ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DA CANA-DE-AÇÚCAR DURANTE O CICLO

FENOLÓGICO UTILIZANDO PRODUTOS ORBITAIS GEORREFERENCIADOS

Erickson Melo de Albuquerque¹ 1Graduado em Tecnologia em Geoprocessamento pelo IFPB, Técnico em Recursos Hídricos, Agência Executiva de Gestão das Águas do

Estado da Paraíba (AESA), E-mail: erickson.melo@gmail.com.

RESUMO: A cana-de-açúcar é uma das principais culturas do Brasil, tendo grande impacto na

economia do país. Os diferentes estádios fenológicos (plantio, brotação, desenvolvimento vegetativo e

maturação) da cana-de-açúcar são levados em consideração no planejamento das usinas

sucroalcooleiras para estimar a produção e monitoramento da cultura, dentre outras finalidades. Sendo

assim, neste trabalho, objetivou-se identificar os estádios fenológicos da cana-de-açúcar em Barretos e

Morro Agudo, localizados no estado de São Paulo, no ano-safra de 2010/2011, utilizando produtos

derivados de sensoriamento remoto. O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (do inglês,

NDVI) foi utilizado para informar o vigor da vegetação e a Produção de Matéria Seca (do inglês,

DMP) para informar o ganho de matéria seca. Ambos se complementaram para a identificação dos

estágios fenológicos. Alguns eventos de chuva forte podem ter distorcido os comportamentos

observados.

Palavras-chave: Sensoriamento Remoto, Índice de Vegetação por Diferença Normalizada, Produção

de Matéria Seca.

INTRODUÇÃO: Na agricultura do Brasil, se destaca o cultivo da cana-de-açúcar, matéria-prima para

a produção de sacarose, melaço e fibra, que pode servir de combustível para a própria usina, além da

produção de biocombustível para automóveis.

A cana-de-açúcar, que é uma cultura semiperene, plantada em dois sistemas de cultivo, dão origem à

cana planta de ano, cuja colheita se dá em torno de um ano após o plantio e à cana planta de ano-e-

meio, que é colhida cerca de um ano e seis meses após o plantio (SUGAWARA et al, 2007). Esses

fatores, dentre outros, possibilitam a existência de diferentes estádios fenológicos da cultura sobre uma

região ao mesmo tempo. Esses estádios se caracterizam incialmente pela fase de plantio, em seguida

passa por um desenvolvimento vegetativo, atinge a maturação e chega à senescência.

Uma forma de identificar os ciclos fenológicos é por meio da utilização de produtos derivados de

sensoriamento remoto. Para isso, tem-se utilizado o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada

(do acrônimo em inglês, NDVI), que é informativo do vigor da vegetação e foi desenvolvido por

Rouse et al. (1974). Esse índice se utiliza dos canais do espectro eletromagnético: vermelho, no qual

há maior absortância pela vegetação; e infravermelho próximo, no qual há maior reflectância pela

vegetação. Outro fator biofísico importante ao desenvolvimento da cultura é a Produção de Matéria

Seca (do acrônimo em inglês, DMP), que indica o aumento de matéria seca na biomassa da vegetação.

Portanto, o objetivo do trabalho foi analisar o comportamento médio do NDVI e da DMP da cana-de-

açúcar ao longo do ciclo fenológico no ano-safra 2010/2011, por meio da utilização de produtos

derivados de sensoriamento remoto, sobre os municípios de Barretos e Morro Agudo, localizados no

estado de São Paulo.

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MATERIAL E MÉTODOS: Barretos e Morro Agudo se destacaram em 2012, segundo o Instituto

Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE (SIDRA, 2012), como o terceiro maior produtor do

estado de São Paulo e Morro Agudo como o maior do Brasil, visto que ambos os municípios

apresentam relevo favorável ao plantio da cultura (ROCHA, 2012). Na Figura 1 é apresentada a

localização dos municípios. O período estudado compreendeu julho/2010 a junho/2011, caracterizando

o ano-safra 2010/2011.

Figura 1: Localização dos municípios de Barretos e Morro Agudo.

Os materiais utilizados foram compostos por 36 cenas decendiais do produto de NDVI derivado do

satélite/sensor SPOT-Vegetation, com resolução espacial de 1 km; 36 cenas decendiais do produto de

DMP derivado do satélite/sensor SPOT-Vegetation, com resolução espacial de 1 km; Máscara vetorial

das áreas com cana-de-açúcar plantada sobre os municípios estudados, fornecida pela Companhia

Nacional de Abastecimento (CONAB); e o Software SIG ILWIS 3.8.

