Search

Orientadores: Hilton Silveira Pinto Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: Este trabalho foi desenvolvido na região de Guariba-SP e teve como objetivo principal acompanhar o desenvolvimento fenológico da cana-de-açúcar (Saccharum spp), através de medidas de campo e do uso do satélite meteorológico NOAA14/AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration/ Advanced Very High Resolution Radiometer), para a obtenção de dados para a utilização em modelos matemáticos de crescimento e de estimativa de Produção. Para atingir esse objetivo estabeleceram-se alguns passos intermediários: definir modelos de crescimento para os ciclos estudados e correlações entre parâmetros biofísicos da cultura, principalmente entre Índice de Área Foliar e Massa Seca; avaliar a correlação dos dados espectrais de campo com o Índice de Área Foliar e com a Produção de Massa Seca; e após a correção geométrica e atmosférica das imagens orbitais produzidas pelos satélites NOAA, em condições tropicais, avaliar a correlação dos dados espectrais orbitais com o Índice de Área Foliar e com a Produção de Massa Seca. As atividades de campo foram desenvolvidas na Usina São Martinho (21º 24¿ 7,0¿ S, 48º 08¿ 26,5¿ O), no município de Guariba, com o apoio do Centro de Tecnologia da Copersucar. Simultaneamente às passagens dos satélites, foram feitas medidas in situ de parâmetros meteorológicos e radiométricos da cultura. Visando a caracterização agronômica e o acompanhamento do desenvolvimento vegetal da cultura, foram medidas também as Massas Fresca e Seca dos Colmos e Folhas, além da estimativa da Área Foliar. Esses parâmetros foram utilizados em análises de regressão para a obtenção de modelos de crescimento e de estimativa da Produção de Massa Seca, ou Fitomassa da cultura, sendo relacionados aos dados espectrais de campo e do satélite NOAA14/AVHRR. A hipótese básica é que ciclos futuros da cultura podem ser acompanhados sem a necessidade de um grande número de visitas ao campo, concentrando-se, principalmente, no monitoramento por meio das imagens NOAA, através da determinação de Índices de Vegetação Orbitais. Foram realizados processamentos das imagens obtidas durante o período de coleta de dados no campo. Esses processamentos incluíram tanto a correção dos valores orbitais, devido aos efeitos atmosféricos, quanto a correção geométrica ou georreferenciamento das imagens. Os parâmetros Índice de Área Foliar e Produção de Massa Seca foram correlacionados entre si e com os Índices de Vegetação de Campo e Orbitais por meio de métodos estatísticos de regressão, para estabelecimento das associações possíveis entre eles. Todos os ajustes de curvas aos dados de crescimento da cultura, ou seja, Índice de Área Foliar e Massa Seca, estimativa da Produção Instantânea e da Produção Final, apresentaram Coeficientes de Determinação acima de 0,90. Regressões lineares múltiplas correlacionando Massa Seca dos Colmos a Índices de Vegetação e Dias Após o Corte apresentaram Coeficientes de Determinação em torno de 0,83 e de 0,95, respectivamente, para os dados de campo e orbitais Abstract: This work was carried out at Guariba-SP region. The main objective was to monitor the phonology of sugar cane (Saccharum spp), using field measures and images from the meteorological satellite NOAA14/AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration/ Advanced Very High Resolution Radiometer), to obtain data for utilization in crop growing models and yield estimation. To reach this objective some intermediate steps were established: to determine crop growing models and the correlation between culture biophysical parameters, mainly for Leaf Area Index and Dry Matter; to evaluate the correlation between crop spectral data and Leaf Area Index or Dry Matter Production; and to evaluate the correlation between orbital spectral data and Leaf Area Index or Dry Matter Production after making the geometric and atmospheric correction for NOAA14/AVHRR in tropical condition. These field experiments were carried out in "Usina São Martinho" (21º 24¿ 7,0¿ S, 48º 08¿ 26,5¿ W), Guariba, São Paulo State, Brazil, with the support of Copersucar Technological Center. Simultaneously with the satellite passes, meteorological and radiometric field measurements were taken, over the sugar cane plantation. To obtain the agronomic characterization and to monitor the plant growth, Fresh and Dry Matter from the Steam and the Leaves were also measured. These parameters were used for regression analyses to obtain growing and phytomass models that were related to spectral data from the field and from the satellite NOAA14/AVHRR. The basic hypotheses is that the growing season can be monitored without the necessity of a great number of field samplings and based on NOAA images mainly, through the determination of Orbital Vegetation Indices. Image processing was made during the field-sampling period. This procedure includes the correction of atmospheric and geometric effects. Leaf Area Index and Dry Matter Production were correlated one to another and to Field and Orbital Vegetation Index by means of regression statistical methods to determine the association between them. All curve models for the sugarcane growing data, i.e., Leaf Area Index and Dry Matter Production, instantaneous Yield estimation, and season Yield, presented R2 above 0.90. Multiple Linear Regression correlating Dry Matter values to Vegetation Indexes and Growing Days presented R2 around 0.83 and 0.90 for field and orbital data, respectively Doutorado Água e Solo Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Jurandir Zullo Junior, Hilton Silveira Pinto Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: A elevação da concentração dos gases de efeito estufa (GEEs) na atmosfera, especialmente o dióxido de