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Open-access Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental

Publicación de: Unidade Acadêmica de Engenharia Agrícola
Área: Ciências Agrárias
Versión impresa ISSN: 1415-4366
Versión on-line ISSN: 1807-1929
Creative Common - by 4.0

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Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Volumen: 30, Numero: 6, Publicado: 2026

Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Volumen: 30, Numero: 6, Publicado: 2026

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ORIGINAL ARTICLE
Hybrid framework for sugarcane yield forecasting using machine learning, remote sensing, and process-based crop modeling1 Grubert, Daniel A. da V. Orsi, Bruna Gonçalves, Ivo Z. Pilau, Felipe G.

Resumen en Portugués:

RESUMO A previsão precisa da produtividade da cana-de-açúcar é essencial para a segurança alimentar, agricultura sustentável e gestão de recursos. Métodos convencionais frequentemente falham em capturar as interações complexas que influenciam o crescimento da cana-de-açúcar, resultando em previsões pouco confiáveis. Este estudo investiga se uma abordagem híbrida, que combina dados de sensoriamento remoto, modelagem de culturas baseada em processos (APSIM) e aprendizado de máquina, pode melhorar as previsões de produtividade. Um modelo que integra variáveis simuladas pelo APSIM, dados meteorológicos e índices de vegetação foi desenvolvido para prever a produtividade final da cana-de-açúcar (2010 a 2020) no estado de São Paulo, Brasil. Dezesseis modelos de regressão foram avaliados em nível municipal. Os resultados indicam que a inclusão de variáveis simuladas pelo APSIM como atributos em modelos de aprendizado de máquina reduziu o erro quadrático médio da previsão (RMSE) em 7,7 a 26,9%. A análise de exclusão de variáveis revelou que os índices de vegetação tiveram o menor impacto na previsão da produtividade. Os dados meteorológicos, por si só, tiveram um impacto mais significativo quando usados em modelos baseados em processos, em comparação com sua inserção direta em algoritmos de aprendizado de máquina. Isso ocorre porque o APSIM fornece uma descrição biofísica mais abrangente das interações entre solo, planta e atmosfera. A abordagem híbrida supera os métodos tradicionais, oferecendo previsões mais precisas. Esses achados têm um grande potencial para aprimorar as práticas agrícolas, capacitar produtores com ferramentas preditivas mais eficazes e contribuir para a segurança alimentar global e a agricultura sustentável.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Hybrid forecasts achieved stable accuracy 3 to 4 months before harvest at the municipal scale. Adding process-based crop-simulation features reduced yield prediction error by 7.7 to 26.9%. The k-nearest neighbors regressor delivered the best overall performance across the tested models.
ORIGINAL ARTICLE
Economic valuation of soil organic carbon stock in the Amazon Forest-Cerrado transition, Brazil1 Santos, Thiago C. dos Alvarez, Facundo Sousa, Andreza M. de Silva, Marcos V. da Ferreira, Maria Beatriz Almeida, Edvander P. de Barreto, Bruno de S. Ferreira, Guilherme D. Siqueira, Glécio M. Medeiros, Aldair de S.

Resumen en Portugués:

RESUMO A taxa média anual de desmatamento na zona de transição entre a Floresta Amazônica e o Cerrado é de aproximadamente 2.098,08 km2, restringindo inúmeros serviços ecossistêmicos. Há uma necessidade urgente de desenvolver políticas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa na região. O objetivo do presente estudo foi avaliar o potencial econômico dos estoques totais de carbono orgânico do solo em diferentes tipos de solo e profundidades na transição entre a Floresta Amazônica e o Cerrado, considerando o custo social do carbono determinado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA). Foram coletadas amostras de solo em 2.869 pontos, distribuídos por 178 municípios nos biomas Amazônia e Cerrado no Estado do Maranhão, nas camadas de 0-5, 5-15 e 15-30 cm. Para realizar a valoração do carbono orgânico do solo, foram combinadas duas abordagens principais: a estrutura contábil e a valoração econômica. Os resultados mostram que, na Floresta Amazônica, o total de carbono orgânico do solo armazenado na camada de 0-30 cm tem um valor estimado de 76,52 bilhões de dólares, enquanto no Cerrado esse valor corresponde a 143,72 bilhões de dólares. A valoração dos estoques de carbono orgânico do solo representa uma estratégia importante para a produção agrícola sustentável, que busca a segurança alimentar global e, ao mesmo tempo, a mitigação das emissões de gases de efeito estufa.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Social cost of carbon values for soil organic carbon stocks depends on biome and soil type. The Cerrado biome has higher total soil organic carbon values than the Amazon Forest. Amazon Forest has higher soil organic carbon valuation per area than Cerrado.
ORIGINAL ARTICLE
Anthropogenic and hydrodynamic drivers of shoreline change in the Vietnamese Mekong Delta (2009-2023) Thanh, Nguyen T. An, Dang T. Thanh, Nguyen C. Xuan, Tran V.

