química de camadas subsuperficiais através da aplicação superficial de calcário no sistema plantio direto é pouco provável. Este trabalho foi conduzido em um produtor associado da Cotrijal Cooperativa Agropecuária e Industrial sob Latossolo Vermelho. Este trabalho avaliou a eficiência do fidagran e do gesso aplicados isoladamente e combinados na melhoria da qualidade química e redução da toxidez de alumínio. O trabalho foi conduzido em longas faixas com xx e yy m incluindo os seguintes tratamentos: a) Testemunha; b) Fidagran; c) Gesso; d) Fidagran + Gesso. As doses dos insumos foram determinadas com base no teor de argila e aplicadas a dose variada. A produtividade foi recordada com colhedora equipada com sensor de produtividade. A produtividade de soja e de milho seguiu a seguinte ordem: testemunha<fidagran<gesso<fidagran+gesso. Em relação a parcela testemunha os incrementos de produtividade foram: fidagran 7 a 21.5%, gesso 33 a 75.1% e fidagran+gesso 54 a 125% para soja e milho, respectivamente. Portanto, o incremento de produtividade foi maior no milho do que na soja. Em ambas as culturas houve efeito interativo dos insumos, uma vez que a somatória dos incrementos de produtividade quando os insumos foram aplicados isoladamente foi inferior ao incremento da produtividade dos insumos combinados.

Orientadores: Bárbara Janet Teruel Mederos, Neucimar Jerônimo Leite / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:36:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santiago_WesleyEsdrar_D.pdf: 3166190 bytes, checksum: 2b92c9e10c657873f3a49bbd80582db3 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O aumento da produção sem causar danos ao meio ambiente é um dos maiores desafios da agricultura moderna. Na produção de cana-de-açúcar, isso se torna mais nítido quando se trata do manejo de plantas daninhas, uma vez que o uso de herbicidas configura-se como a técnica mais adotada. Plantas daninhas causam interferência na produção agrícola, provocando redução na qualidade do produto e na produtividade da lavoura. Portanto, a identificação da espécie infestante, bem como o nível de infestação torna-se de grande importância para que estratégias adequadas de manejo possam ser definidas. Este trabalho foi realizado visando desenvolver e avaliar o desempenho de um sistema de processamento de imagens RGB, para identificar plantas daninhas na cultura de cana-de-açúcar e estimar a área de solo coberta por elas, uma vez que a existência de uma ferramenta computacional para reconhecimento de espécies de plantas é de grande auxílio para a tomada de decisão acerca do manejo de comunidades infestantes. A abordagem adotada para identificar plantas daninhas e cultura, baseou-se na metodologia do dicionário de palavras. Nesta metodologia, pontos invariantes e característicos de várias imagens são usados para criar um dicionário de características, o dicionário é usado depois para averiguar quais palavras dele estão presentes nas imagens a serem processadas. A quantização do número de palavras do dicionário presentes na imagem foi realizada através de uma função densidade de probabilidade e o modelo matemático de classificação foi construído por meio de máquinas de vetores de suporte. Considerando as seguintes medidas de desempenho: exatidão global e coeficiente de Kappa, o sistema desenvolvido processou 435 imagens RGB, as quais foram obtidas de três cultivos experimentais contendo plantas de cana-de-açúcar, milho e seis espécies de plantas daninhas (Urochloa plantaginea, Urochloa decumbens, Panicum maximum, Euphorbia heterophylla, Ipomoea hederifolia e Ipomoea quamoclit). Os resultados obtidos demonstram que a metodologia possui alto poder para identificar e discriminar plantas daninhas e cultura, alcançando exatidão global e coeficiente Kappa de até 94% e 0,94, respectivamente. Estes resultados suportam a premissa de que um sistema de processamento de imagens é capaz de identificar plantas daninhas na cultura de cana-de-açúcar, estimar o nível de infestação e ainda servir como ferramenta para auxílio à tomada de decisão quanto ao manejo das espécies infestantes / Abstract: The increase in production without causing damage to the environment is one of the biggest challenges of modern agriculture. In the production of sugarcane, this becomes clearer when it comes to the weed management, since the use of herbicides to configure most widely adopted technique. Weeds cause interference in agricultural production, causing reduction in product quality and crop yields. Therefore, the identification of weed species and the level of infestation becomes very important so that appropriate management strategies can be defined. This study sought to develop and evaluate the performance of an image processing system to identify weeds in sugarcane and estimate their level of infestation, since the existence of a computer tool to recognize plants species should give a great support to decision-making about the management of weed communities. The approach taken to identify weeds and crop plants was based on the methodology of bag-of-words. On this methodology, invariant feature points and multiple images are used to create a dictionary of features, the dictionary is then used to ascertain what his words are present the images to be processed, the quantization of the number of words in the dictionary is present in the image made by a probability density function and the mathematical model of rank was made by support vector machine. Considering the performance measures: overall accuracy and Kappa coefficient, the developed system has processed 435 RGB images, what were obtained from three experimental cultives having plants of sugarcane, corn and six weed species (Urochloa plantaginea, Urochloa decumbens, Panicum maximum, Euphorbia heterophylla, Ipomoea hederifolia and Ipomoea quamoclit). The results show that the method has high power to identify and discriminate weed and crop, reaching overall accuracy and Kappa coefficient of up to 94% and 0.94, respectively. These results give support to premise that an image processing system is capable to identify weeds in sugarcane, estimate the infestation level and to be yet a tool for support the decision-making about the management from the weed species / Doutorado / Maquinas Agricolas / Doutor em Engenharia Agrícola