carbono, tem causado alterações significativas nos elementos atmosféricos, acarretando mudanças e variações no clima com importantes consequências. Projeções do IPCC (2007) para as áreas tropicais brasileiras indicam que a temperatura média global poderá aumentar entre 1°C e 5,8°C, o que traria grandes impactos na atividade agrícola e nos recursos naturais. Se as estimativas do IPCC (2007) estiverem corretas, as maiores áreas produtoras de café arábica do Brasil poderão se tornar de alto risco climático para o cultivo, causando sérios impactos na produção de café e no agronegócio brasileiro. O presente trabalho busca contribuir para o estudo da cafeicultura brasileira no contexto das mudanças climáticas projetadas para as próximas décadas. Três aspectos principais foram analisados: as possíveis mudanças climáticas para o sudeste do Brasil nesse século (2011-2099) com o modelo regional de mudanças climáticas ETA/CPTEC (dowscaling do HadCm3); atividades de adaptação da cultura em um cenário climático mais quente; e a relação da cultura com o estoque de carbono atmosférico, como uma atividade de mitigação. Analisando o ETA/CPTEC, foi possível verificar que, sem atividades de adaptação e mitigação, aumentará o risco climático para o cultivo do café arábica em oito dos dez municípios na região de estudo. Como uma atividade de adaptação a cenários climáticos mais quentes, foram avaliadas três formas de arborização para reduzir a temperatura no microclima do cultivo de café em comparação com o cultivo a pleno sol, mais utilizado no país. As variáveis micrometeorológicos nos sistemas de cultivo de café foram medidos em campo e também simulados no software "Envi-Met". Em comparação com o sistema a pleno sol, o tratamento mais arborizado (café plantado em consórcio com macadâmia) recebeu 29,4% a menos de radiação solar e reduziu a temperatura do ar em apenas 0,6°C no microclima de cultivo, indicando que nos cenários mais quentes projetados pelo ETA/CPTEC, esse sistema de plantio não será uma forma de adaptação da cultura. Analisando a relação do café arábica com atividades de mitigação dos GEEs, foi medida a quantidade de carbono (biomassa seca) que a cultura a pleno sol e cultivada com macadâmia pode estocar. Para tanto, utilizaram-se métodos destrutivos, em campo, e de sensoriamento remoto com imagens de alta resolução. Em campo, verificou-se que o sistema de cultivo de café com macadâmia estoca, em média, 2 toneladas de carbono por hectare a mais que o sistema a pleno sol. Esses resultados permitiram validar a premissa de que sistemas agroflorestais com café são considerados uma importante forma de mitigação dos gases de efeito estufa. Na análise dos dados de sensoriamento remoto, encontrou-se forte correlação entre o índice de vegetação NDVI, parâmetros biofísicos da cultura e a biomassa, permitindo, assim, a criação de um modelo de estimativa de biomassa para evitar futuras análises destrutivas Abstract: The increase of greenhouse gas (GHG) concentration in the atmosphere, especially carbon dioxide, is causing wide changes in atmospheric elements, leading to climate change and variability with critical consequences. Projections of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC 2007) indicate that the global temperature is supposed to increase 1ºC to 5.8º in the tropical areas of Brazil, causing important impacts in Agriculture and natural resources. If the IPCC (2007) estimates are confirmed, the major areas of current coffee arábica production may become areas of high climatic risk, causing severe impact in coffee production and the Brazilian agribusiness. This project aims to contribute to the study of Brazilian coffee crops (coffea arabica) in the context of global climate change expected for the coming decades. Three main aspects were analyzed: Brazilian southeast climate change in the century (2011-2099) with a regional climate change model (ETA/CPTEC, dowscaling of HadCM3); the coffee crop adaptation to warmer climates; and the crop relationship with the carbon stock as a mitigation activity. Analyzing the ETA/CPTEC model we found that, with no adaptation and mitigation activities, it will not be possible to cultivate coffee arábica in 8 of the 10 cities in the studied region. As an adaptation alternative in hotter weather, we evaluated three different coffee systems planted with forestry tree in order to reduce micro-climate temperature, and compared them to the most common cultivation system in Brazil: coffee planted at "full sun". The micrometeorological parameters in each system was measured in the field and also simulated using the Envi-Met software. Comparing to full sun system, the most shaded coffee system (coffee planted with macadamia) received 29,7% less solar radiation, and reduced the temperature only 0,6°C in the cultivation microclimate, indicating that in the warmest scenario this cultivation system will not be an adaptation alternative. Analyzing the coffee relationship with GHG mitigation activities, we measured the coffee crop's carbon stock (dry biomass) in two cultivation systems: full sun and shaded with macadamia using both destructive methods and remote sensing with high resolution images. Destructive models showed that shaded system with macadamia stocks on average 2 ton per hectare more than full sun systems. These results supported the assumption that agroforesty systems with coffee are considered an important form of mitigation of GHG. Analyzing the remote sensing data we found a strong correlation between the NDVI vegetation index, biophysical plant parameters and biomass. We created a predictive model for biomass and carbon stocks in coffee systems in order to avoid the use of destructive methods Doutorado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Doutor em Engenharia Agrícola