Monitoring performance indicators of mechanized agricultural operations through a systemic method

ABSTRACT: Key performance indicators (KPI) are essential to decision-making in an organization, but the approach to analysis and composition used in the formulation of the KPIs can lead to errors. Analysis based only on averages does not allow for discriminating between variations that are natural to the process or special cases which require investigation. The use of control charts can identify this differentiation. However, when several charts are presented encompassing different measurement units and scales, systemic interpretation can be impaired. To assist in this interpretation, this research study aimed at proposing a method to facilitate the analysis of control charts when multiple indicators are employed in the monitoring of agricultural operations. Based on the data obtained over 26 weeks from a mechanized sugarcane (Saccharum officinarum L.) harvesting front, six indicators were defined and analyzed through individual control charts and, systemically, through a standardized group control chart. Results show that the points identified as being outside the control zone (special causes of variation) according to the standardized group control chart were the same as those identified by the six individual charts, which demonstrates the potential of this method to summarize the information with no loss of quality of analysis.

Applications of livestock monitoring devices and machine learning algorithms in animal production and reproduction: an overview

Some sectors of animal production and reproduction have shown great technological advances due to the development of research areas such as Precision Livestock Farming (PLF). PLF is an innovative approach that allows animals to be monitored, through the adoption of cutting-edge technologies that continuously collect real-time data by combining the use of sensors with advanced algorithms to provide decision tools for farmers. Artificial Intelligence (AI) is a field that merges computer science and large datasets to create expert systems that are able to generate predictions and classifications similarly to human intelligence. In a simplified manner, Machine Learning (ML) is a branch of AI, and can be considered as a broader field that encompasses Deep Learning (DL, a Neural Network formed by at least three layers), generating a hierarchy of subsets formed by AI, ML and DL, respectively. Both ML and DL provide innovative methods for analyzing data, especially beneficial for large datasets commonly found in livestock-related activities. These approaches enable the extraction of valuable insights to address issues related to behavior, health, reproduction, production, and the environment, facilitating informed decision-making. In order to create the referred technologies, studies generally go through five steps involving data processing: acquisition, transferring, storage, analysis and delivery of results. Although the data collection and analysis steps are usually thoroughly reported by the scientific community, a good execution of each step is essential to achieve good and credible results, which impacts the degree of acceptance of the proposed technologies in real life practical circumstances. In this context, the present work aims to describe an overview of the current implementations of ML/DL in livestock reproduction and production, as well to identify potential challenges and critical points in each of the five steps mentioned, which can affect results and application of AI techniques by farmers in practical situations.(AU)

Key points for the thermal comfort of water buffaloes in Eastern Amazon / Pontos-chave do conforto térmico de bubalinos na Amazônia Oriental

ABSTRACT: This study presented relevant aspects about the Amazonian environment and how it impacts the thermal comfort of domestic buffaloes (Bubalus bubalis) raised in the Eastern Amazon. Furthermore, strategies for monitoring and mitigating animal heat stress are presented, based on research results with the species. Although domestic buffaloes are considered adaptable animals, exposure to intense solar radiation causes thermal discomfort. This condition is expressed in biophysical indicators, in metabolic, endocrine, behavioral responses, and in body thermographic patterns. Therefore, the biometeorological monitoring of production is crucial to support decision-making regarding environmental management strategies, genetic selection of thermotolerant individuals, and increase in animal welfare. Lastly, the use of silvopastoral systems can help to provide higher thermal comfort, which is a condition that directly impacts the productivity of milk and meat buffaloes when they are raised in tropical regions, such as in the Eastern Amazon.

RESUMO: Objetivou-se apresentar aspectos relevantes sobre o ambiente amazônico e como este impacta no conforto térmico de búfalos domésticos (Bubalus bubalis) criados na Amazônia Oriental. Adicionalmente, são apresentadas estratégias para monitoramento e mitigação do estresse térmico animal, a partir de resultados de pesquisa com a espécie. Apesar dos búfalos domésticos serem considerados animais adaptáveis, a exposição à intensa radiação solar provoca desconforto térmico. Essa condição é expressa em indicadores biofísicos, nas respostas metabólicas, endócrinas, comportamentais e nos padrões termográficos corporais. Assim, o monitoramento biometeorológico da produção é crucial para subsidiar tomadas de decisão em relação a estratégias de manejo ambiental, seleção genética de indivíduos termotolerantes e incremento do bem-estar animal. Por fim, o uso de sistemas silvipastoris pode auxiliar na oferta de maior conforto térmico, que é uma condição que impacta diretamente na produtividade de bubalinos de leite e carne, quando estes são criados em regiões tropicais, como na Amazônia Oriental.

Do Dipteryx alata Vogel seedlings recover the quality and the photosynthetic and antioxidant responses in the post-flooding?

Abstract Dipteryx alata Vogel is a tree species widely found in Cerrado, settling preferentially in well drained soils. Studies related to ecophysiology of D. alata may contribute to the decision making about using seedlings of this species in projects aimed at the recovery of degraded areas where seasonal flooding happens. This study aimed to assess the effects of flooding on photosynthetic and antioxidant metabolism and quality of D. alata seedlings cultivated or not under flooding during four assessment periods (0, 20, 40, and 60 days), followed by 100 days after the end of each assessment period (0+100, 20+100, 40+100, and 60+100 days), allowing verifying the potential for post-flooding recovery. Flooded plants showed lower photosynthetic efficiency than non-flooded plants, regardless of the periods of exposure. However, this efficiency was recovered in the post-flooding, with values similar to that of the non-flooded seedlings. Moreover, the damage to FV/FM was evidenced by an increase in the period of exposure to flooding, but recovery was also observed at this stage of the photosynthetic metabolism. Seedling quality decreased under flooding, not varying between periods of exposure, but remained lower although the increase observed in the post-flooding period, with no recovery after flooding. The occurrence of hypertrophied lenticels associated with physiological changes and an efficient antioxidant enzyme system might have contributed to the survival and recovery of these seedlings. Thus, this species is sensitive to flooding stress but capable of adjusting and recovering metabolic characteristics at 100 days after the suspension of the water stress, but with no recovery in seedling quality. Thus, we suggested plasticity under the cultivation condition and determined that the time of 100 days is not enough for the complete resumption of growth.

