RESUMO As potencialidades de uso de UAVs na agricultura são enormes e, com a entrada na era da digitalização das lavouras e da Agricultura 4.0, essa plataforma tem ganhado cada vez mais importância. Levantamento rotineiros de dados em campo podem ser melhorados ou mesmo substituídos por imagens obtidas via UAVs e as aplicações de produtos fitossanitários podem ser otimizados. A altíssima resolução espacial das imagens torna os UAVs atrativos para diversas aplicações que o tradicional sensoriamento via satélite ainda não atendem. Ainda, com o enorme desenvolvimento recente das técnicas e aplicações de ciência dos dados, os UAVs têm posição de destaque para auxiliar o agricultor na tomada de decisão mais eficiente e na viabilização da automação de processos agrícolas. Assim, neste trabalho abordaremos as principais aplicações dos UAVs na agricultura, dividindo o texto em cinco grandes tópicos: Levantamento topográfico, Avaliações fisiológicas, Avaliações biofísicas, Monitoramento de alvos biológicos, e Pulverização de produtos fitossanitários e aplicação de bioinsumos.

ABSTRACT Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have potentially significant application in agriculture and, with the emergence of the digital farming era and Agriculture 4.0, this platform has become increasingly important. UAV imagery may improve or even replace routine data surveys, as well as optimize phytosanitary product application. High-spatial resolution imagery makes UAVs attractive for several applications where traditional satellite sensing is still unsuitable. With the significant recent development of data science techniques, UAVs have a prominent position in assisting farmers for more efficient decision-making and automating agricultural processes. Thus, this work addresses the main agricultural applications of UAVs into five major topics: topographic survey, physiological assessments, biophysical assessments, monitoring of biological targets, and spraying of phytosanitary products and application of bio inputs.

ABSTRACT: Spectroscopic techniques have great potential to evaluate soil properties. However, there are still questions regarding the applicability of spectroscopy to analyze soil phosphorous (P) availability, especially in tropical soils with low nutrient contents. Therefore, this study evaluated the possibility to estimate P availability in soil and its pools (labile, moderately labile and non-labile) via Vis-NIR spectroscopy based on intra-field calibration. We used soils from two different locations, a plot experiment that received application of phosphate fertilizers (Field-A) and a cultivated field where a grid soil sampling was performed (Field-B). We used the technique of diffuse reflectance in the visible and near-infrared (Vis-NIR) to obtain the spectra of soil samples. Predictive modeling for P availability and labile, moderately labile and non-labile pools of P in soil were obtained via partial least squares (PLS) regression; classification modeling was performed via Soft Independent Modeling of Class Analogy (SIMCA) on three P availability levels in order to overcome the limitation on quantifying P via Vis-NIR spectroscopy. We found that isolating P contents as the only variable (Field-A), Vis-NIR spectroscopy does not allow estimating P pools in the soil. In addition, quantification of P available in the soil via predictive modeling has limitations in tropical soils. On the other hand, estimating P content in soil through classes of availability is a feasible and promising alternative.

ABSTRACT: Knowing the spatial variability of sugarcane biomass in the early stages of development may help growers in their management decision-making. Proximal canopy sensing is a promising technology that can identify this variability but is limited to quantifying plant-specific parameters. In this study, we evaluated whether biometric variables integrated with canopy reflectance data can assist in the generation of models for early-stage sugarcane biomass prediction. To substantiate this assertion, four sugarcane-producing fields were measured with an active crop canopy sensor and 30 sampling plots were selected for manually quantifying chlorophyll content, plant height, stalk number and aboveground biomass. We determined that Random Forest and Multiple Linear Regression models are similarly able to predict biomass, and that associating biometric variables such as number of stalks and plant height with reflectance data can assist model performance, depending on the attributes selected. This indicates that, when estimating biomass in the early stages, sugarcane growers can carry out site-specific management in order to increase yield and reduce the use of inputs.

