Normalized difference vegetation index obtained by ground-based remote sensing to characterize vine cycle in Rio Grande do Sul, Brazil / Índice de vegetação por diferença normalizada obtido por sensor remoto de superfície para caracterização do ciclo de videiras no Rio Grande do Sul, Brasil

ABSTRACT The normalized difference vegetation index (NDVI) obtained by remote sensing is widely used to monitor annual crops but few studies have investigated its use in perennial fruit crops. The aim of this study was to determine the temporal NDVI profile during grapevine cycle in vineyards established in horizontal training systems. NDVI data were obtained by the ground-based remote sensing Greenseeker in Chardonnay and Cabernet Sauvignon vineyards located in the Serra Gaúcha region, Rio Grande do Sul, Brazil, from September to June in the 2014/2015 and 2015/2016 vegetative seasons. The grapevine canopies were managed in horizontal training systems (T-trellis and Y-trellis). The results indicated that the temporal NDVI values varied during the grapevine cycle (0.33 to 0.85), reflecting the changing in vigor and biomass accumulation that resulted from the phenological stages and management practices. The temporal NDVI profiles were similar to both horizontal training systems. The NDVI values were higher throughout the cycle for Cabernet Sauvignon compared to Chardonnay indicating Cabernet Sauvignon as the cultivar with greater vegetative vigor. The NDVI obtained by ground-based remote sensing is a fast and non-destructive tool to monitor and characterize the canopy in real time, compiling into a single data several parameters related to vine development, like meteorological conditions and management practices that are difficult to be quantified together.

RESUMO O índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), obtido por sensoriamento remoto, tem sido amplamente empregado no monitoramento de culturas agrícolas produtoras de grãos, porém poucos são os estudos em fruticultura. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a evolução temporal do NDVI obtido por sensor remoto de superfície ao longo do ciclo de videiras em sistemas horizontais de condução do dossel vegetativo. Dados de NDVI foram obtidos com sensor remoto Greenseeker em vinhedos na região da Serra Gaúcha, Rio Grande do Sul, Brasil, de setembro a junho nas safras 2014/2015 e 2015/2016. Os vinhedos das cultivares Chardonnay e Cabernet Sauvignon eram conduzidos em sistema horizontal (latada e lira). Os resultados indicaram que houve variabilidade temporal do NDVI ao longo do ciclo (de 0,33 a 0,85), a qual refletiu as alterações no acúmulo de biomassa e vigor vegetativo decorrentes das principais etapas fenológicas e práticas de manejo. A evolução temporal do NDVI foi semelhante nos sistemas latada e lira, ambos caracterizados pela condução horizontal do dossel vegetativo. Os valores de NDVI para 'Cabernet Sauvignon' foram superiores aos de 'Chardonnay' ao longo do ciclo, independe da safra avaliada e do sistema de condução, indicando 'Cabernet Sauvignon' como a cultivar de maior vigor vegetativo. O NDVI, obtido por sensor remoto de superfície, é uma forma rápida e não destrutiva de monitoramento e caracterização do dossel vegetativo em tempo real, compilando em uma única informação o desenvolvimento da videira, o qual é resultado de diversos fatores, edafo-climáticos e de manejo, dificilmente quantificados conjuntamente.

Caracterização do cultivo de trigo na região norte do Estado do Rio Grande do Sul através das estimativas oficiais de área cultivada, produção e rendimento de grãos / Characterization of wheat crop in the north region of Rio Grande do Sul State, Brazil, through official estimations of cropping area, grain production and yield

