Analysis and modelling of influence of soil and plant attributes on sugar cane yield and quality

Dentro da mesma área de produção agrícola existe variabilidade espacial e temporal da produtividade e qualidade da cultura. Técnicas de Agricultura de Precisão (AP) são usadas para a quantificação dessa variabilidade, podendo assim distinguir áreas de maior e menor rentabilidade e qualidade, possibilitando então a identificação dos fatores que ali influenciaram para tal evento. É neste contexto que se insere o projeto proposto utilizar as técnicas de AP para identificar no campo a relação solo-produtividade-qualidade da matéria prima. Este trabalho teve como objetivo geral verificar como a produtividade e a qualidade da cana-de-açúcar (porcentagens de brix, pol e fibra) variam dentro do mesmo talhão; verificar como os atributos físicos e químicos do solo, nitrogênio foliar afetam a produtividade e qualidade da cana, e analisar padrões de variabilidade temporal dos parâmetros de qualidade da cana-de-açúcar ao longo dos ciclos estudados. Para realização do trabalho foi selecionada e georreferenciada uma área de 10 ha, cultivada com cana-de-açúcar pertencente à Usina São João pertencente ao Grupo SJC Bioenergia, localizada no município de Araras - SP. Nesta área foi feita uma grade de amostragem de 30x30m, utilizada para a coleta dos atributos físicos e químicos do solo, e parâmetros de qualidade da cana, totalizando 117 pontos amostrais. Todas as amostragens foram realizadas nos anos de 2008 (cana planta), 2009-2010 (primeira soca) e 2011 (segunda soca). Para identificar a influência das variáveis em estudo na produtividade e qualidade da cana-de-açúcar foi feita a análise de correlação linear, com base em zonas de manejo previamente determinadas. Para a seleção das variáveis a fim de propor modelos matemáticos foi utilizado a Análise de Componentes Principais e Stepwise, utilizando como variáveis resposta a produtividade e os parâmetros de qualidade de cana-de-açúcar. Por meio de técnicas de geoestatística foi verificada a estabilidade temporal dos parâmetros de qualidade da cana-de-açúcar ao decorrer dos ciclos e as porcentagens de erros de estimação dos modelos confeccionados. Não foi possível identificar padrões de estabilidade temporal da qualidade da cana-de-açúcar ao longo do experimento, contudo, com a metodologia proposta pode-se identificar a influência que os atributos do solo e planta possuem na produtividade e nos parâmetros de qualidade da cana-de-açúcar, sendo os teores de matéria orgânica, P, K, pH e H+Al as variáveis que ditaram os modelos propostos, sendo que esses obtiveram coeficientes de determinação variando de 6 a 80%, com valores de resíduos decimais e mostrando distribuição normal, com porcentagens de erros de estimação na sua maioria entre ± 1%.Within the same crop area there is a spatial and temporal variability in yield and crop quality. Techniques for Precision Agriculture (PA) are used to quantify this variability, thus being able to identify areas of high and low profitability and quality, hence enabling the identification of the factors that may influence for such an event. In this context this project has as proposal by PA techniques identify in the field the relationship between the soil and yield/quality of the raw material. This study aims to assess how the yield and sugar cane quality parameters (Brix, pol and fibre) vary within the field; verify how the physical chemical soil attributes and leaf nitrogen affects the yield and quality of the sugar cane, and analyzes the pattern of the temporal stability of the sugar cane quality parameters throughout the crop cycles. The experiment was carried out an sugar cane crop area selected and georeferenced of 10 ha, belonging to the São João Mill (SJC Bioenergia), located in the Araras - SP. In this area a 30x30m grid sampling was used to sample quality sugar cane parameters and physical-chemical soil attributes, totaling 117 sampling points. All samplings were performed during the years 2008 - plant cane, first ratoon (2009-2010) and second ratoon (2011). To identify the influence of the variables on yield and quality of sugar cane, Pearson's linear correlation analysis was performed, based on predetermined management zones. Principal component analysis and stepwise approach was used to select the variables in order to propose mathematical models, using as response variables the yield and sugar cane quality parameters. By means of geostatistics it was verified the temporal stability of the sugar cane quality parameters during the crop cycles and the percentages of estimations errors made by the models. It was not possible to identify patterns of temporal stability for the quality parameters along the experiment, but with the proposed methodology, it was possible to identify the influence that soil attributes and plant had in yield and sugar cane quality parameters, being the soil organic matter, P, K, pH e H+Al the variables which driven the proposed models, who had R2 ranging from 6 to 80% with decimals residues showing normal distribution and percentages of estimation errors mostly within ± 1% along the whole experiment