Crop rotation scheduling with adjacency constraints

In this article we propose a 0-1 optimization model to determine a crop rotation schedule for each plot in a cropping area. The rotations have the same duration in all the plots and the crops are selected to maximize plot occupation. The crops may have different production times and planting dates. The problem includes planting constraints for adjacent plots and also for sequences of crops in the rotations. Moreover, cultivating crops for green manuring and fallow periods are scheduled into each plot. As the model has, in general, a great number of constraints and variables, we propose a heuristics based on column generation. To evaluate the performance of the model and the method, computational experiments using real-world data were performed. The solutions obtained indicate that the method generates good results.

Sustainable vegetable crop supply problem

We consider an agricultural production problem, in which one must meet a known demand of crops while respecting ecologically-based production constraints. The problem is twofold: in order to meet the demand, one must determine the division of the available heterogeneous arable areas in plots and, for each plot, obtain an appropriate crop rotation schedule. Rotation plans must respect ecologically-based constraints such as the interdiction of certain crop successions, and the regular insertion of fallows and green manures. We propose a linear formulation for this problem, in which each variable is associated with a crop rotation schedule. The model may include a large number of variables and it is, therefore, solved by means of a column-generation approach. We also discuss some extensions to the model, in order to incorporate additional characteristics found in field conditions. A set of computational tests using instances based on real-world data confirms the efficacy of the proposed methodology. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

The effects of the coexistence of weed communities on table beet yield during early crop development

Objetivando avaliar efeitos de períodos de infestação inicial na comunidade infestante e na produtividade da beterraba em sistema de semeadura direta e transplantio, conduziu-se um experimento em delineamento de blocos casualizados, esquema fatorial 2 x 13. Métodos de semeadura direta e transplante de mudas foram avaliados dentro de 13 períodos semanais crescentes de infestação. Importância relativa, densidade e matéria seca acumulada pelas plantas daninhas foram analisadas por regressão não-linear, assim como produtividade e estande da cultura de beterraba, que foram submetidos à análise de variância. Amaranthus viridis, Coronopus didymus, Cyperus rotundus, Digitaria nuda, Galinsoga parviflora e Nicandra physaloides foram as plantas daninhas mais importantes, destacando-se C. didymus. O acúmulo de matéria seca das plantas daninhas foi maior na cultura em semeadura direta, embora a densidade de plantas daninhas tenha sido mais alta em sistema de transplantio. A produtividade da beterraba transplantada foi maior que a da semeadura direta no tratamento livre de plantas daninhas. A convivência das plantas daninhas com a cultura pode permanecer por quatro e sete semanas depois da semeadura/transplantio, respectivamente, antes de reduzir a produtividade. A cultura em sistema de semeadura direta foi mais susceptível à interferência das plantas daninhas que a cultura sob sistema de transplantio.

Geostatistical analysis of the spatial distribution of Rotylenchulus reniformis on cotton cultivated under crop rotation

The spatial distribution of Rotylenchulus reniformis on cotton cultivated in crop rotation with sorghum-peanut-velvetbean was studied using geostatistics. The experimental field, which had been continuously cropped with cotton for 20 years, comprised two 32 x 48 m-grids, each divided in sixty-four 4 x 6 in sampling plots. For all crops, 300 cm(3) soil samples were taken at the center of each plot at crop germination (Pi) and again at harvest (Pf), from which the numbers of nematodes were determined. The results revealed that the spatial distribution of R. reniformis was highly aggregated and with the aid of geostatistical techniques the nematode intensities were mapped and the risk areas accurately identified. Consequently, geostatistics is here considered a useful tool for planning nematode control strategies, particularly in precision agriculture.

Analysis of the Priestley-Taylor alpha parameter for a bean crop

This work deals with the Priestley-Taylor model for evapotranspiration in different grown stages of a bean crop. Priestley and Taylor derived a practical Formulation for energy partitioning between the sensible and latent heat fluxes through the a parameter. Bowen ratio energy balance (BREB) was carried out for daily sensible and latent heat flux estimations in three different crop stages. Mean daily values of Priestley-Taylor a parameter were determined for eleven days during the crop cycle. Diurnal variation patterns of a are presented for the growing, flowering and graining periods. The mean values of 1.13 +/- 0.33, 1.26 +/- 0.74, 1.22 +/- 0.55 were obtained for a day in the growing, in the flowering and for graining periods, respectively. Eleven days values of a are shown and gave a mean value of 1.23 +/- 0.10 which agree on the reported literature.

