Mathematical Optimization Models in the Sugarcane Harvesting Process

Over the past few decades, due to environmental and economic factors, the sugarcane has been considered a versatile and important plant to the several countries. The energy-sugar-ethanol agro-industries are seeking to take advantage of all its material, with the main products produced being renewable energy, sugar and ethanol. In this chapter, we propose to present a review of the important works that use mathematical and computational tools, aiming to optimize the sugarcane harvesting, in the past 30 years

Performance of dryland rice cultivars in function of soil preparation systems and sprinkler irrigation

 O presente trabalho teve o objetivo de avaliar o comportamento de cultivares de arroz de sequeiro em diferentes modalidades de preparo de solo e lâminas de água aplicadas por aspersão, no Município de Selvíria, MS. Os tratamentos consistiram na combinação de três cultivares de arroz (IAC 201, Carajás e Guarani), três sistemas de preparo do solo (arado de aiveca + grade niveladora, escarificador + grade niveladora e grade pesada + grade niveladora) e três níveis de irrigação por aspersão (sequeiro e duas lâminas de água), com quatro repetições. O uso da irrigação por aspersão reduziu o número de dias para o florescimento e o ciclo da cultura. A cultivar Carajás apresentou a maior produtividade de grãos e praticamente ausência de acamamento em relação às cultivares IAC 201 e Guarani. O preparo do solo com arado de aiveca e escarificador propiciaram a obtenção de maior produtividade de grãos em relação ao preparo com grade aradora em ano com presença de veranico, e as duas lâminas de água promoveram incrementos de 113% e 177% na produção de grãos, em ano com ocorrência de veranico.The present paper had the objective to evaluate the performance of dryland rice cultivars in different soil preparation systems and water deep applied through sprinkler, in Selvíria County, MS, Brazil. Treatments consisted of combination of three rice cultivars (IAC 201, Carajás and Guarani), three soil preparation systems (moldboard plow + disking, chisel + disking, and disk harrow + disking) and three levels of irrigation by sprinkler (zero and two water deeps), with four replications. The use of irrigation by sprinkler reduced the number of days to full flowering and the cycle of crop. The Carajás cultivar presented the largest grain production and practically absence of lodging in comparison to IAC 201 and Guarani. Soil preparation with moldboard plow and chisel provided the largest grain production in relation to other preparation systems, in moisture stress condition. The two water deeps increased the grain production in 113% and 177%, respectively, in the year with moisture stress

Adubação nitrogenada e silicatada do arroz de terras altas

O silício não é considerado um elemento essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas, entretanto, sua absorção traz inúmeros benefícios, principalmente ao arroz, como aumento da espessura da parede celular, conferindo resistência mecânica a penetração de fungos, melhora o ângulo de abertura das folhas tornando-as mais eretas, diminuindo o auto-sombreamento e aumentando a resistência ao acamamento, especialmente sob altas doses de nitrogênio. O presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos da adubação nitrogenada e silicatada nos componentes vegetativos, nos componentes da produção, na altura da planta e na produtividade da cultivar de arroz IAC 202. O experimento foi constituído da combinação de três doses de nitrogênio (5, 75 e 150 mg de N kg-1 de solo) aplicado na forma de uréia e quatro doses de silício (0, 200, 400 e 600 mg de SiO2 kg-1 de solo), aplicado na forma de silicato de cálcio. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 ´ 4 (N = 5). A adubação nitrogenada aumentou o número de colmos e panículas por metro quadrado e o número total de espiguetas, refletindo na produtividade de grãos. O perfilhamento excessivo causado pela adubação nitrogenada inadequada causou redução na porcentagem de colmos férteis, na fertilidade das espiguetas e da massa de grãos. A adubação silicatada reduziu o número de espiguetas chochas por panícula e aumentou a massa de grãos sem, contudo, refletir na produtividade de grãos.Silicon is not considered an essential element for plant development and growth, but its absorption brings several benefits to some crops, especially rice, by increasing cellular wall thickness, providing mechanical resistance to the penetration of fungi, improving the opening angle of leaves and making them more erect, decreasing self-shading and increasing resistance to lodging, especially under high nitrogen rates. To evaluate the effects of nitrogen and silicon fertilization on vegetative and yield components, plant height, and yield of rice cultivar IAC 202, an experiment was carried out combining three nitrogen rates (5, 75 and 150 mg N kg-1 soil) applied as urea, and four silicon rates (0, 200, 400 and 600 mg SiO2 kg-1 soil) applied as calcium silicate. Trial was set up in a completely randomized design 3 ´ 4 factorial scheme, (N = 5). Nitrogen fertilization increased the number of stems and panicles per square meter and the total number of spikelets, reflecting on grain productivity. Excessive tillering caused by inadequate nitrogen fertilization reduced the percentage of fertile stalks, spikelet fertility and grain mass. Silicon fertilization reduced the number of blank spikelets per panicles and increased grain mass, but did not affect grain productivity

Qualidade de grãos de cultivares de arroz de terras altas em função do sistema de cultivo na região do cerrado brasileiro

