RESUMO O conhecimento da maturação dos frutos de Acrocomia aculeata (macaúba) é determinante para que a colheita seja realizada no momento em que o fruto apresente maior quantidade e qualidade de óleo. Existem diversas abordagens para monitorar a maturação, classificadas como destrutivas e não destrutivas. Variáveis obtidas por instrumentos óticos vêm sendo utilizadas para determinar, de forma não destrutiva, o estádio de maturação. Neste trabalho foram avaliadas a relação entre a atividade biológica mensurada pela técnica ótica do biospeckle laser e a firmeza da polpa dos frutos de Acrocomia aculeata entre as 41a e 61a semanas de maturação, após a florada. A atividade biológica foi quantificada a partir das imagens do biospeckle enquanto a firmeza da polpa dos frutos foi determinada por um penetrômetro digital. Foram avaliadas as correlações entre as variáveis durante a maturação e na senescência dos frutos. A partir dos resultados foi constatada correlação significativa entre atividade biológica e firmeza para as duas condições avaliadas demonstrando que o biospeckle laser pode ser um indicador eficiente não invasivo da maturação dos frutos da Acrocomia aculeata auxiliando na determinação do momento de colheita.

ABSTRACT Knowing the maturation of the Acrocomia aculeata (macaw palm) fruit is decisive for harvest to be performed when the fruit has a higher content and quality of oil. There are different approaches to monitor maturation and they can be classified as destructive and non-destructive. Variables obtained by optical instruments have been used to determine maturation stage. The present study evaluated the relationship between the biological activity measured by the optical technique of biospeckle laser and firmness, measured in the Acrocomia aculeata fruit pulp between the 41st and 61st week after flowering. The biological activity was quantified by biospeckle images, while the fruit pulp firmness was determined by digital penetrometer. Correlations between variables were evaluated during maturation and in the senescence of fruits. According to the results, significant correlation between biological activity and firmness was found for both evaluated conditions, demonstrating that biospeckle laser can be an effective non-invasive indicator of Acrocomia aculeate fruit maturation assisting in the determination of the moment of harvest.

RESUMO A cultura da macaúba vem sendo estudada devido ao seu potencial bioenergético propiciado pela alta produtividade de óleo que, por sua vez, está associado ao estádio de maturação do fruto. Imagens digitais têm sido utilizadas como forma para extrair informações sem contato sobre a área superficial e volume de frutos, com a finalidade de construir sensores que possam atuar no controle de qualidade e classificação a partir de aspectos físicos ligados ao estádio de maturação. O objetivo deste trabalho foi estimar o volume do fruto de macaúba a partir de imagens digitais obtidas pela técnica de Moiré por meio de uma única câmera associada ao uso de técnicas de correção digital da deformação das imagens, comparando os volumes estimados por métodos convencionais. Os volumes obtidos pela técnica de Moiré foram comparados com os volumes obtidos pelo método de deslocamento de coluna de água e pelo método do deslocamento de sementes de painço. Os volumes medidos pela técnica de Moiré apresentam um erro médio de 13,54 e de 11,09% quando comparados aos métodos convencionais, sendo considerada uma alternativa robusta e de baixo custo para a mensuração do volume de frutos de macaúba.

ABSTRACT The macaw palm crop has been studied because of its bioenergy potential due to the high oil yield, which is linked to fruit maturity stage. Digital images have been adopted as a contactless way to obtain information about fruit surface area and volume, acting as a sensor for quality control and the classification of fruits, based on physical aspects during the maturation stage. The aim of this study was to estimate the volume of macaw palm fruits from digital models obtained by the Moiré technique using only one camera, associated with digital image-processing tools to unwarp the images, allowing the comparison with conventional methods. The volumes obtained by the Moiré technique were compared with those obtained by water displacement method (WDM) and millet-seed displacement method (SDM). The results show that the volumes measured by the Moiré technique exhibited a mean error of 13.54% compared with the SDM, and 11.09% when compared to WDM, which indicates that the digital Moiré technique is a robust, low-cost tool to measure the volume of macaw palm fruits.

