Modelagem agrometeorológica-espectral para estimativa da produtividade de cafeeiros para áreas irrigadas do noroeste de Minas Gerais

Abstract

A posição de destaque do café na economia brasileira torna importante a realização de pesquisas científicas que contribuam para o monitoramento da cultura e estimativa da produtividade, fornecendo subsídios a políticas de planejamento e comercialização agrícola. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo o monitoramento e a estimativa da produtividade de duas fazendas cafeeiras na região Noroeste do Estado de Minas Gerais a partir do uso de um modelo agrometeorológico-espectral. O acompanhamento espectral foi realizado por meio do comportamento dos índices de vegetação EVI e NDVI, provido dos dados espectrais do sensor MODIS com o produto MOD13Q1. O modelo matemático agrometeorológico original se baseia na penalização da produtividade potencial da cultura em função do déficit hídrico, ajustados por diferentes coeficientes de sensibilidade, nos vários estádios fenológicos da cultura. A variável espectral de entrada é o Índice de Área Foliar (IAF) estimado a partir do NDVI. Outras variáveis de entrada foram os dados meteorológicos, irrigação e dados de solo, obtido em duas fazendas, sendo que a estimativa da produtividade nessas fazendas foi realizada para os anos agrícolas 2005/06, 2006/07, 2007/08, 2008/09, 2009/10, 2010/11. Os parâmetros do modelo foram ajustados com base nos dados de produtividade disponibilizados pela empresa Irriger®, para os anos agrícolas 2005/06 e 2006/07. Como resultado, os índices de vegetação apresentaram boa relação com o período fenológico da cultura, com práticas de manejo, como poda e irrigação e com o regime de chuvas. Com os ajustes dos parâmetros do modelo para as fazendas, obteve-se o valor de r2 variando entre 0,79 a 0,95, e o índice de concordância de Willmott “d” de 0,93 a 0,95, para diferentes pivôs. Os resultados satisfatórios comprovaram o potencial da aplicação do modelo agrometeorológico-espectral para obtenção da estimativa da produtividade em fazendas cafeeiras.

The prominent position of coffee plantation in the Brazilian economy makes it important to conduct scientific research that contributes to the monitoring and estimation of crop productivity by providing subsidies for planning policies and agricultural marketing. In this sense, the present work aimed at monitoring and estimation of the yield of two coffee farms in the northwestern part of the state of Minas Gerais from the use of a spectro-agrometeorological model. The model monitoring was carried out with spectral behavior of the vegetation indices EVI and NDVI, provided by the spectral data with the MODIS product MOD13Q1. The mathematical model was based on agro meteorological penalty of potential crop yield due to water deficit, adjusted for different sensitivity coefficients in the various growing stages. The spectral input variable was the Leaf Area Index (LAI) estimated from the NDVI. Others inputs variables were meteorological observed data, irrigation and soil data obtained in two farms, with an actual observed coffee bean yield of those farms for the years of 2005/06 2006/07 2007/08 2008/09 2009/10, and 2010/11. The model parameters were adjusted based for the yield data provided by the Irriger®, for the years of 2005/06 and 2006/07. As a result, vegetation indices showed a good relationship with the phenological of coffee tree growing stages, with management practices such as pruning and irrigation and also to the rainfall occurrence. With the parameter settings for the model to each farm, the model showed that the coefficient of determination value ranged from 0.79 to 0.95, and Willmott agreement index "d" from 0.93 to 0.95, for different center pivots. The satisfactory results indicated the potential application of the spectro- agrometeorological model to estimate the productivity in coffee plantation farms.