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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

Resumo A concentração de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera tem aumentado acentuadamente desde a revolução industrial, o que levou a intensificação do efeito estufa e consequentemente vem causando o aquecimento global. A análise espacial de tendências permite observar as mudanças no comportamento e determinar em quais regiões uma determinada variável vem sofrendo mudanças ao longo do tempo. Diante disso, o objetivo do presente trabalho foi analisar as tendências temporais da precipitação e da temperatura média no Brasil, utilizando o método Contextual Mann-Kendall (CMK), utilizando dados espacialmente distribuídos elaborados pelo Climatic Research Unit (CRU), entre os anos 1961 e 2011. A umidade relativa e a evapotranspiração foram analisadas no intuito de auxiliar na interpretação dos resultados da precipitação e temperatura. Os resultados mostraram tendências não significativas em mais de 70% do território brasileiro em todos os meses na precipitação, porém a temperatura média apresentou tendência positiva significativa em grande parte do Brasil ao longo de todo ano. Em geral, a evapotranspiração apresentou um comportamento diretamente proporcional à temperatura, enquanto que a umidade relativa apresentou comportamento inversamente proporcional. A continuidade dessas tendências poderá resultar em impactos na agricultura e no ciclo hidrológico, e consequentemente para a fauna e flora e para a população. Abstract The concentration of greenhouse gases (GHGs) in the atmosphere has increased dramatically since the industrial revolution, which led to intensification of the greenhouse effect and thus global warming. The spatial trend analysis allows us to observe changes in behavior and determine which region a given variable has suffered significant changes over time. Therefore, the aim of this study was to analyze trends in time series to rainfall and mean temperature in Brazil using the Contextual Mann-Kendall method (CMK), using data produced by spatially distributed Climatic Research Unit (CRU), between 1961 and 2011. The relative humidity and potential evapotranspiration were used to help understand the results. The results showed no significant trends in over 70% of the Brazilian territory in all months in the precipitation, but the mean temperature showed a significant positive trend in much of Brazil throughout the year. In general, evapotranspiration presented a behavior directly proportional to the temperature, while the relative humidity had an inversely proportional behavior. The continuation of these trends could result in impacts on population, agriculture, water cycle, fauna and flora.

O objetivo deste trabalho foi parametrizar e avaliar o modelo DSSAT/Canegro para cinco variedades brasileiras de cana-de-açúcar. A parametrização foi realizada a partir do uso de dados biométricos e de crescimento das variedades CTC 4, CTC 7, CTC 20, RB 86-7515 e RB 83-5486, obtidos em cinco localidades brasileiras. Foi realizada análise de sensibilidade local para os principais parâmetros. A parametrização do modelo foi feita por meio da técnica de estimativa da incerteza de probabilidade generalizada ("generalized likelihood uncertainty estimation", Glue). Para a avaliação das predições, foram utilizados, como indicadores estatísticos, o coeficiente de determinação (R²), o índice D de Willmott e a raiz quadrada do erro-médio (RMSE). As variedades CTC apresentaram índice D entre 0,870 e 0,944, para índice de área foliar, altura de colmo, perfilhamento e teor de sacarose. A variedade RB 83-5486 apresentou resultados similares para teor de sacarose e massa de matéria fresca do colmo, enquanto a variedade RB 86-7515 apresentou valores entre 0,665 e 0,873, para as variáveis avaliadas. The objective of this work was to parameterize and to evaluate the DSSAT/Canegro model for five Brazilian sugarcane varieties. The parameterization was done using biometric and growth data from the varieties CTC 4, CTC 7, CTC 20, RB 86-7515, and RB 83-5486, obtained in five Brazilian locations. Local sensitivity analysis was performed for the main parameters. Model parameterization was done using the generalized likelihood uncertainty estimation (Glue) method. The predictions were evaluated using the coefficient of determination (R²), Willmott's D-index, and the root mean square error (RMSE) as statistical indexes. CTC varieties showed D values ranging from 0.870 to 0.944 for leaf area index, stalk height, tillering, and sucrose content. The RB 83-5486 variety showed similar results for sucrose content and fresh matter mass of stalks, whereas the RB 86-7515 variety showed values ranging from 0.665 to 0.873 for all variables analyzed.