Resumo Dipteryx alata Vogel é uma arbórea de ampla ocorrência no Cerrado, se estabelecendo preferencialmente em solos bem drenados. Estudos referentes à ecofisiologia de D. alata em podem contribuir para a tomada de decisão sobre o uso de mudas dessa espécie em programas de recuperação de áreas degradadas sujeitas a alagamento temporário. Objetivamos com essa pesquisa avaliar os efeitos do alagamento no metabolismo fotossintético e antioxidante, além da qualidade de mudas dessa espécie, cultivadas ou não sob alagamento durante quatro períodos de avaliação (0, 20, 40 e 60 dias) seguidos de 100 dias após o término de cada período (0+100, 20+100, 40+100, 60+100 dias), possibilitando verificar o potencial de recuperação pós-alagamento. Observamos que as plantas alagadas apresentaram menor eficiência fotossintética e danos em FV/FM entretanto houve recuperação dessas características no pós alagamento. A qualidade das mudas reduziu sob alagamento não variando entre os períodos de exposição e embora tenha aumentado no pós-alagamento manteve-se menor não se recuperando. A ocorrência de lenticelas hipertrofiadas associadas a alterações fisiológicas e um eficiente sistema enzimático antioxidante devem ter contribuído para a sobrevivência e recuperação metabólica dessas mudas. Diante disso, sugerimos que a espécie é sensível ao estresse por alagamento, mas capaz de se ajustar e recuperar as características metabólicas 100 dias após a suspensão deste estresse hídrico, no entanto a qualidade da mudas não apresentou recuperação, assim, sugerimos plasticidade diante da condição de cultivo e ressaltamos que o tempo de 100 dias não é suficiente para a completa retomada do crescimento.

Sensorial and instrumental parameters of chocolate-flavored dairy desserts obtained in the retail trade / Parâmetros sensoriais e instrumentais de sobremesas lácteas sabor chocolate obtidas no mercado varejista

The food industry has presented a great diversification of products with different flavors, textures, and target consumers. In particular, the dairy dessert branch presents a wide range of milkand dairy-based products. Chocolate-flavored dairy desserts are one of the most common types of commercial desserts in Brazil. In this context, the aim of this work was to evaluate the sensory and instrumental attributes of chocolate dairy desserts available in the local market. Five brands of commercial dairy desserts available in retail markets were evaluated for their instrumental color, apparent viscosity and sensory attributes to determine how they affect consumers' perceptions using penalty analysis and hierarchical cluster analysis. A lack of uniformity between the analyzed samples was observed, a fact confirmed by the sensory perspective since for most of the attributes, consumers considered the samples to be above or below the ideal, and overall liking, color and flavor were the most significant attributes that could positively influence the buying decision. The attributes of sensory and instrumental analysis could be an important tool for the food industry to determine the points of weakness of products and the desires of target consumers.

A indústria alimentícia tem apresentado uma grande diversificação de produtos com diferentes sabores, consistências e públicos-alvo. Sobretudo o ramo das sobremesas lácteas apresenta uma vasta gama de produtos com base láctea ou de seus derivados. As sobremesas lácteas sabor chocolate são um dos tipos de sobremesas comerciais mais comuns no Brasil. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar atributos sensoriais e instrumentais de sobremesas lácteas achocolatadas disponíveis no mercado local. Cinco marcas de sobremesas lácteas comerciais disponíveis nos mercados de varejo foram avaliadas quanto à cor instrumental, viscosidade aparente e atributos sensoriais para determinar como isso afeta a percepção dos consumidores, usando a Análise de Penalidades e a Análise Hierárquica de Agrupamento. Observou-se falta de uniformidade entre as amostras analisadas, fato que se confirma do ponto de vista sensorial já que entre as opiniões dos consumidores, para a maioria dos atributos, as amostras foram consideradas acima ou abaixo do ideal e que os parâmetros de impressão global, cor e sabor foram os atributos mais significativos que podem influenciar positivamente na decisão de compra. Podemos concluir que os atributos das análises sensorial e instrumental podem ser uma ferramenta importante para a indústria de alimentos para determinar os pontos fracos dos produtos e os desejos dos consumidores-alvo.

Retrieval of leaf chlorophyll content in Gannan navel orange based on fusing hyperspectral vegetation indices using machine learning algorithms / Recuperação do teor de clorofila de folhas em laranja do umbigo Gannan com base na fusão de índices de vegetação hiperespectral usando algoritmos de inteligência artificial

ABSTRACT: Estimating leaf chlorophyll contents through leaf reflectance spectra is efficient and nondestructive. The literature base regarding optical indices (particularly chlorophyll indices) is wide ranging and extensive. However, it is without much consensus regarding robust indices for Gannan navel orange. To address this problem, this study investigated the performance of 19 published indices using RDS (raw data spectrum), FDS (first derivative data spectrum) and SDS (second derivative data spectrum) for the estimation of chlorophyll content in navel orange leaves. The single spectral index and combination of multiple spectral indices were compared for their accuracy in predicting chlorophyll a content (Chla), chlorophyll b content (Chlb) and total chlorophyll content (Chltot) content in navel orange leaves by using partial least square regression (PLSR), adaboost regression (AR), random forest regression (RFR), decision tree regression (DTR) and support vector machine regression (SVMR) models. Through the comparison of the above data in three datasets, the optimal modeling data set is RDS data, followed by FDS data, and the worst is SDS data. In modeling with multiple spectral indices, good results were obtained for Chla (NDVI750, NDVI800), Chlb (Datt, DD, Gitelson 2) and Chltot (Datt, DD, Gitelson2) by corresponding index combinations. Overall, we can find that the AR is also the best regression method judging by prediction performance from the results of single spectral index models and multiple spectral indices models. In comparison, result of multiple spectral indices models is better than single spectral index models in predicting Chla and Chltot content using FDS data and SDS data, respectively.

