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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2013.tde-14032013-094310
Documento
Autor
Nome completo
Hugo José Andrade Rosa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2013
Orientador
Banca examinadora
Molin, Jose Paulo (Presidente)
Beauclair, Edgar Gomes Ferreira de
Cantarella, Heitor
Título em português
Uso de sensor ativo de dossel na detecção da resposta da cana-de-açúcar ao suprimento de nitrogênio
Palavras-chave em português
Adubação
Agricultura de precisão
Cana-de-açúcar
Fertilizantes nitrogenados
Nitrogênio
Sensores ópticos
Sensoriamento remoto
Resumo em português
A complexidade na dinâmica do nitrogênio é resultado de suas interações com o ambiente. Embora muito já tenha sido estudado, a adubação nitrogenada em cana-de-açúcar ainda pode ser considerada um desafio. Entre os esforços para melhorar o manejo do nitrogênio em cana-de-açúcar está o uso de sensores ativos de dossel. Para que um sensor de dossel se preste à adubação nitrogenada ele deve atingir requisitos fundamentais. Com base nisto, o objetivo deste trabalho foi avaliar se o sensor de dossel GreenSeekerTM é uma ferramenta de auxílio na recomendação da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar, através da avaliação dos requisitos: capacidade de identificar a resposta radiométrica às diferentes condições de nutrição por nitrogênio e de se correlacionar com a produtividade final da cultura. A produtividade e os dados de índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) foram coletados em cinco experimentos de resposta ao nitrogênio, ao longo do ano safra 2011-12. Os tratamentos se constituíram de doses de nitrogênio variando entre 0 e 240 kg ha-1. Para determinação do NDVI foi utilizado o sensor ativo de dossel GreenSeekerTM, modelo RT200 (Trimble Navigation Ltda., Sunyvaley, CA, EUA). As avaliações com o sensor foram guiadas pela altura média dos colmos. Apenas 50% dos experimentos avaliados foram responsivos ao nitrogênio. O sensor se mostrou capaz de identificar significativamente a resposta da cultura ao suprimento diferenciado de N, tanto em experimentos responsivos quanto na ausência de resposta, com R2 de até 0,997. Além disso, o sensor foi capaz de se correlacionar com a produtividade final da cultura, através do índice NDVI medido no início do ciclo com R2 significativos variando entre 0,466 e 0,666. Quando o método do índice de resposta (RI) modificado foi utilizado para estimar produtividade, foram obtidos melhores ajustes, proporcionando aumento nos valores de R2, até três vezes maiores do que os obtidos com dados brutos de NDVI e produtividade, o que resultou na possibilidade de englobar no mesmo modelo dados referentes a experimentos heterogêneos quanto a ambientes variedades e tratamentos, porém com relações inferiores ao esperado. O sensor foi altamente eficiente na determinação da resposta da cultura ao suprimento diferencial de nitrogênio e foi capaz de se correlacionar com a produtividade final, caracterizando-se, portanto, como uma ferramenta útil no manejo da adubação nitrogenada em cana-de-açúcar.
Título em inglês
Use of active crop canopy sensor to detect sugarcane responsiveness to nitrogen supply
Palavras-chave em inglês
Fertilization
Nitrogen fertilization
Optical sensors
Precision agriculture
Remote sensing
Sugar cane
Resumo em inglês
The complexity in the nitrogen dynamics is due the range of iterations it has in the environment. Even though much has been studied already, sugarcane nitrogen fertilization is still considered a challenge. Among the efforts to better manage nitrogen in sugarcane is the use of active crop canopy sensors. In order to be valuable for nitrogen management, a sensor must fulfill fundamental requirements. Based on that, the objective of this study was to evaluate if the canopy sensor GreenSeekerTM is a valuable tool in the process of nitrogen recommendation in sugarcane, through the following requirements: capacity of identifying the crop radiometric response to differentiated conditions of nitrogen supply and to correlate with crop final yield. The yield and the normalized difference vegetative index (NDVI) data were collected from 5 different nitrogen response trials during the harvest season of 2011-12. The treatments consisted of nitrogen rates ranging from 0 to 240 kg ha-1. A GreenSeekerTM, active crop canopy sensor, model RT200 (Trimble Navigation Ltda., Sunyvaley, CA, EUA) was used to obtain the NDVI data. The sensor readings were guided by the average crop stalk height. Just 50% of the evaluated trials were responsive to nitrogen. The sensor has shown to be able to significantly identify the crop response to nitrogen supply in either responsive or nonresponsive conditions with a maximum R2 of 0,997. In addition, the sensor was also able to correlate with final yield, using early NDVI readings with significant R2 values ranging from 0,466 to 0,666. When the modified response index (RI) yield prediction method was used, better fits were found, which translated into an increase in the R2 values of up three times fold when compared to the estimation made with raw NDVI and yield data, resulting in the possibility to address in the same model data from trials heterogeneous in conditions, varieties and treatments even though the relations found were weaker than expected. The sensor was highly effective in identifying crop response to nitrogen supply and to correlate to final yield, hence it was characterized as a valuable tool for nitrogen management in sugarcane.
 
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Data de Publicação
2013-03-22
 
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