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar se um sensor de dossel é capaz de estimar a resposta da cana-de-açúcar ao N, bem como propor estratégias para tratar os dados gerados pelo equipamento durante o processo de tomada de decisão para a adubação nitrogenada da cultura. Foram conduzidos quatro experimentos de dose-resposta ao N, com doses de N que variaram de 0 a 240 kg ha-1. Duas avaliações foram realizadas com o sensor de dossel quando as plantas alcançaram altura média de colmos de 0,3 e 0,5 m. Apenas dois experimentos mostraram resposta ao N aplicado em termos de produtividade de colmos. O sensor foi capaz de identificar a resposta da cultura a diferentes doses de N e a relação do nutriente com a produtividade da cana. Os índices de resposta obtidos pelas leituras do sensor foram úteis em avaliar a resposta da cana-de-açúcar ao N aplicado. Sensores de dossel podem auxiliar na identificação de áreas responsivas à aplicação de N e, consequentemente, melhorar o manejo da fertilização nitrogenada da cana-de-açúcar.

Abstract:The objective of this work was to evaluate whether a canopy sensor is capable of estimating sugarcane response to N, as well as to propose strategies for handling the data generated by this device during the decision-making process for crop N fertilization. Four N rate-response experiments were carried out, with N rates varying from 0 to 240 kg ha-1. Two evaluations with the canopy sensor were performed when the plants reached average stalk height of 0.3 and 0.5 m. Only two experiments showed stalk yield response to N rates. The canopy sensor was able to identify the crop response to different N rates and the relationship of the nutrient with sugarcane yield. The response index values obtained from the canopy sensor readings were useful in assessing sugarcane response to the applied N rate. Canopy reflectance sensors can help to identify areas responsive to N fertilization and, therefore, improve sugarcane fertilizer management.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de um sensor óptico ativo terrestre como auxiliar na recomendação da aplicação de nitrogênio em taxa variável, na cultura da cana-de-açúcar. Foram instalados experimentos em delineamento de blocos ao acaso, com uso de diferentes doses de N (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1). A resposta da cana-de-açúcar ao N foi avaliada por diferentes métodos - sensor óptico, clorofilômetro e teor foliar de N -, quando a altura média dos colmos atingiu 0,2, 0,4 e 0,6 m. Observou-se baixa correlação entre o teor foliar de N e a quantidade de clorofila nas folhas mensuradas por clorofilômetro. Portanto, essas características foram insuficientes para avaliar a eficiência do sensor óptico, uma vez que os valores mensurados se elevaram conforme o aumento da dose de N. A estratégia de recomendação com base na resposta da cultura, estimada pelo sensor óptico em faixa de cana-de-açúcar que recebeu a dose adequada de N, mostrou-se mais condizente com a produtividade obtida. O sensor óptico é ferramenta útil para auxiliar na recomendação de N para a cultura da cana-de-açúcar, ao se considerar a variabilidade espacial da sua demanda.

The objective of this work was to evaluate the potential of a terrestrial active optical sensor to support nitrogen fertilization recommendation, in variable rates, for sugarcane crops. Experiments in a randomized complete block design were carried out with different N rates (0, 50, 100, 150 and 200 kg ha-1). The response of sugarcane to N was evaluated by different methods - optical sensor, chlorophyll meter, and leaf N content -, when the average height of stalks was 0.2, 0.4 and 0.6 m. A low correlation was observed between leaf N content and the amount of chlorophyll measured by a portable chlorophyll meter. Therefore, these two methods were insufficient to evaluate the efficiency of the optical sensor, since the measured values increased with the amount of N applied. The strategy of fertilization recommendation based on crop response, estimated by the optical sensor in a sugarcane strip that received the appropriate N rate, was more consistent with the obtained yield. The optical sensor is a useful tool to recommend N for sugarcane crops, taking into account the spatial variability of N demand.