Resumen en Portugués:

RESUMO O Delta do Mekong vietnamita (VMD), região de imensa importância ecológica e econômica, enfrenta pressões ambientais sem precedentes. Este estudo fornece uma análise abrangente da dinâmica da linha costeira na província de Vinh Long, focando entre as fozes dos rios Co Chien e Bassac de 2009 a 2023. Utilizando uma abordagem de sensoriamento remoto multitemporal com imagens de satélite, quantificaram-se mudanças na linha costeira para investigar a complexa interação de impulsionadores naturais e antropogênicos. As linhas foram extraídas via método automatizado de limiar de histograma e padronizadas para o nível médio do mar (MSL), permitindo comparações interanuais robustas. Resultados revelam tendência erosiva dominante, com aproximadamente 72,6% da costa experimentando recuo a uma taxa média de -5,7 ± 6,9 m por ano. Para isolar impactos de engenharia, a análise comparou especificamente períodos pré e pós-2014, marcando a conclusão do sistema de quebra-mar da Termelétrica Duyen Hai e esporões do canal Quan Chanh Bo. Mudanças pré-2014 caracterizaram-se por erosão generalizada, atribuída a reduções significativas no suprimento fluvial de sedimentos do Mekong. Em contraste, o período pós-2014 exibiu padrão de impacto estrutural clássico: acreção pronunciada na seção norte e erosão acelerada na seção sul. Esse padrão é modulado pelas monções, onde a energética monção do Nordeste impulsiona transporte longitudinal de sedimentos para sudoeste, causando maior déficit de suprimento na costa sul. Esta pesquisa destaca a vulnerabilidade crítica a déficits regionais de sedimentos, exacerbados localmente por obras de engenharia, fornecendo base científica para gestão costeira sustentável.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Dominant shoreline erosion (~73% of coastline) is linked to severe sediment reduction in the Vietnamese Mekong River. Civil engineering construction post-2014 induced a classic pattern of updrift accretion and propagating downdrift erosion. The energetic wave in Northeast monsoon is the primary hydrodynamic driver of longshore sediment transport.
ORIGINAL ARTICLE
Phosphorus use efficiency in irrigated sesame cultivars under semi-arid conditions Oliveira, Anna K. S. de Coêlho, Ester dos S. Silva, Elania F. da Santos, Gisele L. dos Silva, Antonio G. C. da Oliveira, Pablo H. de A. Silveira, Lindomar M. da Lopes, Welder de A. R. Ribeiro, João Everthon da S. Barros Júnior, Aurélio P.

Resumen en Portugués:

RESUMO Investigar a absorção e a eficiência do uso do fósforo (P) no cultivo do gergelim é fundamental para uma gestão eficaz desse nutriente, além de ser importante para a promoção de práticas agrícolas adaptadas às características específicas da região semiárida. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar a resposta de diferentes cultivares de gergelim irrigado sob condições semiáridas a doses de fósforo, com ênfase na eficiência de uso do fósforo. Foram conduzidos dois experimentos, um em 2021 (1ª safra) e outro em 2022 (2ª safra). O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com quatro repetições, com tratamentos arranjados em parcelas subdivididas. Nas parcelas, foram distribuídas cinco doses de fósforo (0, 60, 120, 180 e 240 kg ha-1 de P2O5) e nas subparcelas, quatro cultivares de gergelim (CNPA G2, CNPA G3, CNPA G4 e BRS Seda). Foram avaliados: teor de P e acúmulo de P no caule, nas folhas, nas cápsulas e na biomassa de parte aérea do gergelim; P residual no solo após a colheita do gergelim; eficiências agronômica, fisiológica, aparente recuperação e eficiência de utilização de P. A aplicação da dose de 240 kg ha-1 de P2O5 resultou em valores máximos no teor e acúmulo de P nas diferentes partes da planta e do P residual no solo. As eficiências, agronômica, fisiológica, aparente de recuperação e de utilização de P atingiram seus valores máximos na dose de 60 kg ha-1 de P2O5. As cultivares CNPA G3 e CNPA G4 alcançaram as maiores eficiências.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Application of 120 kg ha⁻1 P₂O₅ increased sesame yield and phosphorus accumulation in plant organs. P doses increased sesame P uptake and residual soil P in Ultisols. Sesame cultivars CNPA G3 and CNPA G4 showed high P-use efficiency at 60 kg ha⁻1 P₂O₅ under irrigation.
ORIGINAL ARTICLE
Climate scenarios and their impacts on soybean grain yield in the Central-West region of Brazil1 Souza, Moisés D. Barbieri, João Danilo Dias, Vanessa R. de M. Tieppo, Rafael C. Krause, William Carvalho, Marco A. C. de Dias, Joyce A. Dallacort, Rivanildo

