Spatial-temporal variation of leaf area index and brix in sugarcane

Os objetivos do trabalho foram estudar a variação espaço-temporal do índice de área foliar (IAF) e do teor de sólidos solúveis (Brix) na cana-de-açúcar, em Piracicaba (SP), em 2003 e 2004, utilizando a geoestatística, visando melhorar a simulação da interceptação da radiação solar principalmente no ajuste do coeficiente de extinção. Verificaram-se maiores valores do IAF no ciclo de crescimento da variedade SP 80-3280 em comparação com a RB 85 5156 obtendo valores máximos de 6,41 e 4,27 respectivamente, medidos em 14/1/2004 com grande variação espacial nas áreas analisadas, além de maiores valores do IAF e menores do Brix em locais com maior disponibilidade hídrica, indicativo de atraso da maturação. A única medida do Brix feita em 29/4/2004 das variedades SP 80-3280 e RB 85 5156 indicaram valores médios de 12,86 e 17,06 respectivamente, mostrando a precocidade da RB 85 5156. O uso de valores diários variáveis do coeficiente de extinção em modelos de cultura é recomendado, melhorando a simulação da interceptação da radiação solar, minimizando erros na estimativa da produtividade principalmente quando analisamos diferentes variedades de cana-de-açúcar.The goals of this work were to study the spatial-temporal variation of leaf area index (LAI) and soluble solids (Brix) in sugarcane cultived in Piracicaba, São Paulo State, in the years of 2003 and 2004. Geoestatistic methodology was used aiming improvement in the simulation of solar radiation interception, and specially adjustment of extinction coefficient. During growth cycle larger values of leaf area index were verified in variety SP 80-3280 than in RB 85 5156. Those values ranged from 6.41 to 4.27 respectively, and were measured in 1/14/2004, with large spatial variation. Higher values for LAI and smaller values for Brix were also observed under high water available, indicating a delay in maturation. The only Brix measurement performed in the varieties SP 80-3280 and RB 85 5156 on 4/29/2004 indicated average values of 12.86 and 17.06 respectively, demonstrating the precocity of RB 85 5156. The use of daily variable values of the extinction coefficient is recommended, improving the simulation of solar radiation interception, minimizing mistakes estimating the productivity when different sugarcane varieties were analyzed

Modelo fisiológico para a estimativa da maturação em cana-de-açúcar

Sugarcane (Saccharum spp.) grows in different weather and management conditions which directly affect crop maturation. These conditions lead to the necessity of quantifying crop response to different stimuli for planning purposes. Forecast models for the quality of raw material are important tools in sugarcane farming, especially the forecast curve of sucrose accumulation in shoots. The goal of these models is to supply yield estimates during the crop cycle, aiming to characterize alternatives and to increase the efficacy for management and strategic decisions. The objective of this project was to develop empiric models capable of obtaining estimates of total recoverable sugar (TRS), for the varieties RB72454, SP81-3250 and SP80-1842 during the crop cycle, using reference data as the production factors. Sugarcane harvest results obtained in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil were analyzed using the following parameters: maturation, stand age, type of soil, variety, flowering and management for the crops in the years 1998/99, 1999/00, 2000/01, 2001/02 and 2002/03. Models developed for these years were used to estimate TRS from the 2003/04 cropping season. All the forecast models for ratoon crops were significant indicating that they are an excellent tool to optimize agricultural planning.A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é submetida a diferentes condições ambientais e de manejo durante o seu desenvolvimento, o que afeta diretamente a maturação. Assim, surge a necessidade de se quantificar as respostas da cultura aos diferentes estímulos para fins de planejamento. Modelos de previsão da qualidade da matéria-prima tornam-se ferramentas importantes na lavoura canavieira, em especial a previsão da curva de acúmulo de sacarose nos colmos, objetivando suprir estimativas de rendimento ao longo da safra, visando à caracterização das alternativas de manejo, aumentando a eficácia das decisões gerenciais e estratégicas. Desenvolveram-se modelos empíricos capazes de obter estimativas de ATR - Açúcar Total Recuperável nas variedades RB72454, SP81-3250 e SP80-1842 ao longo da safra, utilizando dados referentes aos fatores de produção. Foram analisados os resultados de colheita realizados no município de Piracicaba - SP, dos anos safras 1998/99, 1999/00, 2000/01, 2001/02 e 2002/03 considerando a maturação, idade do canavial, solos, variedades, florescimento e manejo, utilizando-se de modelos estatísticos de estimativa da maturação para estimar a safra 2003/04. Todos os modelos de previsão para cana-soca mostraram-se significativos, sendo uma ótima ferramenta de auxílio para o planejamento agrícola otimizado.FAPES