Orientadores: Rubens Augusto Camargo Lamparelli, Jansle Vieira Rocha Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: O objetivo do trabalho foi avaliar a relação entre as fases do crescimento da cana-de-açúcar com as formas de curvas do perfil temporal do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada - NDVI, obtidas a partir do sensor remoto orbital MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS, na região de estudo. A avaliação desta relação é realizada utilizando-se técnicas de sensoriamento remoto para a geração do perfil temporal do NDVI, ao longo do ciclo de desenvolvimento fenológico da cana-soca, nas maturações Precoce, Média e Tardia. Os talhões de cana-soca analisados foram agrupados de acordo com a variedade, solo, data de plantio e corte, e contigüidade. A visualização gráfica das formas de curvas analisadas é realizada através de aplicativo, desenvolvido neste trabalho na linguagem de programação Java, e do sistema gerenciador de banco de dados PostgreSQL. O aplicativo realiza a filtragem de ruídos presentes nas imagens, composição na resolução temporal de 8 dias, através dos dados da banda de controle de qualidade do produto MOD09Q1, realiza a eliminação de valores discrepantes ao longo do perfil temporal do NDVI para a safra analisada, corrige as influências dos períodos de corte e rebrota da cana-soca, e propicia a suavização da forma de curva através do filtro Savitzky-Golay. Três janelas temporais de monitoramento da cultura são apresentadas neste trabalho. Cada janela temporal é determinada em função do tipo de maturação da cultura, do coeficiente de cultura (Kc) ao longo do ciclo fenológico da cana-soca e do comportamento na evolução do perfil temporal do NDVI. Concluiu-se que na região de estudo, diferentes maturações são caracterizadas por diferentes formas de curvas do perfil temporal do NDVI Abstract: The objective of the work was to evaluate the relationship among the phases of the growth of the sugarcane with the forms of curves of the Normalized Difference Vegetation Index - NDVI temporal profile, obtained from remote sensor orbital MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer - MODIS, in the study area. The evaluation of this relationship is accomplished by using of the techniques of remote sensing to generate the NDVI profile, along the phenological development phase of stubble-cane, in the Carly, Medium and Late maturations. The fields of stubble-cane analyzed were contained in agreement with the variety, soil, planting date and cut, and proximity. The graphic visualization of curves shape analyzed is accomplished through application, developed in this work in the Java programming language, and of the PostgreSQL system database manager. The application accomplishes the filtering of present noises in the images, composition in the temporal resolution of 8 days, through the data of the band of quality control of the MOD09Q1 product, accomplishes the elimination of outliers along the NDVI temporal profile for the culture analyzed, corrects the influences of the cut periods and regrowth of the stubble-cane, and propitiates the smoothing in the curve shape through the filter Savitzky-Golay. Three temporal windows of culture monitoring are presented in this work. Each temporal window is determined in function of the type of crop maturation, of the culture coefficient (Kc) along the phenological development phase of stubble-cane and of the behavior in the evolution of the NDVI profile. It concluded that in the study area, different maturations are characterized by different forms of NDVI profile curves Doutorado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Simone Aparecida Vieira, Leila da Costa Ferreira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciências Humanas Resumo: Este trabalho discute a adequabilidade da política brasileira de mudança do clima, como promotora de ações estruturantes de adaptação. Analisamos, no contexto do processo de implementação da UNFCCC, a relação Norte-Sul, no que se refere ao suporte para o desenvolvimento de políticas públicas. Argumentamos que a política internacional tem contribuído para criar distorções, induzindo países em desenvolvimento a priorizarem agendas focadas em mitigação de emissões de gases de efeito estufa em detrimento de investimentos estruturantes de longo prazo em adaptação. Estudamos o caso brasileiro com a implementação do Plano ABC, e nesse contexto, avaliamos como técnicos em extensão rural e pecuaristas de Minas Gerais têm percebido benefícios decorrentes da implementação da tecnologia de recuperação de pastagens degradadas, incentivada por meio da linha ABC-Recuperação, em especial possíveis efeitos associados à produtividade e capacidade adaptativa dos sistemas produtivos. O estado de Minas Gerais foi selecionado para esse estudo em função do elevado nível de adoção do Plano ABC observado até o ano de 2013. O estudo foi executado em duas etapas, abrangendo nove mesorregiões de MG. Inicialmente, foi avaliado como técnicos em extensão rural percebem a mudança do clima e seus efeitos sobre a atividade de produção pecuária, além do impacto da adoção da linha ABC-Recuperação. Na segunda etapa do estudo, pecuaristas que já haviam adotado a linha ABC-Recuperação foram entrevistados com o objetivo de avaliar sua intenção comportamental de manter ou incrementar a recuperação de pastagens degradadas a médio/longo prazo. De modo complementar, séries históricas de dados meteorológicos colhidos entre 1960 e 2010 nas mesorregiões estudadas foram avaliados quanto ao padrão de flutuação de temperatura, precipitação e umidade relativa. A dinâmica de flutuação desses parâmetros foi comparada à percepção vocalizada pelos técnicos em extensão rural. Os padrões de chuva e temperatura variam entre mesorregiões, e a percepção declarada pelos entrevistados correlacionou-se mais intensamente com a frequência de eventos extremo de calor. Veranicos, eventos de seca durante o período chuvoso, foram os fatos mais notadamente citados pelos entrevistados com relação a precipitação. Em regiões onde esse padrão foi observado, constatou-se sensibilidade mais caracterizada ao tema da mudança do clima do