Resumen en Portugués:

RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade da precipitação anual e mensal sob condições climáticas atuais e futuras, e caracterizar seus efeitos na produtividade da soja no município de Tangará da Serra, Mato Grosso. Foram utilizadas projeções climáticas futuras de Modelos de Circulação Geral (GCMs) e o Decision Support System for Agrotechnology Transfer (DSSAT), empregando o módulo CROPGRO-Soybean. A calibração do modelo baseou-se em dados climáticos, de solo e de manejo, bem como em coeficientes genéticos e observações de campo da safra 2015/2016, considerando cultivares com diferentes grupos de maturação. As simulações foram realizadas para seis diferentes datas de semeadura. Os resultados indicaram flutuações mensais positivas e negativas na precipitação no cenário atual. Dentre estas, observaram-se reduções significativas em setembro, outubro e dezembro, além de uma tendência geral de decréscimo na precipitação anual para a região. Os cenários futuros (RCPs 4.5 e 8.5) apresentaram tanto variações positivas quanto negativas, embora não estatisticamente significativas. As cultivares precoce e intermediária exibiram menores produtividades e maior variabilidade, enquanto a cultivar tardia apresentou produtividade superior em todos os cenários e datas de semeadura. As semeaduras precoces (20 de setembro a 20 de outubro) resultaram nas menores produtividades, enquanto as semeaduras tardias (1 e 10 de novembro) foram mais favoráveis. A precipitação média anual foi de 1711 mm (atual), 1494 mm (RCP 4.5) e 1515 mm (RCP 8.5). Conclui-se que a variabilidade climática afeta significativamente a produtividade da soja, sendo recomendadas cultivares tardias e semeaduras tardias para melhorar a adaptação sob as condições climáticas futuras.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: The CROPGRO-Soybean model effectively simulates soybean grain yield for the projected scenarios from 2030 to 2060. Future soybean grain yield is dependent on management, late sowings and late-maturing cultivars showing increased yield. Late sowing periods are characterized by higher yields under both Representative Concentration Pathway (RCP) scenarios.
ORIGINAL ARTICLE
Intelligent system with an integrated chatbot for hydroponic crop management using a large language model1 Miranda, Glauco V Silva, Igor de O da Beuren, Arlete T

Resumen en Portugués:

RESUMO Avanços em inteligência artificial e processamento de linguagem natural estão transformando os sistemas de apoio à decisão na agricultura, permitindo a interação em tempo real entre humanos e máquinas para um manejo de culturas mais inteligente e acessível. Este estudo apresenta o desenvolvimento e a avaliação de um sistema inteligente de monitoramento para cultivo hidropônico, integrando um chatbot baseado em grandes modelos de linguagem (LLMs) e uma arquitetura de geração aumentada por recuperação (RAG). Projetado para apoiar agricultores familiares, o sistema fornece assistência técnica em tempo real em linguagem natural por meio da integração de dados de sensores ambientais, como pH, temperatura e condutividade elétrica (CE), com um banco de dados vetorial semântico indexado por quatro modelos de embeddings: text-embedding-ada-002, multilingual-v2, all-MiniLM-L6-v2 e Word2Vec. Vinte perguntas agronômicas estruturadas e não estruturadas foram utilizadas para avaliar a capacidade do sistema em gerar respostas relevantes e factualmente precisas por meio do ChatGPT e do Gemini. Dados em tempo real de ensaios de cultivo de alface, formatados em JSON, foram usados para simular cenários de decisão. Esses dados incluíam tanto questões históricas (por exemplo, tendências de pH) quanto questões conceituais (por exemplo, faixa ideal de CE). Os resultados indicaram que o modelo text-embedding-ada-002 apresentou maior relevância semântica (média = 0,88) e fidelidade factual (média = 0,72 com o Gemini), superando os demais embeddings. O multilingual-v2 mostrou desempenho moderado, enquanto MiniLM e Word2Vec foram inferiores em tarefas complexas. O Gemini teve um desempenho ligeiramente melhor que o ChatGPT na produção de respostas fiéis. O sistema proposto demonstrou ser uma ferramenta de apoio à decisão eficaz e de baixo custo e escalável para outros fins, como irrigação e manejo de estufas, evidenciando o potencial de LLMs e arquiteturas RAG na democratização da agricultura.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: An intelligent chatbot uses LLM and RAG to monitor hydroponic cultivation, providing technical responses in natural language. The smart system integrates environmental sensors and artificial intelligence to provide accurate agronomic recommendations. When combined with Gemini, the text-embedding-ada-002 model yielded responses with higher faithfulness and relevance.
ORIGINAL ARTICLE
Soil bioanalysis and vegetation indices in Amazonian oil palm plantations: Spatial patterns and environmental implications1 Nakakoji, Nelson K. N. Narusawa, Ítala D. S. Rodrigues, Possidônio G. Martorano, Pedro G. Lélis, Alexandre da T. Santos, Gabriel G. dos Almeida, Victória R. A. Silva, Vinicius G. A. da Tavares, Rose L. M. Silva Júnior, João F. da Farias, Paulo R. S.