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Spatial analysis of the distribution of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) and losses in maize crop productivity using geostatistics

A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), é uma das principais pragas do milho nas Américas. O estudo de sua distribuição espacial é fundamental para a utilização de estratégias de controle, otimização de técnicas de amostragens, determinação de danos econômicos e incorporação de um programa de agricultura de precisão. em uma área cultivada com milho foram realizadas amostragens com intervalo semanal, correspondendo ao estádio vegetativo que compreende desde a germinação até o pendoamento. Foram amostradas 10 plantas ao acaso por parcela, no total de 2000 plantas em cada amostragem. A produtividade foi obtida através da colheita de todas as parcelas que eram pesadas separadamente no campo e em cada parcela foram coletadas 15 espigas aleatoriamente para estimar o comprimento e o diâmetro médio. As análises espaciais, utilizando geoestatística, mostraram que o modelo esférico apresentou o melhor ajuste às lagartas pequenas. À medida que as lagartas foram se desenvolvendo sua distribuição foi tornando aleatória, representada por um modelo ajustado por uma reta, não tendo sido detectado nenhum tipo de dependência espacial nos pontos de amostragem. A produtividade e o diâmetro e comprimento da espiga foram descritos por modelos esféricos, indicando uma variabilidade espacial nos parâmetros de produtividade na área cultivada. A geoestatística mostrou-se promissora para a aplicação de métodos precisos no controle integrado de pragas.

Soil CO2 emission as related to incorporation of sugarcane crop residues and aggregate breaking after rotary tiller

O preparo do solo é um dos processos que aceleram a decomposição da matéria orgânica, transferindo carbono para atmosfera, principalmente na forma de CO2. Neste trabalho, investigou-se o efeito do preparo com enxada rotativa sobre as emissões de CO2 do solo durante 02 semanas após o preparo do solo, incluindo-se a presença de resíduos vegetais sobre a superfície. As emissões foram avaliadas por 15 dias após preparo em 3 parcelas: 1) sem preparo e sem palha superficial (SPs); 2) preparo com enxada rotativa sem a presença de palha na superfície (ERs), e 3) preparo com enxada rotativa com a presença de palha superficial (ERc). As emissões provenientes da ERc foram superiores às demais (0,777 g CO2 m-2 h-1), sendo as menores emissões registradas na parcela SPs (0,414 g CO2 m-2 h-1). As emissões totais indicaram que a diferença de C-CO2 emitida à atmosfera corresponde a 3% do total de carbono adicional presente na palha, na parcela ERc, quando comparado à parcela ERs. O aumento da emissão da parcela SPs para ERs foi acompanhado de uma modificação na distribuição do tamanho de agregados, especialmente aqueles com diâmetro médio inferior a 2 mm. O aumento da emissão da parcela ERs para ERc esteve relacionado a uma diminuição da massa de palha na superfície, com fragmentação e incorporação da mesma no interior do solo. Quando se analisa a correlação linear entre emissão de CO2 versus temperatura e umidade do solo, somente a emissão da ERc foi significativamente correlacionada (p<0,05) à umidade do solo.

Influence of irrigation on wheat crop

O uso da irrigação na triticultura tem aumentado significativamente nos últimos anos no Brasil. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a influência da irrigação na produtividade, na qualidade tecnológica da farinha e no sistema radicular do trigo. em experimento de campo no IAPAR, em Londrina, Paraná, a cultivar IPR 118 foi cultivada sob irrigação por aspersão convencional (Tratamento Irrigado) e sem irrigação (Tratamento Sequeiro). A produtividade foi determinada, colhendo-se três amostras de 25 m² por tratamento. Nestas mesmas amostras, procedeu-se à análise da qualidade tecnológica da farinha, sendo avaliada, entre outros parâmetros, a força de glúten (W). A avaliação do sistema radicular foi realizada após a colheita, no perfil de 0 a 45 cm de profundidade do solo, amostrando-se oito plantas em cada tratamento. O método da parede do perfil foi utilizado para determinar o número de raízes (NR) e o método do monólito para determinar a massa seca de raízes (MSR). A irrigação aumentou em três vezes a produtividade do trigo, porém diminuiu o W na farinha. Ainda assim, o valor de W encontrado no Tratamento Irrigado (249 10-4 J) foi suficiente para manter a classificação do trigo como tipo-pão, a mesma para o qual a cultivar IPR 118 é classificada. Os valores medidos de NR e a MSR foram iguais ou maiores no Tratamento Sequeiro.