que em regiões onde esse tipo de stress hídrico não foi tão pronunciado. Por fim, analisamos a intenção comportamental dos pecuaristas, que adotaram a linha ABC-Recuperação em permanecer adotando a tecnologia de recuperação de pastos degradados, como estratégia para reduzir os riscos de flutuações climáticas. Com base nesses resultados um modelo estatístico foi proposto e seu grau de explicação foi calculado em 31,52% da variância dos dados. Quatro fatores destacaram-se como prioritários: "Habilidade em controlar a situação", "Crenças de controle", "Crenças comportamentais" e "Motivação para concordar com o referente". Os resultados alcançados por esse estudo sustentam a viabilidade do uso de técnicas quantitativas para avaliação de políticas públicas. A análise da intenção comportamental, associada ao enfrentamento das mudanças do clima, permitirá antecipar a avaliação da performance dessas políticas, resultando assim em ganhos sistêmicos de governança, em especial no que se refere à performance de estratégias de adaptação aos efeitos da mudança do clima Abstract: he aim of this thesis is to discuss the suitability of the Brazilian sectoral climate change policy for the agricultural sector, as a promoter of structural adaptation actions with medium / long term benefits. Thus, we analyzed the North-South relationship with regards to support for public policy development, in the context of the UNFCCC implementation process. We argue that international politics has contributed to create distortions, inducing developing countries to prioritize greenhouse gases focused agendas at the expense of long-term structural investments in adaptation. We studied the Brazilian case with regard the implementation of the Brazilian Sectoral Plan for Mitigation and Adaptation to Climate Change for the consolidation of a Low Carbon Economy in Agriculture (ABC Plan), in this context, we assed how the livestock sector from Minas Gerais (MG) state has perceived benefits resulting from the implementation of the degraded pasture recovery technology, promoted by the recovery ABC-credit line, in particular, effects associated to productivity and adaptive capacity of production systems. The MG state was selected for this study due to the magnitude of the ABC Plan adoption in comparison to other Brazilian states, in particular up until 2013. The study was performed in two stages, covering nine mesoregions in MG. Initially, climate change perception was evaluated among rural extension service technicians, particularly its effects on livestock production, and the impact of the adoption of ABC-recovery credit line. In the second stage of the study, farmers who had adopted the ABC-recovery credit line were interviewed in order to assess their behavioral intention to maintain or enhance the recovery of degraded pastures in the medium / long term. Complementarily, series of meteorological data, collected between 1960 and 2010 in 51 sites distributed over MG mesoregions were evaluated according to temperature fluctuation, precipitation and relative humidity. The dynamics of fluctuation of these parameters were compared to the perception voiced by experts in rural extension. The temperature and rainfall patterns vary between mesoregions and the perception reported by the interviewed public correlated more strongly with the frequency of extreme heat events. With respect to precipitation, Indian summers, characterized by particularly drought events during the rainy season, were the most notably highlighted facts by respondents. In regions where this pattern was observed, there was more characterized sensitivity to climate change issue than in regions where this type of water stress was not as pronounced. Finally, we analyze the behavioral intention of farmers who adopted the ABC-recovery credit line to remain adopting the degraded pasture recovery technology as a strategy to reduce the risks of climate fluctuations. Based on these results a statistical model was proposed and its degree of explanation was calculated at 31.52% of the variance of the data. Four factors were highlighted as priorities: "Ability to control the situation", "Control beliefs ", "Behavioral beliefs" and "Motivation to agree to the referent." The results achieved in this study support the viability of the use of quantitative techniques for evaluating public policies. The analysis of behavioral intention associated with the confrontation of climate change, could be used as a tool to support public policy management. The assessment of public policies performance would result in systemic governance gains, particularly in relation to the performance of adaptation strategies with regards to effects of climate change Doutorado Aspectos Biológicos de Sustentabilidade e Conservação Doutor em Ambiente e Sociedade Embrapa, M.DG P/CAT n.431/2011 de 14/07/2011 FAPESP 2013/19678-7

Orientador: Jurandir Zullo Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: O café sempre foi sinônimo de progresso e contribuiu de maneira decisiva para a industrialização do Brasil sendo, ainda hoje, um dos seus produtos agrícolas mais importantes. A obtenção de informações precisas, em tempo hábil e com baixo custo, sobre a extensão e o rendimento da cultura, são instrumentos valiosos para um planejamento adequado da cultura no país. Dentre as técnicas que podem ser utilizadas, neste caso, o sensoriamento remoto é uma das que possuem um grande potencial de aplicação, principalmente considerando o aumento da disponibilidade de imagens de média resolução espacial e o advento das imagens de alta resolução espacial. Sendo assim, o objetivo geral do trabalho foi compreender as interações existentes entre os parâmetros biofísicos de cafezais e a resposta espectral registrada nas bandas de imagens dos satélites TM/LANDSAT e QUICKBIRD adquiridas em 24/01/2006 e 05/02/2006, respectivamente. Foram utilizados 30 talhões pertencentes a seis propriedades agrícolas, localizadas na região da Alta Mogiana, em São Paulo, entre os municípios de Ribeirão Corrente, Franca e Cristais Paulista. Os parâmetros biofísicos da cultura determinados a partir de dados de campo foram o espaçamento entre linhas e