Estimativa da maturação da cana-de-açúcar por meio de parâmetros edafoclimáticos

A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) é submetida durante o seu desenvolvimento a diferentes condições ambientais que afetam diretamente a maturação. Modelos de previsão da qualidade da matéria-prima são ferramentas importantes no gerenciamento da lavoura canavieira, pois permitem estimativas de rendimento ao longo da safra, o que aumenta a eficácia das decisões gerenciais e estratégicas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo capaz de obter estimativas de Açúcar Total Recuperável (ATR), utilizando dados referentes aos fatores de produção como armazenamento de água no solo e graus-dias negativos. Para o teste dos modelos estatísticos de estimativa da qualidade da matéria-prima foi utilizado o banco de dados de uma usina açucareira com produções das safras 1999/2000, 2000/2001 e 2001/2002. O modelo de maturação para cana de ano mostrou-se significativo, com um coeficiente de determinação R² = 0,7049*. Na simulação não houve diferença entre os dados medidos e estimados (P < 0,05).Sugarcane (Saccharum officinarum L.) grows under different weather conditions directly affecting crop maturation. Raw material quality predicting models are important tools in sugarcane crop management; the goal of these models is to provide productivity estimates during harvesting, increasing the efficiency of strategical and administrative decisions. The objective of this work was developing a model to predict Total Recoverable Sugars (TRS) during harvesting, using data related to production factors such as soil water storage and negative degree-days. The database of a sugar mill for the crop seasons 1999/2000, 2000/2001 and 2001/2002 was analyzed, and statistical models were tested to estimate raw material. The maturity model for a one-year old sugarcane proved to be significant, with a coefficient of determination (R²) of 0.7049*. No differences were detected between measured and estimated data in the simulation (P < 0.05)

Modelo fisiológico para a estimativa da maturação em cana-de-açúcar

A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é submetida a diferentes condições ambientais e de manejo durante o seu desenvolvimento, o que afeta diretamente a maturação. Assim, surge a necessidade de se quantificar as respostas da cultura aos diferentes estímulos para fins de planejamento. Modelos de previsão da qualidade da matéria-prima tornam-se ferramentas importantes na lavoura canavieira, em especial a previsão da curva de acúmulo de sacarose nos colmos, objetivando suprir estimativas de rendimento ao longo da safra, visando à caracterização das alternativas de manejo, aumentando a eficácia das decisões gerenciais e estratégicas. Desenvolveram-se modelos empíricos capazes de obter estimativas de ATR - Açúcar Total Recuperável nas variedades RB72454, SP81-3250 e SP80-1842 ao longo da safra, utilizando dados referentes aos fatores de produção. Foram analisados os resultados de colheita realizados no município de Piracicaba - SP, dos anos safras 1998/99, 1999/00, 2000/01, 2001/02 e 2002/03 considerando a maturação, idade do canavial, solos, variedades, florescimento e manejo, utilizando-se de modelos estatísticos de estimativa da maturação para estimar a safra 2003/04. Todos os modelos de previsão para cana-soca mostraram-se significativos, sendo uma ótima ferramenta de auxílio para o planejamento agrícola otimizado.Sugarcane (Saccharum spp.) grows in different weather and management conditions which directly affect crop maturation. These conditions lead to the necessity of quantifying crop response to different stimuli for planning purposes. Forecast models for the quality of raw material are important tools in sugarcane farming, especially the forecast curve of sucrose accumulation in shoots. The goal of these models is to supply yield estimates during the crop cycle, aiming to characterize alternatives and to increase the efficacy for management and strategic decisions. The objective of this project was to develop empiric models capable of obtaining estimates of total recoverable sugar (TRS), for the varieties RB72454, SP81-3250 and SP80-1842 during the crop cycle, using reference data as the production factors. Sugarcane harvest results obtained in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil were analyzed using the following parameters: maturation, stand age, type of soil, variety, flowering and management for the crops in the years 1998/99, 1999/00, 2000/01, 2001/02 and 2002/03. Models developed for these years were used to estimate TRS from the 2003/04 cropping season. All the forecast models for ratoon crops were significant indicating that they are an excellent tool to optimize agricultural planning

FONTES DE FÓSFORO MINERAL E ORGANOMINERAL NO ESTADO NUTRICIONAL E NO CRESCIMENTO INICIAL DA CANA-DE-AÇÚCAR.