Os métodos utilizados foram implementados dentro do ambiente computacional do SIG ILWIS 3.8,

desde a importação dos dados à execução de operações matemáticas entre imagens. Foram

compreendidos: (1) Reamostragem radiométrica das imagens: (a) Para o produto de NDVI foi

utilizado: ND x 0,004-0,1, em que ND é o nível digital do pixel; (b) Para o produto de DMP foi

utilizado: ND x 0,01; (2) Recorte das imagens às máscaras utilizando álgebra de mapas; (3) Obtenção

da média do NDVI e da DMP das imagens, em cada município, e geração dos gráficos representativos

do comportamento médio da variável ao longo do ciclo.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Segundo o calendário agrícola da mesorregião de Ribeirão Preto

(ROCHA, 2012), na qual estão inseridos os municípios alvos deste estudo, o plantio geralmente se

inicia na segunda quinzena de setembro, que é quando ocorre o início da estação chuvosa na região, a

brotação ocorre em outubro, o desenvolvimento vegetativo vai de novembro a maio do ano seguinte e

a maturação e colheita ocorre em junho.

Como mostrado nas Figuras 2 e 3, o NDVI e a DMP apresentaram seus menores valores no decêndio

correspondente ao final de setembro e começo de outubro, que foi quando ocorreu o plantio. Em

outubro houve uma ascendência no comportamento do NDVI e da DMP, que correspondeu ao período

de brotação.

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Percebem-se algumas mudanças bruscas no comportamento do NDVI e da DMP, especificamente no

primeiro decêndio de janeiro e no primeiro e segundo decêndio de março. Tais mudanças foram

provocadas devido à ocorrência de chuvas fortes sobre os municípios. Tal fato pode ser explicado pela

presença de água na vegetação aumentar a absortividade da radiação eletromagnética nos

comprimentos de onda envolvidos. Além disso, as condições climáticas locais podem ter interferido na

captação e registro da radiação pelo sensor orbital.

Figura 2: Comportamento do NDVI e DMP da cana-de-açúcar no ano-safra 2010/2011, em Barretos.

Figura 3: Comportamento do NDVI e DMP da cana-de-açúcar no ano-safra 2010/2011, em Morro

Agudo.

Conforme apresentados nas Figuras 2 e 3, os comportamentos do NDVI e da DMP se mostraram

semelhantes em ambos os municípios, tanto com relação aos estádios fenológicos quanto nas

interferências das condições climáticas.

Fernandes (2009) encontrou resultados semelhantes, com a diferença que o comportamento do NDVI

foi suavizado. Rocha (2012) observou não só o comportamento do NDVI e da DMP, mas também a

relação do NDVI com outros índices, como o Índice de Área Foliar.

CONCLUSÕES: Diante dos resultados alcançados pode-se concluir que: (1) O produto de NDVI do

SPOT-Vegetation permitiu a identificação do desenvolvimento da cana-de-açúcar em diferentes fases

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do ciclo fenológico; (2) O produto de DMP, também do SPOT-Vegetation, auxiliou na confirmação da

identificação dos estádios fenológicos da cana-de-açúcar; (3) O NDVI e a DMP, enquanto produtos

derivados de sensoriamento remoto se mostraram sensíveis às interferências atmosféricas,

principalmente decorrentes de eventos fortes de chuva, porém, de modo geral, representou com

distinção o comportamento da cana-de-açúcar ao longo do ano-safra estudado.

AGRADECIMENTOS: Ao Laboratório de Processamento de Imagens de Satélite – LAPIS (UFAL)

e à Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas – UACA (UFCG), especialmente nas pessoas dos

Professores Drs. Carlos Antônio e Humberto Barbosa.

REFERÊNCIAS:

FERNANDES, J. L. Monitoramento da cultura de cana-de-açúcar no estado de São Paulo por

meio de imagens SPOT-Vegetation e dados meteorológicos. 2009. 114 p. Dissertação (Mestrado em

Engenharia Agrícola) – Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP.

ROCHA, D. da S. R. Estimativa de produtividade de cana-de-açúcar no estado de São Paulo

através de um modelo agrometeorológico espectral. 2012. 104 p. Dissertação (Mestrado em

Meteorologia) – Universidade Federal de Alagoas – UFAL, Maceió.

ROUSE, J. W.; HAAS, R. H.; SCHELL, J. A; DEERING, D. W. 1974. “Monitoring vegetation

systems in the great plains with ERTS”, Proceedings, Thrid Earth Resources Technology Satellite-1

Symposium, Greenbelt: NASA SP-351, 3010-3017.

Sistema de Recuperação Automática do IBGE – SIDRA – Pesquisa sobre produtividade da cana-de-

açúcar no ano de 2012. Disponível em http://www.sidra.ibge.gov.br, acesso em 26/08/2014.

SUGAWARA, L. M.; Rudorff, B. F. T.; FREITAS, C. da C.; PICOLI, M. C. A.; ADAMI, Marcos.

Estimativa da produtividade da cana-de-açúcar (Saccharum officinarumL.) por meio de técnica de

análise de regressão linear múltipla. Anais XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto.

Florianópolis, SC, Brasil, 2007. INPE, p. 435-442.

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