plantas, altura, IAF, diâmetro da copa, porcentagem de cobertura vegetal, rugosidade, variedade e biomassa. Foram utilizados valores de refletância real das bandas espectrais dos dois satélites e quatro índices de vegetação (NDVI, GVI, SAVI e RVI). Foi aplicado o teste de Tukey e realizadas análises de correlação, regressão e fatorial por componentes principais, utilizando os dados biofísicos e remotos disponíveis. Alguns parâmetros biofísicos não puderam ser estimados, mesmo com a melhoria da resolução espacial. Outros foram estimados (IAF, Biomassa e Altura) mesmo utilizando dados remotos de média resolução espacial. A análise de componentes principais permitiu separar plantios em produção, de áreas em formação, para as duas imagens, sendo que a associação dos parâmetros biofísicos "porcentagem de cobertura" e "densidade populacional" foi a principal responsável por estes resultados. Estes agrupamentos podem ser de grande utilidade na classificação automática de imagens. Apesar do avanço tecnológico proporcionado pelas imagens de alta resolução espacial, elas não se mostraram superiores a ponto de substituírem, mas complementarem as informações fornecidas pelas imagens de média resolução. Abstract: Coffee has been synonymous of progress and has strongly contributed to the industrialization of Brazil. Nowadays, the coffee is still one of the most important Brazilian agricultural products. Precise, on time and low cost information about coffee area and yield are valuable tools for the crop planning in the country. For this purpose, remote sensing techniques show a great potential to be applied, especially considering the increased availability of medium spatial resolution images and the coming of high spatial resolution imagery. Thus, the main objective of this study was to understand the interactions between the biophysical parameters of coffee crops and the spectral response measured by the TM/LANDSAT and QUICKBIRD satellites spectral bands, acquired on 24/01/2006 and 05/02/2006, respectively. We used 30 coffee areas in six farms, located in the region of Alta Mogiana, in the State of São Paulo, between the municipalities Ribeirão Corrente, Franca e Cristais Paulista. The biophysical crop parameters determined from the field survey were the row and plants spacing, height, LAI, crown diameter, percentage of vegetation cover, roughness, variety and biomass. We used real values of reflectance from the spectral bands of both satellites and four vegetation indexes (NDVI, GVI, SAVI and RVI). Tukey test was applied and it was carried out the analysis of correlation, regression and factorial analysis through principal components by using the available remote and biophysical data. Some biophysical parameters could not be estimated, even with improved spatial resolution. Others were estimated (LAI, biomass and height), even using remote data of medium spatial resolution. The analysis of the main components allowed to separate crop lands in production and in formation in the two images. The combination of biophysical parameters "percentage of coverage" and "density" was the main responsible for these results. This technique can be very useful in the automatic classification of images. Despite the technological advances provided by the images of high spatial resolution, these images may not replace, but complement the information provided by medium-resolution images. Doutorado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Jurandir Zullo Junior, Fábio Ricardo Marin Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: No Brasil, a produção de cana-de-açúcar voltou a se destacar a partir do ano 2000 como opção economicamente viável para a produção de bioenergia em larga escala, devido às demandas da sociedade pela redução nas emissões dos gases de efeito estufa e por produção de energia renovável e barata. O país pode ocupar e manter-se na posição de liderança estratégica, sendo, para isso, necessário ampliar o conhecimento nas diversas áreas envolvidas na produção do etanol. Talvez um dos setores mais carentes de estudos seja o setor agrícola, especialmente no que concerne à maximização do potencial produtivo das terras sem comprometimento ambiental. Por outro lado, as previsões de mudanças climáticas globais, indicando a alteração do regime pluviométrico e a elevação das temperaturas, podem alterar a geografia da produção agrícola brasileira. Como alternativa a este desafio, apresentam-se os modelos agroclimatológicos, desenvolvidos para interpretar resultados experimentais, promover a agricultura e apoiar o agronegócio de forma operacional. Uma das hipóteses do trabalho é que a aplicação de modelos agroclimáticos e de geoprocessamento permite expressar em escala espacial regional, em condições atuais e em cenários de mudanças climáticas globais, a produtividade e o risco climático relativos à produção da cana-de-açúcar em ambientes do bioma Cerrado. Para isso, foram utilizados dois modelos: (i) DSSAT/CANEGRO, modelo baseado em processos para estimar crescimento e produtividade; (ii) SARRA/SARRAZON, modelo empírico largamente utilizado para estimar oferta hídrica e risco climático. Ainda, a partir do modelo DSSAT/CANEGRO, construir um modelo simples para estimar produtividade a partir dos índices hídricos, obtidos pela SARRA/SARRAZON (PrISNA). Aos modelos foram incorporados dados e informações de solo, planta e clima e, como resultado, foram simulados rendimento e índices de oferta hídrica para 39 localidades que dispunham de postos meteorológicos. Os resultados foram georreferenciados e espacializados em sistemas de informações geográficas e apresentados na forma de mapas. Com base em análise espacial, foi possível delimitar áreas homogêneas em função de rendimento, risco, e melhores épocas de plantio da cana-de-açúcar em ambientes de Cerrado. Observou-se que os maiores rendimento e os menores riscos climáticos ocorreram em plantios nos meses de outubro e novembro. Também, a partir dos resultados de simulação dos dois modelos, foi possível ajustar e propor um modelo simples, de regressão múltipla, que permite estimar a produtividade da cana-de-açúcar, em escala regional, a partir de dados de índices de satisfação