O objetivo deste estudo foi comparar o fertilizante fosfatado organomineral com o mineral no desenvolvimento inicial da cana-de-açúcar. Não houve diferença entre as fontes utilizadas sobre o desenvolvimento e o estado nutricional de plantas de cana-de-açúcar

Transcriptomic analysis of changes in gene expression during flowering induction in sugarcane under controlled photoperiodic conditions

Flowering is of utmost relevance for the agricultural productivity of the sugarcane bioeconomy, but data and knowledge of the genetic mechanisms underlying its photoperiodic induction are still scarce. An understanding of the molecular mechanisms that regulate the transition from vegetative to reproductive growth in sugarcane could provide better control of flowering for breeding. This study aimed to investigate the transcriptome of +1 mature leaves of a sugarcane cultivar subjected to florally inductive and non-inductive photoperiodic treatments to identify gene expression patterns and molecular regulatory modules. We identified 7,083 differentially expressed (DE) genes, of which 5,623 showed significant identity to other plant genes. Functional group analysis showed differential regulation of important metabolic pathways involved in plant development, such as plant hormones (i.e., cytokinin, gibberellin, and abscisic acid), light reactions, and photorespiration. Gene ontology enrichment analysis revealed evidence of upregulated processes and functions related to the response to abiotic stress, photoprotection, photosynthesis, light harvesting, and pigment biosynthesis, whereas important categories related to growth and vegetative development of plants, such as plant organ morphogenesis, shoot system development, macromolecule metabolic process, and lignin biosynthesis, were downregulated. Also, out of 76 sugarcane transcripts considered putative orthologs to flowering genes from other plants (such as Arabidopsis thaliana, Oryza sativa, and Sorghum bicolor), 21 transcripts were DE. Nine DE genes related to flowering and response to photoperiod were analyzed either at mature or spindle leaves at two development stages corresponding to the early stage of induction and inflorescence primordia formation. Finally, we report a set of flowering-induced long non-coding RNAs and describe their level of conservation to other crops, many of which showed expression patterns correlated against those in the functionally grouped gene network

Residual biomass potential of commercial and pre-commercial sugarcane cultivars

Sugarcane (Saccharum spp.) is an efficient and sustainable alternative for energy generation compared to non-renewable sources. Currently, during the mechanized harvest process, the straw left in the field can be used in part for the second generation ethanol and increasing the electric energy production. Thus, this study aimed to provide information on the potential for residual biomass cultivars of sugarcane cropping system. This study provides the following information: yield of straw, depending on the calculated leaf area index and the number of tillers per linear meter; primary energy production of several sugarcane genotypes; contribution of dry tops and leaves; biomass yield; and evaluation of fiber, cellulose, hemicellulose and lignin. Preliminary results obtained by researchers of the State of São Paulo, Brazil, and reCviews related studies are presented. The results suggest that the production of sugarcane straw content varies according to the cultivars; the greater mass of sugarcane straw is in the top leaves and that the potential for the crude energy production of sugarcane per area unit can be increased using fiber-rich species or species that produce more straw. The straw indexes was shown to be a good indicator and allow the estimation of straw volumes generated in a sugarcane crop. The cellulose, hemicellulose and lignin composition in sugarcane is distinct among varieties. Therefore, it is possible to develop distinct biomass materials for energy production and for the development of sugarcane mills using biochemical processes and thermal routes