RESUMO: Estimar os teores de clorofila foliar através de espectros de refletância foliar é eficiente e não destrutivo, a base da literatura sobre índices ópticos (principalmente índices de clorofila) é ampla e extensa. No entanto, não há muito consenso sobre índices robustos para a laranja de Gannan. O estudo investigou o desempenho de 19 índices publicados usando RDS (espectro de dados brutos), FDS (espectro de dados de primeira derivada) e SDS (espectro de dados de segunda derivada) para a estimativa do teor de clorofila em folhas de laranja de umbigo. Os índices espectrais foram comparados quanto à sua precisão na previsão do teor de clorofila a (Chla), teor de clorofila b (Chlb) e teor de clorofila total (Chltot) em folhas de laranja de umbigo usando regressão dos mínimos quadrados parcial (PLSR), regressão adaboost (AR), modelos de regressão de floresta aleatória (RFR), regressão de árvore de decisão (DTR) e regressão de máquina de vetor de suporte (SVMR). Através da comparação dos dados acima em três conjuntos de dados, o conjunto de dados de modelagem ideal são os dados RDS, seguidos pelos dados FDS, e o pior são os dados SDS. Na modelagem com vários índices espectrais, bons resultados foram obtidos para Chla (NDVI750, NDVI800), Chlb (Datt, DD, Gitelson 2) e Chltot (Datt, DD, Gitelson2) por combinações de índices correspondentes. No geral, podemos descobrir que o AR também é o melhor método de regressão a julgar pelo desempenho de previsão dos resultados de modelos de índice espectral único e modelos de índices espectrais múltiplos. Em comparação, o resultado de modelos de índices espectrais múltiplos é melhor do que os modelos de índices espectrais únicos na previsão do conteúdo de Chla e Chltot usando dados FDS e dados SDS, respectivamente.

Meta-analysis of the experimental coefficient of variation in wheat using the Bayesian and Frequentist approaches

A large set of variables is assessed for progeny selection in a plant-breeding program and other agronomic fields. The meta-analysis of the coefficient of variation (CVe) produces information for researchers and breeders on the experimental quality of trials. This analysis can also be applied in the decision-making process of the experimental plan regarding the experimental design, the number of repetitions, and the treatments and plants/progenies to be measured. In this study, we evaluated the dataset distribution and the descriptive statistics of CVe through the Frequentist and Bayesian approaches, aiming to establish the credibility and confidence intervals. We submitted CVe data of ten wheat (Triticum aestivum L.) traits reported in 1,068 articles published to the Bayesian and Frequentist analyses. Sample data were analyzed via Gamma and normal models. We selected the model with the lowest Akaike Information Criterion (AIC) value, and then we tested three link functions. In the Bayesian analysis, uniform distributions were used as non-informative priors for the Gamma distribution parameters with three ranges of q~U (a,b,). Thus, the prior probability density function was given by: [formula] The Bayesian and Frequentist approaches with the Gamma model presented similar results for CVe; however, the range Bayesian credible intervals was narrower than the Frequentist confidence intervals. Gamma distribution fitted the CVe data better than the normal distribution. The credible and confidence intervals of CVe were successfully applied to wheat traits and could be used as experimental accuracy measurements in other experiments.(AU)

Detection of coffee fruits on tree branches using computer vision

Coffee farmers do not have efficient tools to have sufficient and reliable information on the maturation stage of coffee fruits before harvest. In this study, we propose a computer vision system to detect and classify the Coffea arabica (L.) on tree branches in three classes: unripe (green), ripe (cherry), and overripe (dry). Based on deep learning algorithms, the computer vision model YOLO (You Only Look Once), was trained on 387 images taken from coffee branches using a smartphone. The YOLOv3 and YOLOv4, and their smaller versions (tiny), were assessed for fruit detection. The YOLOv4 and YOLOv4-tiny showed better performance when compared to YOLOv3, especially when smaller network sizes are considered. The mean average precision (mAP) for a network size of 800 × 800 pixels was equal to 81 %, 79 %, 78 %, and 77 % for YOLOv4, YOLOv4-tiny, YOLOv3, and YOLOv3-tiny, respectively. Despite the similar performance, the YOLOv4 feature extractor was more robust when images had greater object densities and for the detection of unripe fruits, which are generally more difficult to detect due to the color similarity to leaves in the background, partial occlusion by leaves and fruits, and lighting effects. This study shows the potential of computer vision systems based on deep learning to guide the decision-making of coffee farmers in more objective ways.

Perfil profissional e técnico dos fiscais de inspeção sanitária do RS relacionado à cisticercose bovina / Professional and technical profile health inspection inpectors in RS related to bovine cysticercosis

A cisticercose bovina é responsável por elevados prejuízos na cadeia produtiva da carne, estando relacionada a uma das principais enfermidades transmitidas por alimentos. O objetivo deste trabalho é conhecer o perfil de Médicos Veterinários atuantes no sistema de inspeção oficial sobre questões ligadas à inspeção sanitária de carcaças bovinas e ao complexo teníase-cisticercose, bem como a sua interpretação da legislação (Decreto n o 9013/2017) relacionada à cisticercose. No período de junho a julho de 2020 foi realizado um levantamento sob forma de questionário a médicos veterinários que trabalhavam na inspeção do Estado do Rio Grande do Sul sobre questões ligadas a carcaças bovinas e ao complexo teníasecisticercose. Foram entrevistados 58 médicos veterinários que atuam no Sistema de Inspeção Estadual (SIE), em relação à legislação. Desses, 46,55% não consideram a legislação aplicada aos casos de cisticercose clara e de fácil interpretação. Sobre a rotina de inspeção, 25% não realizam treinamento de reciclagem e 6,90% dos fiscais não monitoram as atividades dos seus auxiliares durante a rotina de inspeção dos sítios pré-determinados. Sobre o método de inspeção, 70,69% afirmam ser insuficiente a pesquisa de cisticercos realizada na linha de abate para garantir a sanidade da carcaça. A decisão de liberar a carcaça com apenas um cisticerco calcificado após inspeção completa é considerada errada por 55,17%. De acordo com a interpretação dos Médicos Veterinários, observou-se que a legislação vigente deve ser questionada e que os estudos contribuem para uma melhora da qualidade do sistema de Inspeção Estadual nos produtos de origem animal.(AU)