das necessidades hídricas da cultura, utilizando uma quantidade reduzida de variáveis agroclimatológicas. Com isso, pretende-se aprimorar as técnicas de zoneamento agrícola de riscos climáticos nas áreas de Cerrado que apresentam potencial de expansão da cana-de-açúcar, visando à implantação de sistemas produtivos com rendimento elevado e risco climático baixo Abstract: Since the beginning of the year 2000, sugarcane in Brazil became again an economically viable option to produce bioenergy in large scale to attend two strong demands from society: reduction of emission of greenhouse gases and production of renewable energy at low costs. It is estimated that, in 2012-2013, there will be market for about 685 million of tons of sugarcane. The country is able to take strategic leadership in the world's sugarcane production. In this case, it is necessary to stretch the knowledge in several fields related to ethanol production. The agricultural sector, especially the one concerning the optimization of production without environmental damage, is one of the fields that have high demand for more research. On the other hand, it seems that the geography of agricultural production in Brazil will change as result of global climate changes that indicate alterations in current precipitation and temperature regimes. This study presents an agroclimatological model that was developed to interpret experiment results, to promote agriculture and to support agribusiness operationally. The goal is to apply agroclimatological models and geographic information system tools to forecast potential productivity and climatic risks of sugarcane production in the Cerrado biome, under regional scale, current conditions and scenery of global climate change. We selected two models: (i) DSSAT/CANEGRO, which is based on processes to estimate crop growing and productivity; and (ii) SARRA/SARRAZON, an empirical approach widely used to estimate water availability and climate risk. Another goal was to develop, based on DSSAT/CANEGRO, a simple model to estimate productivity from water indices obtained from SARRA/SARRAZON. The input parameters were soil, plant and climate data. We estimated yield and indices of water availability from 39 sites having meteorological data. The results were georeferenced and interpolated in geographical information systems and presented as maps. It was possible to classify Cerrado in terms of yield, risk and best planting dates. Results of simulation of two models also allowed to derive a simpler and more adjusted multiple regression equation that provide estimation of sugarcane productivity, on a regional scale, from indices of satisfaction of water necessity, using a reduced amount of agroclimatic variables. Ultimately, we intended to improve the techniques of agricultural zoning of climatic risks in the Cerrado's landscapes having potential for sugarcane expansion, aiming the introduction of production systems with high income and low climatic risk Doutorado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Doutor em Engenharia Agrícola

Orientadores: Mara de Andrade Marinho, Jurandir Zullo Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: No estado do Rio Grande do Sul a deficiência hídrica associada às limitações da qualidade física dos solos tem comprometido o rendimento da cultura da soja, resultando na maioria das vezes em prejuízos econômicos ao produtor e degradação dos recursos naturais. Os objetivos deste estudo foram avaliar a aptidão edafoclimática de terras no RS ocupadas com sistemas de sucessão e de rotação de culturas (soja, trigo, milho, ervilhaca, aveia e sorgo), assim como analisar a viabilidade econômica da conversão dessas áreas em florestas, com geração de créditos de carbono. A adequação do uso atual das terras foi efetuada a partir da avaliação da aptidão agrícola das terras. A contabilização do estoque de carbono nas culturas agrícolas foi realizada de forma direta, por meio de coleta de dados em área experimental da Embrapa Trigo, em Passo Fundo (PF) - RS, e em áreas comerciais de grãos, em Frederico Westphalen (FW) - RS. O estoque de carbono florestal foi estimado considerando cenários simulados com Eucalyptus grandis e Pinus taeda L. usando o modelo de contabilização de carbono CO2Fix. A análise econômica foi conduzida aplicando-se os critérios de avaliação econômica VPL, TIR e B/C. Os resultados demonstraram que o uso atual da maioria das terras em PF (84%) é adequado e está de acordo com a aptidão agrícola. Entretanto, em FW cerca de 27% das terras estão sendo utilizadas acima da sua capacidade suporte. As áreas avaliadas em PF apresentaram maior capacidade de estocagem de carbono tanto nos cenários agrícolas quanto nos florestais. As terras em FW apresentaram alta incidência e susceptibilidade à degradação, principalmente por erosão. O cenário de cultivo de eucalipto com rotação de sete anos e três ciclos de corte, manejado para produção de madeira para celulose foi o que apresentou maior capacidade para geração de créditos de carbono. Dentre os cenários manejados para produção de madeira serrada, o cultivo do pinus com rotação de 21 anos e dois desbastes proporcionou o maior número de créditos de carbono. A análise econômica demonstrou maior viabilidade dos sistemas florestais comparativamente aos sistemas de sucessão de culturas trigo/soja e trigo/soja - trigo/soja - trigo/milho atualmente implantados nas áreas estudadas. A inclusão de créditos de carbono em projetos de conversão de áreas agrícolas em florestais pode resultar em aumento da rentabilidade em aproximadamente 14% para o cenário com pinus e 15% e 7% para o cenário com eucalipto manejado para serraria e celulose, respectivamente. Conclui-se que nas áreas estudas a conversão dos sistemas de sucessão e rotação de grãos em floresta de eucalipto ou pinus com a geração de créditos de carbono constitui alternativa viável para investimentos de médios e longos prazos Abstract: In the state of Rio Grande do Sul (RS) - Brazil, water deficiency and poor physical soil quality decrease the soybean productivity and, in the majority of the cases, cause not only economic losses to the producer but also degradation of the natural