A aplicação de defensivos químicos em áreas agrícolas é de primordial importância para o rendimento de lavouras. O uso de aeronaves é cada vez mais comum em tal tarefa, principalmente pelo fato de aumentar a agilidade na operação. Entretanto, características climáticas, como intensidade e orientação do vento, podem causar prejuízo aos produtores (e.g. aplicação sobreposta dos defensivos e multas por aplicação de defensivos na borda exterior da lavoura). Essa lacuna motivou este trabalho de mestrado, que tem por objetivo avaliar um sistema integrado de veículos aéreos não tripulados (VANTs) e redes de sensores sem fio (RSSFs) para aumentar a eficiência da aplicação de defensivos químicos em campos agrícolas. Um VANT é utilizado para percorrer o campo enquanto aplica defensivos químicos. Uma RSSF com nós capazes de sensoriar a concentração de defensivos químicos é instalada no solo do campo. Os nós da RSSF e o VANT são equipados com módulos de rádio, possibilitando a troca de informação entre eles. Desse modo, o VANT consegue obter a distribuição de defensivos químicos aplicados no campo, podendo então tomar decisões para aumentar a eficiência da aplicação. Para análise desse sistema, dois experimentos foram realizados utilizando o simulador OMNeT++ e o framework MiXiM. Em um primeiro experimento é comparada a eficiência do sistema proposto com o sistema tradicional de pulverização agrícola, mostrando que é possível aumentar, em média, 16% a quantidade de defensivos químicos aplicados dentro do campo agrícola. E, em alguns casos, é possível obter um aumento de até 118,25%. No segundo experimento são analisados cinco diferentes protocolos de comunicação, mostrando que é possível otimizar o uso da bateria nos nós sensores sem fio em até 10 vezes, sem diminuir a eficiência do sistema / The use of chemical defensives in crop fields is important for the agricultural production. Often airplanes are used for spraying these products, because it adds agility in such task. But climatic characteristics, such as wind speed, may cause loss to farmers (e.g. superimposed application and fines for environment contamination). This text details an integrated system of unmanned aerial vehicle (UAV) and wireless sensor network (WSN) with the purpose of letting the aerial spraying process more precise. An UAV is used to spray chemicals in the crop field. A WSN composed of sensor nodes capable of sensoring quantities of chemical defensives is installed in the crop. Both UAV and sensor nodes are equipped with radio modules, this way they can communicate each other. Thus, the UAV may obtain the information of where the chemicals are being applied, then the UAV may take some action to performs a better spraying. This system were developed in the simulator OMNET++ using the framework MiXiM and two experiments were executed. In the first experiment the objective is to compare the efficiency of this system with the tradicional system, without the WSN. Results shown that the proposed system can improve the spraying process in 16% on average, and 118.25% on some cases. In the second experiment, five different WSN protocols were evaluated in means of battery usage of the sensor nodes. Results shown that its possible to reduce the battery usage in 10 times without intervene in the system efficiency

Leaf area index (LAI) is a versatile indicator of crop growth that is used to estimate evapotranspiration (ET), monitor nitrogen status, and estimate crop yield. Traditional methods for measuring LAI can be improved using high resolution remote sensing. The aim of this study was to compare approaches for estimating LAI from UAV-derived visible vegetation indices. Coincident ground-based and remotely sensed data were obtained from two irrigated wheat fields and were sampled at a total of 5 events in 2019 and 2020. Ground-based LAI was measured with a ceptometer and remotely sensed images were collected using a consumer-grade UAV. Mosaiced orthophotos were resampled from native (0.06m) spatial resolution to increasingly coarser spatial resolutions up to 3 m by either a direct or ladder resampling method. Visible band color information (RGB) was extracted from the orthophotos at the points that LAI was collected within field and 12 different visible vegetation indices (VVIs) were calculated. Linear regression was performed to evaluate the relationships between wheat LAI and each calculated VVI for all spatial resolutions and resampling methods. Three VVIs, visible atmospherically resistant index (VARI), normalized green-red difference index (NGRDI), and modified green-red vegetation index (MGRVI), estimated LAI equally well (R2= 0.66, 0.66,0.66; RMSE=0.74,0.73,0.73; MAE=0.57,0.56,0.56) when resampled to 3 m spatial resolution with the ladder resampling method. These results demonstrate the potential to remotely estimate LAI using only RGB cameras and consumer grade drones. An additional aim of this study was to evaluate use of a remotely sensed visible vegetation index to characterize the spatial variability of LAI within irrigated wheat fields. Variation of LAI was measured with a ceptometer on random nested grids at two sites with pre-determined management zones in 2019 and 2020. Coincident digital imagery was collected using a consumer-grade unmanned aerial vehicle (UAV). A visible atmospherically resistant index (VARI) LAI estimation model was applied to red, green, blue (RGB) UAV imagery using a ladder resampling approach from 0.06 m to 3 m spatial resolution. There was significant within-field spatial and temporal variation of mean LAI. For example, in May at the Grace, ID location measured LAI ranged from 0.21 to 2.58 and in June from 1.68 to 4.15. The relationship of measured and estimated LAI among management zones was strong (R2=0.84), validating the remote sensing approach to characterize LAI differences among management zones. There were statistically significant differences in estimated LAI among zones for all sampling dates (P=0.05). We assumed a minimum difference of 15% between zone LAI and the field mean for justifying variable rate irrigation among zones, a threshold that corresponds with approximately a 10% difference in evapotranspiration rate. Three of the five sampling dates had LAI differences that exceeded the threshold for at least one zone, with all three having mean LAI of less than 2.5. The VARI model for estimating LAI remotely is more effective at identifying LAI differences among management zones at lower LAI. Application of this approach has potential for applications such as estimating evapotranspiration of irrigated fields and delineation of zones for variable rate irrigation.