A qualidade industrial do grão beneficiado é parâmetro importante para determinar o valor de comercialização do arroz e pode estar relacionada com a disponibilidade hídrica e o cultivar utilizado. O trabalho teve como objetivo avaliar o rendimento de engenho e teores de nutrientes e proteínas nos grãos brunidos provenientes de dois cultivares de arroz de terras altas conduzidos sob condições de sequeiro e irrigados por aspersão. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, em esquema de parcela subdividida, com oito repetições. As parcelas foram constituídas por dois sistemas de cultivo (sequeiro e irrigado por aspersão) e as subparcelas por dois cultivares indicados para o ecossistema de terras altas (IAC 201 e Carajás). A irrigação por aspersão aumentou o rendimento de engenho (8,0%) e de grãos inteiros (23,7%) do arroz de terras altas, em anos com ocorrência de veranicos nas fases reprodutiva e de maturação. Sob condições de baixa disponibilidade hídrica o cultivar Carajás apresenta rendimento de benefício 5,1% maior do que o cultivar IAC 201. A baixa disponibilidade hídrica promove acréscimo nos teores de proteína, N, P, Ca, Mg, Fe e Zn nos grãos brunidos, porém reduz os teores de S e Cu. Os teores de nutrientes nos grãos brunidos dos cultivares IAC 201 e Carajás são similares.The industrial quality of grain is an important parameter to determine the commercial value of rice and can be influenced by water availability and type of cultivar. The present study aimed to evaluate the milling yield as well as the protein and nutrient contents of polished grains originated from two upland rice cultivars grown under rainfed and sprinkler-irrigated conditions. A randomized block design was used in a split-plot arrangement with eight replicates. Plots consisted of two cropping systems (rainfed and sprinkler-irrigated) with subplots consisting of two cultivars recommended for upland ecosystems (IAC 201 and Carajás). The sprinkler irrigation system increased upland rice milling (8.0%) and head rice yield (23.7%), for years with hot and dry weather spells occurring during the reproductive and maturation stages. Under conditions of lower water availability, the Carajás cultivar showed a milled yield value 5.1% higher than that of cultivar IAC 201. Lower water availability provided increases in protein, N, P, Ca, Mg, Fe, and Zn contents but reductions in S and Cu in the polished grains. Cultivars IAC 201 and Carajás had similar nutrient contents in the polished grains

Soil physical properties in crop rotation systems as affected by liming materials

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de sistemas de rotação de culturas e de corretivos da acidez nas propriedades físicas do solo. O experimento foi realizado entre outubro de 2006 e julho de 2008, em Botucatu, SP, em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e oito repetições. As parcelas foram constituídas por quatro sistemas de rotação: soja/pousio/milho/pousio, soja/aveia-branca/milho/feijão, soja/milheto/milho/guandu e soja/braquiária/milho/braquiária. As subparcelas consistiram do tratamento testemunha, sem correção, e da aplicação de 3,8 Mg ha-1 de calcário dolomítico (PRNT = 90%) ou de 4,1 Mg ha-1 de silicato de cálcio e magnésio (PRNT = 80%), na superfície de um Latossolo Vermelho argiloso. Foram determinadas: estabilidade de agregados, densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade, resistência do solo à penetração e umidade do solo. A aplicação dos corretivos de acidez em superfície não reduz a agregação do solo e aumenta a macroporosidade até 0,20 m de profundidade, após aplicação de silicato, e até 0,10 m, após aplicação de calcário. A manutenção do solo em pousio, na entressafra, prejudica a estruturação do solo, reduz a estabilidade de agregados e aumenta a resistência à penetração nas camadas superficiais. A semeadura de braquiária, entre as safras de verão, aumenta a estabilidade de agregados até 0,10 m de profundidade.The objective of this work was to evaluate the effects of crop rotation systems and liming materials on soil physical properties. The experiment was carried out from October 2006 to July 2008, in Botucatu, SP, Brazil, in a completely randomized block design in a split-plot arrangement with eight replicates. Main plots consisted of four crop rotation systems: soybean/fallow/maize/fallow, soybean/white-oat/maize/bean, soybean/millet/maize/pigeon pea and soybean/signal grass/maize/signal grass. Subplots consisted of the control treatment, without soil correction, and of the application of 3.8 Mg ha-1 of dolomitic lime (ECC = 90%) or 4.1 Mg ha-1 of calcium-magnesium silicate (ECC = 80%), on the surface of a clayed Rhodic Ferralsol. Aggregate stability, soil bulk density, total porosity, macro and microporosity, soil penetration resistance and moisture content were evaluated. Superficial application of the lime materials does not reduce soil aggregation and increases macroporosity down to 0.20 m, with calcium-magnesium silicate application, and to 0.10 m, when lime is applied. Soil under fallow in off-season decreases aggregate stability and increases soil penetration resistance in upper layers. The cultivation of Congo signal grass, between summer crops, increases aggregate stability down to 0.10-m depth

Lime and calcium-magnesium silicate in the ionic speciation of an Oxisol

Plant residues and certain fertilizers accelerate soil acidification and increase the levels of aluminum-Al+3 in soils under no-tillage (NT). Silicates act as acidity amendments and as a source of silicon as in H4SiO4. An increase in the pH of soil solution causes the deprotonation of H4SiO4 and generates the anionic form (H3SiO4−). The aim of this study was to evaluate the ionic speciation of Si, Al, Ca, Mg and K in aqueous extracts by means of a software calculation. Since 2006, a field experiment has been under way on an Oxisol under NT subjected to lime and calcium-magnesium silicate applications under four crop systems. The amendments were applied in Oct 2006 and in Oct 2011, aiming to raise base saturation to 70 %. Soil samples were collected in Oct 2013, at depths of 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm. Both Ca and Mg formed complexes with dissolved organic carbon (DOC) whereas the same was not observed for potassium. These three basic cations were mostly in their free forms regardless of treatment, while Al was mostly complexed with DOC even at the lowest depths (40-60 cm). The highest value of free Al form was 15 %. Si was almost 100 % as H4SiO4, and its activity was similar to its concentration in solution for all crop systems and at all depths, regardless of amendment applied. The percentages of H3SiO4− and Al-H3SiO42+ were irrelevant, providing more phytoavailable H4SiO4 in soil solution