Bovine cysticercosis is responsible for high losses in the meat production chain, being related to one of the main diseases transmitted by food. The objective of this work is to know the profile of Veterinarians in the official inspection system on issues related to the health notification of bovine carcasses and the taeniasis-cysticercosis complex and their interpretation of the legislation (Decree No. 9013/2017) related to cysticercosis. From June to July 2020, a survey was carried out in the form of care for veterinarians who attended surveillance in the State of Rio Grande do Sul on issues related to bovine carcasses and the taeniasis-cysticercosis complex. There were 58 veterinarians who work in the State Inspection System (SIE), in relation to legislation, 46.55% of doctors do not consider the legislation applied to cases of cysticercosis clear and easy to interpret. About the maintenance routine, 25% did not call for refresher training and 6.90% of the inspectors do not monitor the activities of their assistants during the maintenance routine of the predetermined sites. Regarding the method of protection, 70.69% claim that the survey of cysticerci carried out on the slaughter line is insufficient to guarantee the health of the carcass. The decision to release the carcass with only one calcified cysticercus after complete verification is considered wrong by 55.17%. According to the interpretation of the Veterinarians, it was observed that the current legislation must be questioned and that the studies obeyed to improve the quality of the State Inspection system in products of animal origin.(AU)

The use of Artificial Intelligence in predicting Respiratory Syncytial Virus-inhibiting flavonoids / O uso da Inteligência Artificial na predição de flavonoides inibidores do Vírus Sincicial Respiratório

Human Respiratory Syncytial Virus (hRSV) infection results in death and hospitalization of thousands of people worldwide each year. Unfortunately, there are no vaccines or specific treatments for hRSV infections. Screening hundreds or even thousands of promising molecules is a challenge for science. We integrated biological, structural, and physicochemical properties to train and to apply the concept of artificial intelligence (AI) able to predict flavonoids with potential anti-hRSV activity. During the training and simulation steps, the AI produced results with hit rates of more than 83%. The better AIs were able to predict active or inactive flavonoids against hRSV. In the future, in vitro and/or in vivo evaluations of these flavonoids may accelerate trials for new anti-RSV drugs, reduce hospitalizations, deaths, and morbidity caused by this infection worldwide, and be used as input in these networks to determine which parameter is more important for their decision.

A infecção pelo Vírus Sincicial Respiratório Humano (hRSV) resulta na morte e hospitalização de milhares de pessoas em todo o mundo a cada ano. Infelizmente, não existem vacinas ou tratamentos específicos para tais infecções. A testagem de centenas, ou mesmo milhares, de moléculas promissoras é um desafio para a ciência. Neste trabalho, nós integramos propriedades biológicas, estruturais e físico-químicas para treinar e aplicar o conceito de inteligência artificial (IA) capaz de prever flavonoides com potencial atividade anti-hRSV. Durante as etapas de treinamento e simulação, a IA produziu resultados com taxas de acerto superiores a 83%, sendo capaz de prever flavonoides ativos ou inativos contra o hRSV. No futuro, avaliações in vitro e/ou in vivo desses flavonoides poderão acelerar os testes de novas drogas anti-RSV, reduzir hospitalizações, mortes e morbidade causadas por essa infecção. Além disso, a validação futura destes dados poderá determinar qual parâmetro tem maior peso na decisão da inteligência.

Relationship between body weight and scrotal circumference in growing Pelibuey sheep raised under tropical conditions / Relação entre o peso corporal e a circunferência escrotal em ovinos Pelibuey em crescimento criados em condições tropicais

The body weight (BW) of an animal is a vital economic trait that might help in decision-making in the handling of animals. The objective of the present study was to develop equations for the prediction of BW in Pelibuey sheep using scrotal circumference (SC). The BW (23.40 ± 6.96 kg) and SC (20.25 ± 6.19 cm) have been recorded in 405 male Pelibuey at the Southeastern Center for Ovine Integration, Mexico. Linear, logarithmic, quadratic, exponential, cubic, and power regression models were used for data analysis. Pearson correlation (R), Coefficient of determination (R2), Adjusted coefficient of determination (Adj.R2) Root mean square error (RMSE), Akaike information criterion (AIC), and Bayesian information criterion (BIC) were used to select the best model. Power regression model showed the highest R (0.93), R2 (0.86), Adj.R2 (0.86) and lowest RMSE (0.02), AIC (-989.44) and BIC (-981.44). The current study suggests that SC might be used as the only predictor for BW of growing Pelibuey sheep raised under tropical conditions.

O peso corporal (PC) do animal é uma característica econômica importante, que pode auxiliar na tomada de decisões no manejo dos animais. O objetivo do presente estudo foi desenvolver equações para a predição do PC em ovinos Pelibuey por meio da circunferência escrotal (CE). O PC (23,40±6,96kg) e a CE (20,25±6,19cm) foram registrados em 405 ovinos machos da raça Pelibuey no Centro de Integração Ovina da Região Sudeste do México. Os modelos lineares, logarítmicos, quadráticos, exponenciais, cúbicos e de regressão de potência foram utilizados para a análise dos dados. A correlação de Pearson (R), o coeficiente de determinação (R2), o coeficiente de determinação ajustado (Adj.R2), o erro do quadrado médio (EQM), o critério de informação de Akaike (AIC) e o critério de informação bayesiano (BIC) foram usados para selecionar o melhor modelo. O modelo de regressão de potência apresentou maiores R (0,93), R2 (0,86), Adj.R2 (0,86) e menores EQM (0,02), AIC (-989,44) e BIC (-981,44). O estudo atual sugere que a CE pode ser usada como um único preditor para o PC de ovinos Pelibuey em crescimento criadas em condições tropicais.

Key points for the thermal comfort of water buffaloes in Eastern Amazon / Pontos-chave do conforto térmico de bubalinos na Amazônia Oriental

This study presented relevant aspects about the Amazonian environment and how it impacts the thermal comfort of domestic buffaloes (Bubalus bubalis) raised in the Eastern Amazon. Furthermore, strategies for monitoring and mitigating animal heat stress are presented, based on research results with the species. Although domestic buffaloes are considered adaptable animals, exposure to intense solar radiation causes thermal discomfort. This condition is expressed in biophysical indicators, in metabolic, endocrine, behavioral responses, and in body thermographic patterns. Therefore, the biometeorological monitoring of production is crucial to support decision-making regarding environmental management strategies, genetic selection of thermotolerant individuals, and increase in animal welfare. Lastly, the use of silvopastoral systems can help to provide higher thermal comfort, which is a condition that directly impacts the productivity of milk and meat buffaloes when they are raised in tropical regions, such as in the Eastern Amazon.