resources. The objectives of this study were to evaluate the edaphoclimatic suitability of lands in RS occupied with succession systems and crop rotation (soybean, maize, wheat, vetch, oats and sorghum), as well as analyze the economic and environmental viability of converting these areas in forests, with the generation of carbon credits. The suitability of land use was assessed using the methodology "Avaliação da Aptidão Agrícola das Terras". The accounting of carbon stock in the crops was conducted in a direct way, by collecting data in the experimental area of Embrapa Wheat, in Passo Fundo (PF) - RS, and in commercial areas of grains in Frederico Westphalen (FW) - RS. The carbon stock was estimated in simulated forest scenarios with Eucalyptus grandis and Pinus taeda using the carbon accounting model CO2Fix. The economic analysis was conducted by applying the criteria of economic evaluation NPV, IRR, and B/C. The results showed that the current use of most land in PF (84%) is in accordance with its agricultural potential. However, in FW 27% of the land is being used above its carrying capacity. The evaluated areas in PF showed higher carbon storage capacity in agricultural and forest scenarios. The areas in FW showed a high incidence and susceptibility of environmental degradation, especially with regard to the risk of erosion. The scenario of growing Eucalyptus grandis with seven years of rotation and three cycles of cutting, managed for pulpwood production, showed the greatest capacity to generate carbon credits. Among the scenarios handled for sawn timber production, the cultivation of pinus with rotation of 21 years and two thinnings resulted in the highest number of carbon credits. The economic analysis showed higher viability of forest systems compared to systems of succession planting wheat / soybeans and wheat / soybean - wheat / soybean - wheat / maize currently deployed in the areas studied. The inclusion of carbon credits in projects for converting farmland into forest can result in increased profitability. It is approximately 14% for the scenario with Pinus taeda and 15% and 7% in the scenario with Eucalyptus grandis for sawn timber and pulp respectively. The conclusion is that in the areas studied the conversion of succession and rotation of grain into eucalyptus or pinus forest with the generation of carbon credits is a viable alternative to investments in medium and long term Doutorado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Maria Angela Fagnani Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: Uma das formas utilizadas em todo o mundo para minimizar os impactos financeiros ao produtor causados por eventos climáticos é o seguro rural. No Brasil, existe a necessidade de um maior investimento na análise dos riscos climáticos para a precificação do seguro agrícola, para que seja mais amplo e de melhor acesso por parte dos produtores. O objetivo deste trabalho foi verificar se, na análise do uso do balanço hídrico e da ocorrência dos veranicos, há correlação entre perdas históricas e os sinistros ocorridos em uma região e, também, com a estimativa de perda na safra corrente, permitindo com isso uma melhor análise dos riscos climáticos para o mercado segurador e para os produtores terem uma melhor ferramenta de gestão dos seus riscos. Esse trabalho foi elaborado com base nos dados históricos de seguro da cultura soja fornecidos pela Cia. de Seguros Aliança do Brasil, dados de produção do IBGE, situação de plantio e colheita da SEAB - PR e dados meteorológicos fornecidos pelo Agritempo - EMBRAPA/UNICAMP. Os municípios utilizados foram escolhidos pela representatividade na produção da soja no Estado do Paraná e diversidade climática entre eles. Foram correlacionados os dados de veranicos com os sinistros ocorridos, bem como calculados os Balanços Hídricos decendiais e diários da cultura e também correlacionados com as sinistralidades ocorridas. Verificou-se que, para a análise de risco do seguro da cultura da soja, as probabilidades de ocorrências de veranicos entre 6 e 11 dias são os que têm melhor correlação com os sinistros. Além disso, com a análise de perda potencial obtida através do Balanço Hídrico Diário da cultura, pode-se observar os períodos responsáveis pelas quedas de produção que influenciam os avisos de sinistros em cada município. A análise das probabilidades de ocorrência de veranicos junto com a análise da perda potencial da produção da cultura da soja, nos municípios estudados, mostrou-se como boa ferramenta para a análise do risco de ocorrências de sinistros por seca. Isto permitiu a elaboração de uma metodologia para análise de risco climático tanto para os produtores planejarem melhor o plantio, através da escolha de variedades e datas mais adequadas de plantio, quanto para as empresas seguradoras terem sustentação para poderem calcular mais eficientemente seus riscos e suas taxas Abstract: Crop Insurance is one of the ways used around the world to minimize financial impacts to farmers caused by extreme weather events. In Brazil, it is necessary a greater investment in climate risk management to development rates, to expand and improve access to insurance market by producers. The aim of this study was to verify by analysis, the use of water balance associated with the probability of dry periods has a correlation between historical losses and claims incurred and also with the estimated loss in the current season, thus allowing a better analysis of climate risks to the insurance market for producers and provide a robust tool for managing their risk of loss of production. This work was based on historical data base of soybean crop insurance provided from Companhia de Seguros Aliança do Brasil, crop yield data from IBGE, context of planting and harvesting of SEAB - PR and meteorological data provided by Agritempo - EMBRAPA/UNICAMP. The cities studied were chosen for representation in soybean production in Paraná and climatic diversity among them. Data were correlated with dry spells for claims incurred and calculated daily water balance method decennial and culture and also correlated with the claim occurred. It was found that for the analysis of insurance