Selectivity of the herbicide flazasulfuron applied after postemergence in sugarcane (Saccharum spp. L.) crop

The selectivity of the herbicide flazasulfaron was evaluated when applied at two rates (50 and 100 g/ha) with and without surfactants (Aterbane or Agral at 0.2% v/v). The treatment was applied at early (three leaves) and late (five to six leaves) stages of the postemergence of sugarcane plants (var. RB845257) grown in two soils (sandy and clay) with good moisture status before and after application. Despite the toxicity symptoms, especially at the late stage with the higher rate of application in the sandy soil, the herbicide did not affect the growth nor the stalk yield. The presence of the surfactants had no effect on the toxicity symptoms.

The effects of inter-crop cultivation Between rows of citrus crop on spreading of Guignardia citricarpa Ascospores and in the citrus black spot occurrence

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cattle manure and N-urea in radish crop (Raphanus sativus)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Susceptibility of winter crops to Pratylenchus brachyurus and effect on the nematode population in the maize crop

The aim of this study was to evaluate the susceptibility of winter crops to Pratylenchus brachyurus and their effect on the population of phytonematodes in the maize. To study the effect of the plants on nematodes, an experiment was set up in sandy, naturally-infested soil. The area was divided into strips, consisting of six blocks of 16 treatments, with eight winter treatments, subdivided on the basis of the fertilizer used (organic: bird litter, and synthetic: NPK). The initial nematode population was determined by sampling the soil (100 cm(3)) and weeds (10 g of root). The winter treatments put in place (bristle oats, chickpea, vetch bean, common bean, oilseed radish, wheat, intercropped bristle oats + oilseed radish and fallow), and the nematode population determined 100 days after sowing. Subsequently, two maize crops (summer and short season) were planted, and the nematode population in the soil and roots determined during crop full bloom. To evaluate the susceptibility of winter crops to nematodes, an experiment was conducted under controlled conditions, determining the nematode reproduction factor (RF) in the treatments described above. Both in the field and under controlled conditions, it was observed that the bristle oats, oilseed radish and intercropped oats + oilseed radish exhibited lower reproduction rates for P. brachyurus. In the field, lower population of nematodes was observed with the application of bird litter. Under controlled conditions, the highest RF were observed in the fallow plot and under common bean and chickpea, in that order.

Soil organic matter as a function of nitrogen fertilization in crop successions

A interdependência dos ciclos de C e N reflete-se nos teores de matéria orgânica do solo (MOS). em um delineamento experimental em blocos casualizados, com parcelas sub-subdivididas, tendo como tratamento principal cinco doses de nitrogênio de cobertura na cultura do milho (0; 60; 120; 180 e 240 kg ha-1 de N), como tratamento secundário, as sucessões milho-milho e soja-milho, e como sub-subtratamento, duas profundidades de amostragem (0 a 0.2 e 0.2 a 0.4 cm), avaliaram-se os teores de MOS e de C orgânico nas frações solúvel em água (C-SA), ácidos húmicos (C-AH), ácidos fúlvicos (C-AF) e humina (C-H), por meio do método clássico de fracionamento químico, em um Latossolo Vermelho eutrófico, de textura argilosa. A adubação nitrogenada não afetou os teores de MOS, mas favoreceu a síntese de compostos da fração C-AH. Houve efeito quadrático das doses de N nos teores de C-SA e de C-AF na sucessão milho-milho. A sucessão soja-milho resultou em maiores teores de MOS e de C orgânico na fração humina.