Em variedades de cana-de-açúcar podem ser observadas respostas diversas aos herbicidas, tendo como consequências problemas de fitotoxicidade, que podem ocasionar redução na produtividade. Com o objetivo de estudar a seletividade de herbicidas sobre as variedades de cana-de-açúcar RB925345, RB925211, RB935744 e RB855036, foram desenvolvidos quatro experimentos em campo, um para cada variedade, no delineamento de blocos casualizados, em Araras (SP). Os herbicidas utilizados foram: trifloxysulfuron-sodium + ametryn (351 + 99 g i.a ha-1) + diuron + hexazinone (1097 + 27,77 g i.a ha-1), trifloxysulfuron-sodium + ametryn (1463 + 37 g i.a ha-1), diuron + hexazinone (1170 + 330 g i.a ha-1), metribuzin (4000 g i.a ha-1), imazapic (122,5 g i.a ha-1) e imazapyr (0,5 L i.a ha-1). Foram realizadas avaliações visuais de intoxicação aos 15, 30, 45, 60 e 90 dias após aplicação (DAA), altura das plantas aos 30, 90 e 180 DAA, perfilhamento e análise tecnológica constituída pelos teores de sólidos solúveis (ºBrix), Pol (%) caldo, Pol (%) cana, Fibra (%) e Pureza (%), aos 380 DAA. Inicialmente, todas as variedades tiveram sintomas de intoxicação aos herbicidas. Os inibidores da ALS (imazapyr e imazapic) tiveram sintomas mais acentuados aos 30 DAA, com paralisação do crescimento das plantas, presença de folhas retorcidas e coloração arroxeada. Aos 90 DAA, nas variedades não havia sintomas de fitotoxicidade significativos, sendo tolerantes aos herbicidas aplicados. Não foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos com relação ao perfilhamento, altura das plantas e na qualidade tecnológica final das variedades estudadas.

Sugarcane varieties can present different responses to the herbicides and have as results phytotoxicity problems that could cause reduction in the sugarcane yield. With the objective of studying the selectivity of herbicides on the sugarcane varieties RB925345, RB925211, RB935744 and RB855036, four experiments were carried out in the random block design, one for each variety. The treatments consisted of herbicides trifloxysulfuron-sodium + ametryn (351 + 99 g a.i ha-1) + diuron + hexazinone (1097 + 27.77 g a.i ha-1), trifloxysulfuron-sodium + ametryn (1463 + 37 g a.i ha-1), diuron + hexazinone (1170 + 330 g a.i ha-1), metribuzin (4000 g a.i ha-1), imazapic (122.5 g a.i ha-1) and imazapyr (0.5 L a.i ha-1). Visual evaluations of selectivity were taken at 15, 30, 45, 60, 90 days after application (DAA), heights of the plants at 30, 90, 180 DAA, tiller height and technological analysis of soluble solids (ºBrix), Pol (%) broth, Pol (%) cane, Fiber (%) and Purity (%) were made at 380 DAA. Initially all varieties presented intoxication symptoms due to herbicides. The inhibitors of ALS (imazapyr and imazapic) induced inhibition of growth, twisted leaves and purple coloration at 30 DAA. At 90 DAA the varieties did not present symptoms of phytotoxicity, being considered tolerant to the applied herbicides. Significant differences in tiller height, height of the plants, and technological quality were not observed due to treatments.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar o efeito de diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar, colhida sem queima prévia do canavial, na eficácia de alguns herbicidas no controle de Ipomoea grandifolia. O experimento foi desenvolvido em campo no Centro de Ciências Agrárias/UFSCar, em Araras (SP). Os tratamentos consistiram dos herbicidas ametryn + trifloxysulfuron-sodium (1463 + 37 g ha-1), imazapic (84 g ha-1), imazapyr (200 g ha-1), ¹diuron + hexazinone (1170 + 330 g ha-1) e ²diuron + hexazinone (1330 + 160 g ha-1) aplicados em pré-emergência de I. grandifolia e de cinco quantidades de palha de cana-de-açúcar (0, 5, 10, 15 e 20 t ha-1). A eficácia de controle das plantas daninhas foi avaliada aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação dos tratamentos (DAT). Com a adição de palha (15 e 20 t ha-1) ao solo foi reduzida a população de I. grandifolia. À medida que a quantidade de palha foi aumentada, reduziu-se a eficácia dos herbicidas; com 15 t ha-1 de palha, o controle foi considerado insatisfatório para todos os tratamentos utilizados. Com 20 t ha-1 nenhum herbicida foi eficaz, entretanto, a palha foi eficiente na supressão desta espécie, verificando-se que o número de plantas emergidas foi menor mesmo na testemunha.