Objetivou-se apresentar aspectos relevantes sobre o ambiente amazônico e como este impacta no conforto térmico de búfalos domésticos (Bubalus bubalis) criados na Amazônia Oriental. Adicionalmente, são apresentadas estratégias para monitoramento e mitigação do estresse térmico animal, a partir de resultados de pesquisa com a espécie. Apesar dos búfalos domésticos serem considerados animais adaptáveis, a exposição à intensa radiação solar provoca desconforto térmico. Essa condição é expressa em indicadores biofísicos, nas respostas metabólicas, endócrinas, comportamentais e nos padrões termográficos corporais. Assim, o monitoramento biometeorológico da produção é crucial para subsidiar tomadas de decisão em relação a estratégias de manejo ambiental, seleção genética de indivíduos termotolerantes e incremento do bem-estar animal. Por fim, o uso de sistemas silvipastoris pode auxiliar na oferta de maior conforto térmico, que é uma condição que impacta diretamente na produtividade de bubalinos de leite e carne, quando estes são criados em regiões tropicais, como na Amazônia Oriental.

Population density of the fall armyworm, Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) and its response to some ecological phenomena in maize crop / Densidade populacional da lagarta-do-cartucho do outono, Spodoptera frugiperda (Smith e Lepidoptera: Noctuidae), e a sua resposta a alguns fenômenos ecológicos na cultura do milho

The fall armyworm [FAW; Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)], is considered a serious invasive pest that poses a serious threat to world food security. It can completely devastate a whole country's cereal crops. Therefore, the present work is the 1st field trial in Egypt to elucidate some ecological aspects of S. frugiperda on maize plants (Single-Hybrid 168 Yellow Corn cultivar) at Esna district, Luxor Governorate, Egypt, throughout two sequential growing seasons of maize (2021-2022). Three insect parameters were used, i.e., egg masses, number of larvae, and percentage of damaged corn plants. Effects of certain climatic conditions and corn plant ages on S. frugiperda seasonal activity and damaged plants percentage were also estimated. S. frugiperda population initiated to attack maize plants from the 3rd week of June until the harvest in every season. S. frugiperda had two seasonal activity peaks in terms of egg masses numbers and three peaks regarding the larval population density/season. Its damage percentage increased with increasing plant age weekly. The mean of S. frugiperda egg masses were 2.83 ± 0.40 and 2.96 ± 0.45 mass /10 corn plants in 2021 and 2022, respectively. While, the overall mean larval populations were 13.41 ± 0.52 and 13.03 ± 0.46 larvae/10 plants, during the two growing seasons, respectively. Corn plant damage percentages reached 68.54 ± 2.71 and 60.42 ± 2.92% in 2021 and 2022, respectively. The combined effects of both the weather conditions and maize plant ages were highly significant on egg masses, larvae population density, and damage percentage, and varied from one season to another. The mean daily maximum temperature was the most effective variable on egg masses and the larval population. Maize plant age had a clear effect on the damage percentage caused by the larvae in the field during the two years of the study. The dramatic spread of FAW and the consequent damage (that appeared in different countries of America, Africa, and Asia) mean that different management approaches must be sought for the small and large-scale producers by using available technologies for smallholder farmers will eliminate pest damage without access to reach to an economic Injury level. This information may assist the decision maker when planning the S. frugiperda IPM program for maize plants and its surveillance.

A lagarta-do-cartucho [FAW; Spodoptera frugiperda (Smith) (Lepidoptera: Noctuidae)], é considerada uma séria praga invasora que representa uma séria ameaça à segurança alimentar mundial. Essa espécie pode devastar completamente as plantações de cereais de um país inteiro. Portanto, o presente trabalho é o primeiro ensaio de campo no Egito para elucidar alguns aspectos ecológicos de S. frugiperda em plantas de milho (Single-Hybrid 168 Yellow Corn cultivar) no distrito de Esna, Luxor Governorate, Egito, ao longo de duas estações de crescimento sequencial de milho (2021 a 2022). Três parâmetros de insetos foram utilizados, isto é, massas de ovos, número de larvas e porcentagem de plantas de milho danificadas. Também foram estimados os efeitos de certas condições climáticas e idades das plantas de milho na atividade sazonal de S. frugiperda e na porcentagem de plantas danificadas. A população de S. frugiperda começou a atacar as plantas de milho a partir da terceira semana de junho até a colheita em todas as estações. S. frugiperda apresentou dois picos sazonais de atividade como o número de massas de ovos e três picos em relação à densidade populacional larval/estação. Seu percentual de dano aumentou semanalmente a partir do aumento da idade da planta. A média das massas de ovos de S. frugiperda foi de 2,83 ± 0,40 e 2,96 ± 0,45 massa/10 plantas de milho em 2021 e 2022, respectivamente. Enquanto, as populações larvais médias gerais foram de 13,41 ± 0,52 e 13,03 ± 0,46 larvas/10 plantas, durante as duas estações de crescimento, respectivamente. As porcentagens de danos às plantas de milho atingiram 68,54 ± 2,71 e 60,42 ± 2,92% em 2021 e 2022, respectivamente. Os efeitos combinados das condições climáticas e da idade das plantas de milho foram altamente significativos nas massas de ovos, densidade populacional de larvas e porcentagem de danos, e variaram de uma estação para outra. A temperatura média diária máxima foi a variável mais efetiva sobre as massas de ovos e a população larval. A idade da planta de milho influenciou visivelmente o percentual de dano causado pelas larvas no campo durante os dois anos de estudo. A propagação dramática da LFM e os danos consequentes (que apareceram em diferentes países da América, África e Ásia) significam que devem ser utilizadas diferentes abordagens de gestão para os pequenos e grandes produtores, a partir de tecnologias disponíveis para os pequenos agricultores eliminarem os danos causados pelas pragas sem acesso para chegar a um nível de dano econômico. Essas informações podem auxiliar o tomador de decisão no planejamento do programa MIP de S. frugiperda para plantas de milho e o seu monitoramento.

Do Dipteryx alata Vogel seedlings recover the quality and the photosynthetic and antioxidant responses in the post-flooding? / Mudas de Dipteryx alata Vogel recuperam a qualidade e as respostas fotossintéticas e antioxidantes no pós-alagamento?