risk of soybean, the probabilities of occurrence of dry spells between 6 and 11 days are those with the best correlation with the claims. Furthermore, the analysis of loss potential obtained from daily water balance of the crops can be observed responsible periods for yield decrease that have influenced the notices of claims in each county. Analysis of the likelihood of droughts along with analysis of the potential loss of soybean production in the counties studied, proved to be a good tool for analyzing the risk of claim by drought. This allowed the elaboration of climate risk methodology analysis to producers plan better by choosing the planting of more suitable varieties and dates of planting more appropriate, and to support the insurance companies have to be able to more efficiently calculate their risks and charges Mestrado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Jurandir Zullo Junior, Hilton Silveira Pinto Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: As mudanças climáticas e seus possíveis impactos vêm sendo amplamente discutidos pela sociedade mundial. De acordo com o relatório do IPCC (2007), as temperaturas tenderão a subir neste século devido, principalmente, ao aumento da concentração dos gases do efeito estufa. Essas possíveis mudanças no clima poderão afetar diretamente o setor agrícola e acarretar mudanças drásticas no setor econômico do país. Vários modelos de previsão climática têm sido propostos pelos centros de previsão de tempo e clima do mundo. Nesse contexto, esse trabalho teve o objetivo principal de identificar e avaliar o desempenho de modelos climáticos globais do quarto relatório do IPCC (2007), considerando sua utilidade na avaliação dos impactos das mudanças climáticas no zoneamento agrícola de riscos climáticos de três das principais culturas agrícolas do país. Utilizando informações físico-químicas, 23 modelos globais do IPCC (2007) foram agrupados em dois clusteres tendo como representante os modelos HadCM3 e MIROCmed. Após a escolha desses modelos, foram utilizadas suas anomalias de precipitação e/ou temperatura, inseridas no zoneamento agrícola das culturas do café, cana e milho para os estados de Minas Gerais, São Paulo e Paraná. As anomalias estavam compreendidas no período de 2010-2039 para o cenário de emissões SRA2. Os dados climáticos utilizados advieram dos maiores centros de tempo e clima do Brasil compreendido no período de 1976-2005. Os resultados das simulações mostraram que as culturas foram mais penalizadas em sua classe de baixo risco climático quando inserida a anomalia isolada de temperatura do modelo MIROCmed e a anomalia isolada de precipitação do modelo HadCM3. Quando comparado ao modelo MIROCmed, houve maior intensidade dos resultados das áreas, número de municípios e produção com a simulação do modelo HadCM3. Das culturas analisadas, o café foi a cultura que apresentou maior redução no número de municípios da classe baixo risco, segundo a média das percentagens das anomalias em conjunto (anom_T+P) dos dois modelos Abstract: The climate changes and their potential impacts have been widely discussed by the world society. According to the IPCC (2007), the temperatures will tend to rise in this century mainly due to increasing of greenhouse gases concentration. The possible changes in climate may directly affect the agricultural sector and lead to drastic changes in the economic sector of the country. Several climate prediction models have been proposed by the weather and climate centers in the world. In this context, this study had the aim of identifying and evaluating the performance of global climate models from the fourth IPCC report, considering their usefulness in assessing the impacts of climate change on climatic risks zoning in three of the major crops of the country. Using physicochemical information, 23 global models of the IPCC (2007) were grouped into two clusters having as components, the models HadCM3 and MIROCmed. After choosing these models, we used their precipitation anomalies and / or temperature, inserted in the agricultural zoning for the crops of coffee, sugar cane and maize in the states of Minas Gerais, São Paulo and Paraná. The anomalies were included in the period 2010-2039 for the emission scenario SRA2.The climate data used thereby made the greatest centers of weather and climate of Brazil within the period of 1976-2005. The simulation results showed which the crops were more penalized in the low-risk class when inserted the isolated anomalies of temperature from the MIROCmed and the isolated anomalies of precipitation from the HadCM3. When compared to the model MIROCmed, had a higher intensity of the results of areas, number of communes and production through of simulation from model HadCM3. From cultures analyzed, the coffee was the culture showed the highest increase in the number of municipalities in the low-risk class, according to the average of the percentages of anomalies together (anom_T + P) of the two models Mestrado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Jurandir Zullo Junior Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola Resumo: O principal problema levantado nesta tese é que a ocupação do espaço rural para a produção agropecuária se efetiva sem a devida preocupação com os recursos naturais disponíveis, em especial o solo, e sem o conhecimento das características sócio-econômicas dos produtores. Uma das evidências para essa constatação é que ainda não há estudos suficientes sobre as dinâmicas ambientais e sociais do uso do solo, ocorrendo uma supervalorização da dimensão econômica na exploração dos mesmos. Objetivou-se realizar um estudo do meio físico, através de suas potencialidades e limitações, em sobreposição aos indicadores sócio-econômicos, com vistas a avaliar uma proposta metodológica de planejamento rural para o desenvolvimento sustentável. A partir daí procurou-se quantificar a adequabilidade do uso do solo dos municípios de Aguaí, Mogi Guaçú e Estiva Gerbi, Estado de São Paulo, para os anos de 1981, 1990 e 1997, compondo um banco de dados espaciais multitemporais. A avaliação sócio-econômica foi feita por meio da análise da dinâmica de ocupação e uso dos