O objetivo deste trabalho foi caracterizar o cultivo de trigo na região norte do Estado do Rio Grande do Sul. Foram empregados dados oficiais de área cultivada e produção de grãos, de 2000 a 2008, dos municípios que compõem as regionais EMATER/RS Caxias do Sul, Erechim, Passo Fundo, Ijuí e Santa Rosa. Os dados foram provenientes do Levantamento Sistemático da Produção Agrícola (LSPA/IBGE). Considerando-se a área cultivada com cereais de estação fria, o trigo tem sido a principal cultura produtora de grãos estabelecida no período de outono-inverno-primavera. A produção de trigo no Estado concentra-se nas regionais analisadas, responsáveis, na média dos anos, por mais de 80 por cento da quantidade produzida de grãos. Variações interanuais nos rendimentos regionais foram associadas, especialmente, às variações das condições meteorológicas, dada não existência de tendência tecnológica no período. Maiores rendimentos regionais de grãos de trigo e menores coeficientes de variação foram registrados nas regionais localizadas na porção leste (Caxias do Sul e Erechim). A análise de agrupamentos identificou grupos de municípios similares quanto ao rendimento médio municipal de grãos de trigo: baixos rendimentos de grãos (média de 1.444kg ha-1), médios (1.746kg ha-1) e altos (2.283kg ha-1).

This study aimed to characterize the wheat crop in north region of Rio Grande do Sul State, Brazil. It was used data set from official wheat cropping area, grain production and yield, from 2000 to 2008, to the shires that compose the regions of Caxias do Sul, Erechim, Passo Fundo, Ijuí and Santa Rosa. The data set was obtained from Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Considering winter cereals cropping areas, wheat are the main crop established in the regions during the autumn-winter-spring season. Cropping area estimations indicated that the analyzed regions concentrate the wheat production. The regions produced more than 80 percent of state wheat grain production. Since the technological trends weren't registered, the variations in the regional wheat yield were associated with the meteorological conditions during crop cycle. In Rio Grande do Sul State, there was a wheat yield variation in east-west direction: higher yields and low variation coefficients were obtained in the eastern portion (Caxias do Sul and Erechim). The cluster analysis identified tree groups of shires with similar wheat yield: low yield (average 1.444kg ha-1), medium yield (1.746kg ha-1) and high yield (2.283kg ha-1).

Avaliação do desenvolvimento das culturas de cereais de inverno no Rio Grande do Sul por meio de perfis temporais do índice de vegetação por diferença normalizada / Winter cereal crop development in Rio Grande do Sul, Brazil, throughout the temporal profiles of normalized difference vegetation index

Os objetivos deste trabalho foram elaborar perfis temporais de NDVI/MODIS, mediante a construção de máscaras de cultivo, verificando as variações interanuais dos perfis associadas à variação do rendimento de grãos de trigo no Rio Grande do Sul. Foram utilizadas imagens MOD13 dos meses de maio a novembro para os anos 2000 a 2006, pontos de controle na superfície (coletados em lavouras de trigo, aveia e cevada) e dados oficiais de rendimento médio de grãos de trigo (IBGE e Cotrijal). Os resultados mostraram que, por meio da metodologia de construção de máscaras de cultivo, é possível gerar perfis temporais de NDVI que permitem monitorar o desenvolvimento das lavouras de cereais de inverno e que podem ser empregados no estudo das variações interanuais de rendimento de grãos de trigo. Os maiores rendimentos de grãos estão relacionados à manutenção de altos valores de NDVI (acima de 0,7) por um período maior de tempo. Porém, a metodologia não permitiu a distinção de lavouras de trigo, aveia e cevada, sendo necessários estudos subseqüentes.

This research aimed to elaborate temporal NDVI profiles through the crop masks building, and find the interannual variations of profiles associated with variation of wheat grain yield in Rio Grande do Sul, Brazil. The data set were composed by MODIS13 images (NDVI product from May to November, 2000 to 2006), ground control points (collected in wheat, oat and barley fields) and official wheat grain yield (IBGE and Cotrijal). The results showed that using the proposed methodology for crop masking it is possible to generate consistent NDVI temporal profiles, which allows monitoring the development of winter cereal crops and can be used to evaluate the interannual variations of grain yield. The profiles showed that wheat grain yield was related to the maintenance of high NDVI values (above 0.7) for a larger period of time. However, the methodology did not allow the wheat, oats and barley discrimination, pointing for subsequent studies.