Abstract Dipteryx alata Vogel is a tree species widely found in Cerrado, settling preferentially in well drained soils. Studies related to ecophysiology of D. alata may contribute to the decision making about using seedlings of this species in projects aimed at the recovery of degraded areas where seasonal flooding happens. This study aimed to assess the effects of flooding on photosynthetic and antioxidant metabolism and quality of D. alata seedlings cultivated or not under flooding during four assessment periods (0, 20, 40, and 60 days), followed by 100 days after the end of each assessment period (0+100, 20+100, 40+100, and 60+100 days), allowing verifying the potential for post-flooding recovery. Flooded plants showed lower photosynthetic efficiency than non-flooded plants, regardless of the periods of exposure. However, this efficiency was recovered in the post-flooding, with values similar to that of the non-flooded seedlings. Moreover, the damage to FV/FM was evidenced by an increase in the period of exposure to flooding, but recovery was also observed at this stage of the photosynthetic metabolism. Seedling quality decreased under flooding, not varying between periods of exposure, but remained lower although the increase observed in the post-flooding period, with no recovery after flooding. The occurrence of hypertrophied lenticels associated with physiological changes and an efficient antioxidant enzyme system might have contributed to the survival and recovery of these seedlings. Thus, this species is sensitive to flooding stress but capable of adjusting and recovering metabolic characteristics at 100 days after the suspension of the water stress, but with no recovery in seedling quality. Thus, we suggested plasticity under the cultivation condition and determined that the time of 100 days is not enough for the complete resumption of growth.

Resumo Dipteryx alata Vogel é uma arbórea de ampla ocorrência no Cerrado, se estabelecendo preferencialmente em solos bem drenados. Estudos referentes à ecofisiologia de D. alata em podem contribuir para a tomada de decisão sobre o uso de mudas dessa espécie em programas de recuperação de áreas degradadas sujeitas a alagamento temporário. Objetivamos com essa pesquisa avaliar os efeitos do alagamento no metabolismo fotossintético e antioxidante, além da qualidade de mudas dessa espécie, cultivadas ou não sob alagamento durante quatro períodos de avaliação (0, 20, 40 e 60 dias) seguidos de 100 dias após o término de cada período (0+100, 20+100, 40+100, 60+100 dias), possibilitando verificar o potencial de recuperação pós-alagamento. Observamos que as plantas alagadas apresentaram menor eficiência fotossintética e danos em FV/FM entretanto houve recuperação dessas características no pós alagamento. A qualidade das mudas reduziu sob alagamento não variando entre os períodos de exposição e embora tenha aumentado no pós-alagamento manteve-se menor não se recuperando. A ocorrência de lenticelas hipertrofiadas associadas a alterações fisiológicas e um eficiente sistema enzimático antioxidante devem ter contribuído para a sobrevivência e recuperação metabólica dessas mudas. Diante disso, sugerimos que a espécie é sensível ao estresse por alagamento, mas capaz de se ajustar e recuperar as características metabólicas 100 dias após a suspensão deste estresse hídrico, no entanto a qualidade da mudas não apresentou recuperação, assim, sugerimos plasticidade diante da condição de cultivo e ressaltamos que o tempo de 100 dias não é suficiente para a completa retomada do crescimento.

Monitoring performance indicators of mechanized agricultural operations through a systemic method

Key performance indicators (KPI) are essential to decision-making in an organization, but the approach to analysis and composition used in the formulation of the KPIs can lead to errors. Analysis based only on averages does not allow for discriminating between variations that are natural to the process or special cases which require investigation. The use of control charts can identify this differentiation. However, when several charts are presented encompassing different measurement units and scales, systemic interpretation can be impaired. To assist in this interpretation, this research study aimed at proposing a method to facilitate the analysis of control charts when multiple indicators are employed in the monitoring of agricultural operations. Based on the data obtained over 26 weeks from a mechanized sugarcane (Saccharum officinarum L.) harvesting front, six indicators were defined and analyzed through individual control charts and, systemically, through a standardized group control chart. Results show that the points identified as being outside the control zone (special causes of variation) according to the standardized group control chart were the same as those identified by the six individual charts, which demonstrates the potential of this method to summarize the information with no loss of quality of analysis.

Retrieval of leaf chlorophyll content in Gannan navel orange based on fusing hyperspectral vegetation indices using machine learning algorithms / Recuperação do teor de clorofila de folhas em laranja do umbigo Gannan com base na fusão de índices de vegetação hiperespectral usando algoritmos de inteligência artificial

Estimating leaf chlorophyll contents through leaf reflectance spectra is efficient and nondestructive. The literature base regarding optical indices (particularly chlorophyll indices) is wide ranging and extensive. However, it is without much consensus regarding robust indices for Gannan navel orange. To address this problem, this study investigated the performance of 19 published indices using RDS (raw data spectrum), FDS (first derivative data spectrum) and SDS (second derivative data spectrum) for the estimation of chlorophyll content in navel orange leaves. The single spectral index and combination of multiple spectral indices were compared for their accuracy in predicting chlorophyll a content (Chla), chlorophyll b content (Chlb) and total chlorophyll content (Chltot) content in navel orange leaves by using partial least square regression (PLSR), adaboost regression (AR), random forest regression (RFR), decision tree regression (DTR) and support vector machine regression (SVMR) models. Through the comparison of the above data in three datasets, the optimal modeling data set is RDS data, followed by FDS data, and the worst is SDS data. In modeling with multiple spectral indices, good results were obtained for Chla (NDVI750, NDVI800), Chlb (Datt, DD, Gitelson 2) and Chltot (Datt, DD, Gitelson2) by corresponding index combinations. Overall, we can find that the AR is also the best regression method judging by prediction performance from the results of single spectral index models and multiple spectral indices models. In comparison, result of multiple spectral indices models is better than single spectral index models in predicting Chla and Chltot content using FDS data and SDS data, respectively.