PREDPOL: A forecast model of sugarcane maturation seeking optimized planning

A cultura da cana-de-açúcar é submetida durante o seu desenvolvimento a diferentes condições ambientais e de manejo sendo a maturação afetada diretamente por estas condições. Destas condições, surge a necessidade de se quantificar as respostas da cultura aos diferentes estímulos para fins de planejamento. Modelos de previsão da qualidade da matéria-prima tornamse ferramentas importantes na lavoura canavieira, em especial a previsão da curva de acúmulo de sacarose nos colmos, objetivando suprir estimativas de rendimento ao longo da safra, visando à caracterização das alternativas de manejo, aumentando a eficácia das decisões gerenciais e estratégicas. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver modelos empíricos capazes de obter estimativas de ATR - Açúcar Total Recuperável nas variedades RB 72 454, RB 85 5156, RB 85 5536, SP 81-3250 e SP 80-1842 ao longo da safra, utilizando dados referentes aos fatores de produção, gerando uma ferramenta que auxilie a tomada de decisão e o planejamento estratégico; medir a variação espaço-temporal do IAF - índice de área foliar e o ATR das variedades RB 85 5156 e SP 80-3280 ao longo de um ciclo para calibração do modelo, simulando os demais; confirmar e relacionar a influência do armazenamento disponível, queda sazonal da temperatura do ar (graus-dia negativos) e quantidade de carboidratos assimilados na maturação da cana-deaçúcar além de otimizar o planejamento agrícola utilizando a Pesquisa Operacional. Foram analisados os dados da Usina Costa Pinto/COSAN, localizada no município de Piracicaba &#150; SP, dos anos safras 1998/1999, 1999/2000, 2000/2001, 2001/2002 e 2002/2003 considerando a maturação, idade do canavial, solos, variedades, florescimento, aplicação de maturadores e manejo, utilizando-se de modelos estatísticos de estimativa da maturação e planejamento agrícola otimizado na safra 2003/2004. Todos os modelos de previsão para cana-soca mostraram-se significativos sendo uma ótima ferramenta de auxílio para o planejamento agrícola otimizado. O planejamento do corte otimizado promoveu uma distribuição homogênea da matéria-prima para a indústria ao longo dos meses de safra, obtendo o máximo lucro possível com os recursos considerados.Sugarcane grows under different weather and handling conditions that directly affect crop maturation. These conditions cause the requirement of quantifying the responses of the culture to the different stimuli for planning purposes. Forecast models for the quality of raw material are important tools in the sugarcane farming, in especial the forecast curve of sucrose accumulation in the stems. These models aim to supply yield estimates along the culture cycle, seeking the characterization of handling alternatives and increasing the efficacy of management and strategic decisions. The objectives of this work were to develop empiric models capable to obtain estimates of TRS - Total Recoverable Sugar in the varieties RB 72 454, RB 85 5156, RB 85 5536, SP 81-3250 and SP 80-1842 along the crop cycle, by using referring data to the production factors, generating a tool that helps the outlet decision and the strategic planning; to measure the space-temporary variation of LAI - leaf area index and TRS of the varieties RB 85 5156 and SP 80-3280 along a cycle for calibration of the model, simulating the others; confirm and relate the influence of available soil water storage, seasonal decreasing of air temperature (negative degreedays) and amount of carbohydrates assimilated in the maturation of sugarcane, besides optimizing the agricultural planning using the Operational Research. The Costa Pinto/COSAN sugar-mill (Piracicaba &#150; SP) database was analyzed considering the maturation, age of the culture, soils, varieties, flowering, ripeners and handling for the years crops 1998/1999, 1999/2000, 2000/2001, 2001/2002 and 2002/2003, utilizing statistical test models of maturation estimate and agricultural planning optimized in the crop 2003/2004. All the forecast models for ratoon were significant as an excellent tool for help the optimized agricultural planning. The planning of optimized cutting promoted a homogeneous distribution of raw material for industry along the months of crop, obtaining the maximum possible profit with the considered resources

Productivity predicting models to sugarcane (Saccharum spp.) using through weather parameters.