A estimativa da área foliar total (AFT) é uma importante característica das culturas cuja avaliação é um desafio visto que métodos diretos de obtê-la são destrutivos e consome tempo. Métodos não destrutivos têm sido explorados com vista a se obter a AFT por meio de abordagens indiretas e, por sua vez, a criação de outros recursos, como o índice de área foliar. O desenvolvimento de tecnologia não destrutiva para acessar a AFT de uma planta tem sido objeto de muitas pesquisas e a metrologia óptica é uma abordagem promissora. Neste trabalho alguns métodos indiretos associados com as abordagens ópticas foram avaliados como alternativa para obtenção da AFT do cafeeiro. Equipamentos comerciais foram usados, como uma câmera com lente olho de peixe e medidas de lux, associadas às dimensões das copas, testados e comparados com outros métodos não destrutivos e com métodos propostos na literatura. A associação entre produção e a AFT estimada também foi avaliada. Os resultados mostraram que os equipamentos comerciais, geralmente utilizados em silvicultura, não se coadunam como as melhores aproximações para cafeeiros enquanto métodos relacionados às dimensões e valores de lux das plantas foram as melhores alternativas para estimar a AFT do cafeeiro.

The total leaf area (TLA) estimation is an important feature of the crops and their assessment a challenge, since the direct methods of obtaining it are destructive and time consuming. Non-destructive methods have been explored to obtain the TLA by indirect approaches, in turn creating other features, as the leaf area index. The development of non-destructive technology to access the TLA of a plant has been the subject of much research, and the optical metrology is an promising approach. In this work, some indirect methods associated with optical approaches were evaluated as an alternative to obtain the TLA of the coffee plant. Commercial equipment were used, such as a camera with a fish eye lens and lux meters, associated to the sizes of the canopies were tested and compared to another non-destructive method and with methods proposed in the literature. The association between production and the TLA estimated was also evaluated. The results showed that the commercial equipment, generally used in forestry, was not the best approach in coffee plants, and that the methods related to the size and lux values of the plants were the best alternatives to estimate the TLA of the coffee plant.

A área foliar é um atributo biológico relevante para a produtividade de culturas comerciais. Os métodos diretos de estimação da área foliar causam dano às plantas, enquanto os indiretos, como aqueles baseados na medição da quantidade de luz no interior da planta, exigem ajustes e protocolos de medição específicos para cada tipo de cultura. O cafeeiro é uma das mais importantes plantas perenes relacionadas ao comércio de produtos agrícolas em escala mundial, o que demanda habilidade de estimar sua produtividade, tal como ocorre para as outras culturas perenes. Este trabalho visa construir um modelo que contenha um método indireto de estimativa de área foliar em cafeeiros por meio da análise de imagens. Dois modelos foram analisados, sendo que em um foram usadas a altura e a largura dos dosséis e, no outro, se baseou na área projetada do dossel. Os resultados foram comparados com o método direto, através do qual se retiraram todas as folhas dos cafeeiros o que permitiu observar valores de R2 ajustado de 0,82 para o modelo em que se usaram a altura e a largura dos dosséis, e de 0,91 para o modelo da área projetada. A robustez do método da altura e largura foi testada usando-se dados de literatura relativos a outra cultivar oferecendo valores de R2 de 0,54, considerando-se um ponto fora da curva, e de 0,91 sem se considerar este ponto.

One feature of most horticultural crop plants that is biologically relevant to their yield and productivity is total leaf area. However, direct methods of estimation of the leaf area cause damage to the plants, whereas indirect methods such as based on light measurement, demand accuracy in the setup of the measurement procedure, which is specific to each crop. Coffee is one of the most important perennial plants related to worldwide trade, and this demands some ability to estimate the productivity of the crop, as well as all the perennial plants involved in production of agricultural products. This study aims to build a model based on indirect measures to estimate the leaf area in coffee plants using image analysis. Two models were evaluated, one based on the height and width of the canopies, and other based on the area of the digital image of a tree. The results of the models have been compared with the real area of the leaves using the destructive approach with measurement of area of all the leaves using a digital scanner. Comparisons between the models and the real values indicated values of adjusted R2 of about 0.82 with a model using the height and the width values, and about 0.91 in the second model which used the area projection. The robustness of the model using the height and the width values were tested using data presented in the literature to other cultivars and achieved R2 = 0.54 with an outlier point and 0.91 without it.