Estimar os teores de clorofila foliar através de espectros de refletância foliar é eficiente e não destrutivo, a base da literatura sobre índices ópticos (principalmente índices de clorofila) é ampla e extensa. No entanto, não há muito consenso sobre índices robustos para a laranja de Gannan. O estudo investigou o desempenho de 19 índices publicados usando RDS (espectro de dados brutos), FDS (espectro de dados de primeira derivada) e SDS (espectro de dados de segunda derivada) para a estimativa do teor de clorofila em folhas de laranja de umbigo. Os índices espectrais foram comparados quanto à sua precisão na previsão do teor de clorofila a (Chla), teor de clorofila b (Chlb) e teor de clorofila total (Chltot) em folhas de laranja de umbigo usando regressão dos mínimos quadrados parcial (PLSR), regressão adaboost (AR), modelos de regressão de floresta aleatória (RFR), regressão de árvore de decisão (DTR) e regressão de máquina de vetor de suporte (SVMR). Através da comparação dos dados acima em três conjuntos de dados, o conjunto de dados de modelagem ideal são os dados RDS, seguidos pelos dados FDS, e o pior são os dados SDS. Na modelagem com vários índices espectrais, bons resultados foram obtidos para Chla (NDVI750, NDVI800), Chlb (Datt, DD, Gitelson 2) e Chltot (Datt, DD, Gitelson2) por combinações de índices correspondentes. No geral, podemos descobrir que o AR também é o melhor método de regressão a julgar pelo desempenho de previsão dos resultados de modelos de índice espectral único e modelos de índices espectrais múltiplos. Em comparação, o resultado de modelos de índices espectrais múltiplos é melhor do que os modelos de índices espectrais únicos na previsão do conteúdo de Chla e Chltot usando dados FDS e dados SDS, respectivamente.

Community-Based Approach for Agricultural Water Management of Summer Crops / Abordagem comunitária para gestão de águasvoltada para culturas agrícolas de verão

Globalization, population change, and rural-to-urban movement are the main causes of the enormous issues faced by rural communities. Every growing nation, including the Kurdistan Region of Iraq (KRI), has a sizable proportion of rural farmers among its populace. This study was done in the Sulaimani Governorate, which was divided into six main districts namely; Garmian, Penjwin, Halabja, Chamchamal, Sharazur, and Raniya, and aimed to compare the groundwater level with summer crop water demand. The weighted Sum Method (WSM) and a Normalized Difference Vegetation Index map (NDVI) were used to analyze and illustrate the current water demand status for summer crops. The study employed a participatory research design, utilizing a purposive sampling method to select 60representative farmers, 25key decision-makers, representatives from Non-Governmental Organizations (NGOs), and experts in the field of water management. Data was collected through the use of focus group discussions (FGDs) and Key Informant Interviews (KIIs) to gather information from the selected participants. This study is innovative in its attempt to establish a correlation between the yield of summer crops and the availability of groundwater. As a conclusion for this study, the results suggest that thelevel of groundwater playsa significant role in determining the production of summer crops. Additionally, the sustainable development of various regions within the Sulaimani Governorate is influenced by a complex interplay of environmental, economic, andsocial factors. Future work will be focus on doing a detail research regarding time series for ground water level (GWL) vs.crop production vs.NDVI.(AU)

A globalização, a transição demográfica e o êxodo rural são as principais problemas enfrentados pelas comunidades rurais. Cada nação em crescimento, incluindo a região do Curdistão do Sul no Iraque, ainda mantém uma proporção considerável de agricultores em propriedades rurais. Este estudo foi feito na província de Sulaimani, que foi dividida em seis distritos principais, a saber; Garmian, Penjwin, Halabja, Chamchamal, Sharazur e Raniya, e teve como objetivo comparar o nível das águas subterrâneas com a demanda de água das culturas de verão existentes. O Método da Soma Ponderada e o índice de vegetação de diferença normalizada (IVDN) foram usados para analisar e ilustrar o estado atual da demanda de água para as culturas de verão da região. Oestudo empregou um projetode pesquisa participativa, utilizando um método de amostragem intencional para selecionar 60 agricultores representativos, 25 tomadores de decisão, representantes de organizações não governamentais e especialistas na área de gestão de recursoshídricos. Os dados foram coletados por meio do uso de discussões de grupos focais e entrevistas com pessoas-chave para coletar informações dos participantes selecionados. Este estudo é inovador em sua tentativa de estabelecer uma correlação entre o rendimento das culturas de verão e a disponibilidade de água subterrânea. Como conclusão para este estudo, os resultados sugerem que o nível das águas subterrâneas desempenha um papel significativo na determinação da produção de culturas de verão. Além disso, odesenvolvimento sustentável de várias regiões da província de Sulaimani é influenciado por uma complexa interação de fatores ambientais, econômicos e sociais. O trabalho futuro será focado em fazer uma pesquisa detalhada sobre séries temporais para nível de água subterrânea vs. produção agrícola vs. IVDN.(AU)

Multicriteria analysis model for foot-and-mouth disease risk classification in the state of Goiás - Brazil / Análise multicritério para a classificação do risco de febre aftosa no estado de Goiás - Brasil

Foot-and-mouth disease (FMD) is a viral disease that affects several animal species, including domestic and wildlife ones. The occurrence of an FMD outbreak can potentially cause a large negative impact on countries or regions' livestock production and economy. Performed over several decades, mass herd vaccination has been the main strategy to control the disease. However, countries are beginning the stage of eradicating FMD, which involves suspending vaccinations. The present study carried out a risk classification for FMD occurrence in Goiás State, Brazil by evaluating and combining multiple risk factors involved in FMD introduction and dissemination. Data from 126,345 rural properties were collected and categorized by municipality. The risk factors were grouped into two modules and then scores for each module were obtained by adding and weighting the risk factors. These combined scores resulted in the final FMD occurrence risk score. Most of the municipalities, as well as the herds were found in the lowest likelihood levels. Variables linked to herd density and animal movement played a key role in the score composition. We believed that this model can be a useful tool in the decision-making process regarding actions and strategies related to FMD eradication.