A cultura da cana-de-açúcar é submetida durante o seu desenvolvimento a diferentes condições ambientais, sendo o rendimento agrícola afetado diretamente por estas condições. Dessa variação ao longo do ciclo, surge a necessidade de se prever as respostas da cultura aos diferentes estímulos para fins de planejamento. Modelos de previsão de produtividade e qualidade da matéria-prima tornam-se ferramentas importantes na lavoura canavieira, objetivando suprir estimativas de rendimento ao longo da safra, visando à caracterização das alternativas de manejo, aumentando a eficácia das decisões gerenciais e estratégicas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver modelos capazes de obter previsões de ATR - Açúcar Teórico Recuperável e TCH - toneladas de cana-de-açúcar por hectare, ao longo da safra, utilizando dados referentes aos fatores de produção como precipitação e temperatura. Os dados da Usina Açucareira Bortolo Carolo localizada no município de Pontal - SP das safras 1999/2000, 2000/2001 e 2001/2002 foram analisados em termos de produtividade (ATR e TCH), idade do canavial, solo, variedades e manejo, e com os dados testou-se modelos estatísticos de previsão de produtividade utilizando o programa computacional SAS "Statistical Analysis System". Os modelos de maturação (ATR) para cana de ano e cana de ano e meio foram os mais promissores obtendo um coeficiente de determinação R2 = 0,6943* e 0,7574*, respectivamente. Na simulação aplicou-se o teste qui-quadrado onde para cana de ano não há diferença estatística significativa entre os dados reais e calculados (&#945; < 0,05). Para cana de ano o meio, há diferença estatística significativa ao nível de 5%. Com isso, pode-se confirmar e quantificar a existência de influência da precipitação, graus-dias e graus-dias negativos na maturação e produtividade da cana-de-açúcar. O modelo de maturação para cana de ano mostrou-se mais confiável comparado ao modelo de maturação para cana de ano e meio, após a realização da simulação para a safra 2001/2002. A introdução do fator graus-dias negativos foi de suma importância, pois teve grande influência no modelo de maturação. Os modelos de produtividade não se mostraram confiáveis após a realização da simulação para a safra 2001/2002.Sugarcane crop grows under different weather condition, what affects directly the crop productivity. From this variation during its cicle, in order to plan, the prediction of the crop response to different inducements is needed. Productivity predicting models and quality of row material become important tools in sugarcane crop, the goal of these models is to supply the productivity valuation during the harvest time, aiming the characterization of the management alternatives, increasing the efficiency of strategically and administration decision. The goal of the present work was to develop models able to predict RTA - Recoverable Theory Sugar and TSH - tons of sugarcane per hectare, during the harvest time, using data refered to production factors with precipitation and temperature. The data base of Bartolo Carolo Sugar-mill localized in Pontal - SP of the agricultural years 1999/2000, 2000/2001 and 2001/2002 was analyzed in productivity terms (RTA and TSH), cane plantation age, soil type, variety of sugarcane used and management with these data productivity predicting statistical models were tested through the use of the software SAS "Statistical Analysis System". The maturation models (RTA) to a twelve month and a eighteen month sugarcane were the most promising, because they got a significant determination coefficient R2 = 0,6943* e 0,7574*, respectively. In the simulation was applered the chi-square test, in that to twelve-month sugarcane there is no statistical significant difference between real and simulated data (&#945; < 0,05). To eighteen-month sugarcane there is statistical difference significant the 5% level. In conclusion, there is confirm and quantify the influence of precipitation, degrees-days and negative degrees-days in sugarcane maturation and productivity. The maturation model to twelve month sugarcane is more trustful them the eighteen month sugarcane, after the simulation with data of 2001/2002 agricultural year. The introduction of factor negative degrees-days was very important, because it had a great influence in the maturation model. The production models dont show trustful after the simulation with data of 2001/2002

OPTIMIZED AGRICULTURAL PLANNING OF SUGARCANE USING LINEAR PROGRAMMING

Optimized agricultural planning is a fundamental activity in business profitability because it can increase the returns from an operation with low additional costs. Nonetheless, the use of operations research adapted to sugarcane plantation management is still limited, resulting in decision-making at management level being primarily empirical. The goal of this work was to develop an optimized planning model for sugarcane farming using a linear programming tool. The program language used was General Algebraic Modelling System (GAMS) as this system was seen to be an excellent tool to allow profit maximization and harvesting time schedule optimization in the sugar mill studied. The results presented support this optimized planning model as being a very useful tool for sugarcane management.El planeamiento agrícola óptimo es una actividad fundamental en la sostenibilidad económica del negocio porque este puede incrementar los ingresos a partir de tener bajos costos adicionales de operación. Sin embargo el uso de la Investigación Operacional, adaptado al manejo de plantación de azúcar de caña está aun limitado, resultando en un manejo de nivel primario en la toma de decisiones empírico... El objetivo de este trabajo fue desarrollar un modelo de planeamiento optimal para las actividades agrícolas de la caña de azúcar usando como herramienta la Programación Lineal... El lenguaje de programación usado fue General Algebraic Modeling System (GAMS) pues este sistema es visto como una herramienta excelente que permite la obtención de la maximización de la ganancia y la optimización del plan de las fechas de cosecha en el ingenio azucarero estudiado. El resultado presentado soporta este modelo de planeamiento optimal es una útil herramienta para el manejo de la caña de azúcar