recursos naturais pelos agricultores, agrupados em setores censitários do IBGE, cujas variáveis e tipologia, georeferrenciadas, compuseram o banco de dados de atributos. A metodologia foi desenvolvida a partir da elaboração do Mapa de Adequabilidade do Uso do Solo dos municípios, empregando-se os Mapas de Aptidão Agrícola e de Uso e Cobertura do Solo, segundo o Método de Avaliação de Aptidão Agrícola, utilizando-se imagens dos satélites Landsat 2 (MSS) e Landsat 5 (TM). Foram também analisadas as transformações no uso dos solos pela tabulação cruzada e índices de exatidão global e Kappa, que indicam o grau de evolução nas mudanças ocorridas no espaço analisado. A caracterização sócio-econômica e tecnológica dos setores censitários foi efetivada por meio da Análise Fatorial de Correspondências Múltiplas (ACM) e da Classificação Hierárquica Ascendente, com os dados do Censo Agropecuário 1995/96. Os resultados da análise física multitemporal permitiram delimitar o histórico agroambiental do uso dos solos, representando a evolução e expansão agropecuária, em relação ao uso e adequabilidade dos mesmos. A análise espaço-temporal do uso intensivo do solo e da adequabilidade indicou uma forte evolução no sentido do aumento da ocupação dos solos, tanto para um uso adequado, quanto para uma sobreutilização. Nos três municípios, percebe-se que, com a intensificação da modernização da agricultura, as terras subutilizadas vão diminuindo, gradativamente de 1981 a 1997, apontando seu decréscimo na direção do desmatamento e/ou substituições das pastagens, para a introdução de culturas anuais e/ou permanentes, de maior valor comercial. Por outro lado, áreas que deveriam estar como reservas para preservação permanente acabam também sendo apropriadas por cultivos mais intensivos, ocorrendo, novamente, uma sobreutilização do solo. Foram definidos quatro tipos de agricultores nos municípios: modernos e diversificados citrícolas capitalizados, criadores descapitalizados de animais e familiares com produção vegetal diversificada. Como resultado final, obteve-se um conjunto de mapas, que traduzem o conhecimento integral dos espaços rurais e a ocupação do território. A metodologia proposta mostrou-se apropriada para o subsídio ao planejamento sócio-ambiental, propiciando elementos para um diagnóstico atualizado e eficaz, no estabelecimento de políticas públicas voltadas ao desenvolvimento rural sustentado Abstract: The main problem raised in this thesis is that the occupation of the agricultural space for the farming, effectives production without the proper concern with the available natural resources, in special the ground, and without the knowledge of the social and economical characteristics of the producers. One of the causes for this confirmation is that it does not have enough studies yet on the environmental and social dynamic of the use of the land, occurring a supervaluation of the economic dimension in the exploration of agricultural ground. It was aimed to carry through a study of its potentialities and limitations, in overlapping to the social and economical index, with sights to evaluate a methodological proposal of agricultural planning for the sustainable development. Since then, it was tried to quantify the adequateness of the use of lands of the cities of Aguaí, Mogi Guaçú and Estiva Gerbi, State of São Paulo, for the years of 1981, 1990 and 1997, composing a multisecular space data base. The social and economical evaluation was made by the analysis of the dynamics of occupation and use of the natural resources for the agriculturists, grouped in tax sectors of the IBGE, whose georeferenced variable and typology had composed the bank of attributes. The methodology had as base the elaboration of the Map of Adequateness of the Use of Lands of the cities, using the Maps of Agricultural Aptitude and the Use and Covering of the Ground, according to Method of Classification of Agricultural Aptitude, using images of the satellites Landsat 2 (MSS), Landsat (5 TM) and Landsat 7 (ETM+). Also the transformations in the use of lands for the cross tabulation and index of global exactness and Kappa had been analyzed, that indicate the degree of evolution in the occured changes in the analyzed space. The social, economical and technological characterization of the tax sectors was accomplished by means of the Factorial Analysis of Correspondence (ACM) and the Ascending Hierarchic Classification, with the data of 1995/96 Farming Census. The results of the multisecular physical analysis had allowed to delimit the agro-environmental description of the use of the land, being represented the evolution and farming expansion in relation to the use and adequateness of lands. The analysis space-weather of the intensive use of the ground and the adequateness, indicated one strong evolution in the direction of the increase of the occupation of lands, as much for an adjusted use as for an over-use. In the three cities, it was perceived gradually that, with the intensification of the modernization of agriculture, the underutilized lands diminished, from 1981 to 1997, pointing its decrease in the direction of the deforestation and/or substitutions of the pastures with respect to the introduction of annual and/or permanent cultures of higher commercial value. On the other hand, lands that would have to remain as reserves for permanent preservation also finishing being appropriate for more intense cultivation, occurring, again, an over-use of the lands. Four types of agriculturists in the cities had been defined: modern and diversified, capitalized citrus producers, undercapitalized animal breeders, diversified familial vegetal production. As final result, a set of maps was gotten, aiming at the integral knowledge of the agricultural spaces and the occupation of the territory. The methodology proposal revealed appropriate for the subsidy to the spcial and environmental planning, propitiating elements for a fast, brought up to date and efficient diagnosis, in the establishment of directed public politics to the supported agricultural development Doutorado Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável Doutor em Engenharia Agrícola