A febre aftosa (FA) é uma doença viral, febril, aguda e altamente contagiosa que afeta várias espécies domésticas e silvestres. Sua ocorrência resulta em grandes impactos negativos na cadeia pecuária e na economia de um país ou região. A FA está presente na América do Sul desde o fim do século XIX gerando esforços de órgãos oficiais no combate à enfermidade com vistas à erradicação, o que possibilitará futuramente a retirada da vacina, fato previsto no estado de Goiás para o ano de 2021. Neste sentido, o presente estudo objetivou classificar o risco de ocorrência de FA nos rebanhos do estado de Goiás. Para tanto, avaliou-se e combinou-se vários fatores de risco (FR) ligados à introdução e disseminação da FA obtidos de dados de 126.345 propriedades rurais. Estes FR foram agrupados em módulos formados por caminhos de introdução e disseminação da FA. A combinação dos FR se deu por meio de adição, sendo em seguida ponderados por pesos atribuídos por especialistas. Foram gerados os escores de introdução e disseminação de FA em Goiás, possibilitando a classificação do risco de ocorrência da doença no estado. Identificou-se que a maioria do rebanho e do território goiano se encontra em baixos níveis de risco. Foi identificada complexa composição nos níveis de risco obtidos, indicando ampla variação dos fatores que compuseram os escores de risco, especialmente nos municípios de mais alto escore de ocorrência. Variáveis ligadas à densidade de rebanho e trânsito e movimentação de animais apresentaram importante participação na composição dos escores. Acreditamos que os resultados deste trabalho podem compor uma ferramenta importante na tomada de decisão sobre as ações e estratégias de combate à FA em Goiás, ao passo que posteriores avaliações e adaptações poderão ser realizadas para a validação do modelo proposto.

Irrigation management of common bean cultivars with contrasting growth habits

A study was undertaken comparing the water requirements of two common bean ( Phaseolus vulgaris L.) cultivars to generate specific recommendations aimed at optimizing water use. To accomplish this work, the agronomic performance, responsiveness to water and water productivity of these two common bean cultivars of determinate and indeterminate growth habits were identified. The 2-year experiment was carried out during the winter growing season in the southeast of Brazil. Cultivars IAC Imperador, with an early season of determinate growth habit, and IPR Campos Gerais, having a mid-season of indeterminate growth habit, were subjected to five irrigation levels (54, 70, 77, 100, and 132 % of the crop evapotranspiration). Water deficit affected agronomic performance, reducing plant height (by up to 29 %), leaf area index (by up to 40 %), soil cover fraction (by up to 28 %), and grain yield (GY - by up to 31 %), in both cultivars. In contrast, excess water was more detrimental to cultivar IAC Imperador. Cultivar IPR Campos Gerais produced 18 % more than GY, showing superior water productivity and response to irrigation depth than IAC Imperador. Out of all the variables evaluated, the soil cover fraction correlated the most with grain yield in both common bean cultivars during the 2-year study. In other words, cover fraction evaluation in common bean allows for estimating crop production potential, which helps producers and technicians in their decision making regarding management practices. Thus, a cultivar directly affects water use in common bean production, thereby suggesting the need for a or water conservation strategy and sustainability of irrigated common bean production.(AU)

Do Dipteryx alata Vogel seedlings recover the quality and the photosynthetic and antioxidant responses in the post-flooding? / Mudas de Dipteryx alata Vogel recuperam a qualidade e as respostas fotossintéticas e antioxidantes no pós-alagamento?

Dipteryx alata Vogel is a tree species widely found in Cerrado, settling preferentially in well drained soils. Studies related to ecophysiology of D. alata may contribute to the decision making about using seedlings of this species in projects aimed at the recovery of degraded areas where seasonal flooding happens. This study aimed to assess the effects of flooding on photosynthetic and antioxidant metabolism and quality of D. alata seedlings cultivated or not under flooding during four assessment periods (0, 20, 40, and 60 days), followed by 100 days after the end of each assessment period (0+100, 20+100, 40+100, and 60+100 days), allowing verifying the potential for post-flooding recovery. Flooded plants showed lower photosynthetic efficiency than non-flooded plants, regardless of the periods of exposure. However, this efficiency was recovered in the post-flooding, with values similar to that of the non-flooded seedlings. Moreover, the damage to FV/FM was evidenced by an increase in the period of exposure to flooding, but recovery was also observed at this stage of the photosynthetic metabolism. Seedling quality decreased under flooding, not varying between periods of exposure, but remained lower although the increase observed in the post-flooding period, with no recovery after flooding. The occurrence of hypertrophied lenticels associated with physiological changes and an efficient antioxidant enzyme system might have contributed to the survival and recovery of these seedlings. Thus, this species is sensitive to flooding stress but capable of adjusting and recovering metabolic characteristics at 100 days after the suspension of the water stress, but with no recovery in seedling quality. Thus, we suggested plasticity under the cultivation condition and determined that the time of 100 days is not enough for the complete resumption of growth.

Dipteryx alata Vogel é uma arbórea de ampla ocorrência no Cerrado, se estabelecendo preferencialmente em solos bem drenados. Estudos referentes à ecofisiologia de D. alata em podem contribuir para a tomada de decisão sobre o uso de mudas dessa espécie em programas de recuperação de áreas degradadas sujeitas a alagamento temporário. Objetivamos com essa pesquisa avaliar os efeitos do alagamento no metabolismo fotossintético e antioxidante, além da qualidade de mudas dessa espécie, cultivadas ou não sob alagamento durante quatro períodos de avaliação (0, 20, 40 e 60 dias) seguidos de 100 dias após o término de cada período (0+100, 20+100, 40+100, 60+100 dias), possibilitando verificar o potencial de recuperação pós-alagamento. Observamos que as plantas alagadas apresentaram menor eficiência fotossintética e danos em FV/FM entretanto houve recuperação dessas características no pós alagamento. A qualidade das mudas reduziu sob alagamento não variando entre os períodos de exposição e embora tenha aumentado no pós-alagamento manteve-se menor não se recuperando. A ocorrência de lenticelas hipertrofiadas associadas a alterações fisiológicas e um eficiente sistema enzimático antioxidante devem ter contribuído para a sobrevivência e recuperação metabólica dessas mudas. Diante disso, sugerimos que a espécie é sensível ao estresse por alagamento, mas capaz de se ajustar e recuperar as características metabólicas 100 dias após a suspensão deste estresse hídrico, no entanto a qualidade da mudas não apresentou recuperação, assim, sugerimos plasticidade diante da condição de cultivo e ressaltamos que o tempo de 100 dias não é suficiente para a completa retomada do crescimento.