This work had as objective studies the effect of different amounts of sugarcane straw picked without burns about effectiveness of some herbicides in the I. grandifolia control. The experiment was conduced in field in the Centro de Ciências Agrárias/UFSCar, in Araras, SP. The treatments consisted of herbicides herbicidas ametryn + trifloxysulfuron-sodium (1463 + 37 g ha-1), imazapic (84 g ha-1), imazapyr (200 g ha-1), ¹diuron + hexazinone (1170 + 330 g ha-1) and ²diuron + hexazinone (1330 + 160 g ha-1) applied in pre emergence of Ipomoea grandifolia and on five growing amounts of sugarcane straw ( 0, 5, 10, 15 e 20 t ha-1). The effectiveness of control of weeds was evaluated to the 7, 14, 21 and 28 days after application of treatments (DAT).The straw reduced the population of I. grandifolia even in the treatments without herbicide use. The measure that increased the amount of straw there was reduction in the effectiveness of the herbicides and with 15 t ha-1 of straw the control was considered unsatisfactory for all of the treatments. With 20 t ha-1 the control was null for all the treatments, however, was observed that in this case, the own straw was efficient in the suppression of these weed, since the number of emerged plants was smaller, even in the treatment without herbicides.

O crescimento e a distribuição do sistema radicular afetam as respostas das plantas à ocorrência de deficiência hídrica. Este trabalho teve como objetivo avaliar em mudas de laranjeira 'Valência' enxertada sobre limoeiro 'Cravo' ou Poncirus trifoliata ('Trifoliata') o crescimento de raízes, as trocas gasosas (CO2 e H2O), o potencial da água na folha e a distribuição de carboidratos nos diversos órgãos, em plantas submetidas à deficiência hídrica. As mudas foram transplantadas para 32 rizotrons, que permitiam a visualização das raízes, sendo 16 para cada porta-enxerto e submetidas ou não à irrigação. A deficiência hídrica às plantas foi aplicada pela interrupção do fornecimento de água às plantas. A condutância estomática decaiu após o quarto dia sem irrigação, causando redução da fotossíntese, da transpiração e da eficiência de carboxilação. O teor de carboidrato total (sacarose + açúcares redutores + amido) em plantas sem estresse foi maior em 'Trifoliata', e entre os tratamentos com deficiência hídrica foi sempre inferior. As massas secas das plantas sem deficiência hídrica foram maiores, em ambos os porta-enxertos. Entre os tratamentos irrigados e não irrigados, o comprimento das raízes dentro de um mesmo tipo de porta-enxerto foram semelhantes. Porém, o comprimento das raízes de laranjeira 'Valência' sobre 'Cravo' foi significativamente maior. Mesmo sob deficiência hídrica e grande queda da produção fotossintética, as raízes permaneceram crescendo, possivelmente às expensas de substrato mobilizado de outros órgãos.

The growth and distribution of the root system affect the response of the plants to water deficit. This work aim at the to evaluation of 'Valencia' orange budded on 'Rangpur<FONT FACE=Symbol>¢</FONT> lime and Poncirus trifoliata ('Trifoliata') as to root growth, gas exchange (CO2 and H2O), leaf water potential and distribution of carbohydrates in several organs, in plants submitted to water deficit. Plants were transplanted to 32 rizotrons, which allowed root visualization of the roots. Sixteen plants in each rootstock were submitted to irrigation and the other 16 remained without irrigation. Water deficit was induced withholding the water supply. Stomatal conductance declined after the fourth day without irrigation, causing a reduction of the photosynthesis, the transpiration and the carboxilation efficiency. The total carbohydrate content (sucrose + reducing sugars + starch) in plants without water stress was greater in 'Trifoliata', and among the water deficit treatments it was always less. The dry phytomass of the plants without water deficit was greater in both rootstocks. Among the irrigated and non irrigated treatments, the length of the roots same of rootstocks was similar. However, the root lengths of plants on 'Rangpur' lime were significantly greater than that on 'Trifoliata'. Even under water deficit and great decrease of the photosynthetic production, the roots maintained growth, possibly at the expenses of mobilized substrates of other plant parts.