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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2007.tde-23112007-092535
Document
Author
Full name
Flavia Roncato Frasson
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2007
Supervisor
Committee
Molin, Jose Paulo (President)
Inamasu, Ricardo Yassushi
Vettorazzi, Carlos Alberto
Title in Portuguese
Utilização de sensor ótico ativo em cana-de-açúcar
Keywords in Portuguese
Adubação
Agricultura de precisão
Cana-de-açúcar
Fertilizantes nitrogenados
Plantio
Sensoriamento remoto
Abstract in Portuguese
Devido à grande importância do setor sucroalcooleiro na economia brasileira vem aumentando a demanda por novas tecnologias na cultura de cana-de-açúcar, visando melhorar a produtividade e qualidade, para atingir assim maiores níveis de competitividade. O sensoriamento remoto é uma ferramenta importante nas aplicações de agricultura de precisão, principalmente como forma de avaliar as condições das culturas e recentemente surgiram sensores óticos ativos dedicados para a utilização direta com culturas. Observando-se a ausência de trabalhos que estudem a utilização deste tipo de sensores na cana-de-açúcar estabeleceu-se o objetivo desta pesquisa que visou avaliar o potencial de utilização de um sensor ótico ativo comercial (GreenSeeker Red Hand HeldTM, NTech Industries, Inc., Ukiah, CA) na cultura da cana-de-açúcar. Para tanto, avaliou-se o comportamento do NDVI de diferentes variedades de cana-deaçúcar e analisou-se o desempenho temporal deste índice para as diferentes variedades; realizouse uma análise do desempenho do sensor para entender o comportamento do NDVI na cana-deaçúcar, planta e soca, em condições de campo, sob diferentes doses de nitrogênio aplicado e por fim correlacionou-se o NDVI gerado pelo sensor com a mensuração convencional de falhas. Os dados do NDVI, para variedades, foram coletados aos 90, 120 e 150 dias após o plantio (DAP), com o sensor. No experimento de doses de nitrogênio, considerando a cana-planta, o delineamento experimental foi em blocos casualizados, com cinco tratamentos (0, 30, 60, 90, 120 kg ha-1) e quatro repetições, para três variedades (CTC2, RB855536, SP83-2847). O experimento de cana-soca (de terceiro corte) teve delineamento experimental em blocos casualizados, com 25 tratamentos e quatro repetições, para a variedade RB855536. Os dados de NDVI foram coletados no período de 30, 60, 90 e 120 DAP ou dias após o corte (DAC). Para medição de falhas o experimento foi conduzido em 4 talhões comerciais, com 4 amostras por hectare. Notou-se que as variedades interferem nas leituras do NDVI, assim como de forma geral, as leituras aos 90 DAP foram diferentes das realizadas aos 120 e 150 DAP, tendendo a se estabilizar ao longo do tempo para cada variedade. Os valores do NDVI, em relação às doses de N aplicadas, apresentaram uma tendência crescente ao longo do período das leituras, sendo afetados significativamente pelas doses de N aplicadas, para a variedade RB855536 aos 90 DAC para cana-soca, e apenas para a variedade SP83-2847 aos 120 DAP para cana-planta. Estes dados indicam que o sensor pode ser utilizado para detectar deficiência foliar de N em cana-de-açúcar, especialmente para cana-soca, onde a adubação nitrogenada tem um maior efeito sobre a planta. Considerando o uso do sensor como um indicativo da porcentagem de falhas de plantio as observações indicam que o NDVI gerado pelo sensor apresenta correlações significativas com a porcentagem de falhas levantadas pelo método tradicional, assim como as equações obtidas indicaram bons resultados quando validadas.
Title in English
Use of active optic sensor in sugarcane
Keywords in English
Crop
Fertilization
Nitrogen fertilizers
Precision agriculture
Remote sensing
Sugarcane
Abstract in English
Due to the great importance of sugarcane sector to the Brazilian economy, it becomes increasingly important the demand of new technologies for this crop aiming to improve yield and quality, thus reaching higher levels of competitiveness. Remote sensing is an important tool for the implementation of precision agriculture practices, mainly as a way to evaluate crop conditions. Recently became available active optical sensors dedicated to be used directly with crops and observing the absence of works studying the use of these sensors on sugarcane it was established the objective of this research that aimed to evaluate the potential use of a commercial active optic sensor (GreenSeeker Red Hand HeldTM, NTech Industries, Incorporation, Ukiah, CA) on sugarcane crop. The behavior of NDVI of different varieties of sugarcane and its temporal response were studied; an analysis of the sensor signal was conducted to understand the behavior of the NDVI in the sugarcane, plants and ratoon, under field conditions and under different levels of nitrogen applied and a correlation study between the NDVI generated for the sensor with the conventional crop failure measurement was also conducted. NDVI data related to varieties was collected with the sensor at 90, 120 and 150 days after the plantation (DAP). The experiment with nitrogen levels, considering the sugarcane plant was conducted under a randomized block design with five treatments (0, 30, 60, 90, 120 kg ha-1) and four replications, for three varieties (CTC2, RB855536, SP83-2847). The experiment of sugarcane ratoon (of third cut) was conducted at randomized block design with 25 treatments and four replications using the variety RB855536. NDVI data were collected at 30, 60, 90 and 120 DAP or days after the cut (DAC). For the crop failure measurements the experiment was repeated in four commercial fields, with four samples per hectare. It was observed that the varieties interfere on the NDVI readings, as well as, on general, the readings of 90 DAP were different from those carried out at 120 and 150 DAP, tending to stabilize throughout the time for each variety. The values of the NDVI related to N levels presented an increasing trend throughout the period of readings, being significantly affected by the levels of N applied at 90 DAC for sugar cane ratoon and only for SP83-2847 variety at 120 DAP for sugarcane plants. The data indicate that the sensor can be used to detect N deficiency in sugarcane, especially for sugarcane beat where N fertilization has a bigger effect on the plant. Considering sensors use as an indicative of crop failure, observations indicate that the NDVI generated from the sensor is sufficiently precise, presenting high correlations with the percentage of crop failure measured by the conventional method, as well as the gotten equations showed a good result when validated, indicating that it may be a promising method for automation of failure measurement on sugarcane areas.
 
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Publishing Date
2007-12-05
 
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