Resumen en Portugués:

RESUMO A bioanálise do solo e os índices de vegetação, como NDVI e EVI, auxiliam no monitoramento da fertilidade e do vigor do dendê, contribuindo para um manejo otimizado e sustentável na Amazônia. No entanto, a integração desses dados para elucidar padrões espaciais e otimizar o manejo do solo ainda é limitada. O objetivo deste estudo foi avaliar a relação entre a Bioanálise do Solo (BioAS) e os índices espectrais de vegetação (NDVI e EVI) em um plantio convencional de dendê (Elaeis guineensis Jacq.) no nordeste do Pará, Brasil. Foram analisados os atributos: arilsulfatase, β-glicosidase, IQS Biológico, IQS Químico, IQS FertBio e as funções de ciclagem, armazenamento e suprimento de nutrientes. A análise geoestatística revelou forte dependência espacial para a maioria dos atributos, permitindo a interpolação por krigagem ordinária e a geração de mapas preditivos. A Análise de Componentes Principais (PCA) indicou relação inversa entre os índices espectrais e os atributos biológicos do solo, sugerindo que áreas com maior vigor vegetativo podem estar associadas a mudanças na dinâmica de nutrientes e a outros fatores relacionados ao solo, como propriedades físicas e disponibilidade hídrica, nas condições estudadas. Além disso, foi observada ortogonalidade entre NDVI, EVI e alguns atributos do solo, como F3 - Suprimento de Nutrientes, IQS Químico, IQS FertBio e arilsulfatase, indicando ausência de correlação direta nas condições avaliadas. Estes resultados destacam a importância da integração entre bioanálise do solo, sensoriamento remoto e técnicas geoestatísticas para aprimorar a compreensão e o monitoramento das condições do solo e da produtividade do dendê.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Geostatistics revealed spatial patterns in soil biochemical indicators. PCA highlighted contrasting relationships among soil and vegetation variables. Soil biochemical factors and plant vigor exhibited spatial asynchrony.
ORIGINAL ARTICLE
Photosynthetic and productive comparison in tomato plants: Dwarf, wild, and domesticated plants1 Pereira, Lucas M. Ribeiro, Ana Luisa A. Miquicene, Felisberto V. C. Maciel, Gabriel M. Silva, Fábia B. da Silva, Fabiano G. Siquieroli, Ana Carolina S. Parrella, Nádia N. L. D. Silva, Amilton F. da Zsögön, Agustin Silva, Nilo C. Q. Jacinto, Ana Carolina P.

Resumen en Portugués:

RESUMO As mudanças climáticas afetam o desempenho produtivo das plantas de tomate. Há informações limitadas disponíveis sobre o uso de genes de nanismo no melhoramento de tomate para enfrentar esses desafios. Este estudo avaliou a eficiência fotossintética e o desempenho agronômico de plantas de tomate com diferentes origens genéticas (anãs, selvagens e domesticadas). O estudo foi conduzido utilizando 25 genótipos dispostos em blocos casualizados, com três repetições e seis plantas por parcela. Os híbridos apresentaram maior teor de acilaçúcares em comparação com a cultivar Santa Clara, exceto os híbridos 1, 2, 6 e 8. De acordo com o dendrograma, o Grupo III foi composto pelos híbridos 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13, 14 e 15, os quais demonstraram forte influência sobre a produtividade e o número de frutos por planta. Por outro lado, segundo o Mapa Auto-Organizável de Kohonen, o Grupo V incluiu os híbridos 11 e 12, que apresentaram similaridade genética evidenciando sua estreita relação em características agronômicas. O híbrido 12 destacou-se para variáveis relacionadas à produtividade, peso médio de frutos e número de frutos por planta demonstrando eficiência fotossintética e potencial agronômico. O genitor doador anão, UFU MC TOM 1, mostrou eficiência fotossintética e resistência a pragas semelhantes ao acesso selvagem Solanum pennellii. Assim sendo, pode-se concluir que o uso de progenitores masculinos anões para o desenvolvimento de híbridos com arquitetura padrão proporciona avanços para o cultivo do tomateiro.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Dwarf male parents hold promise for developing hybrids. The hybrids stand out for their remarkable photosynthetic efficiency and agronomic potential. This manuscript will guide future research on productive and photosynthetically efficient genotypes.
ORIGINAL ARTICLE
Copper and zinc concentrations in citrus plants and orange juice under organic and mineral fertilization1 Volpi, Priscila S. B. Volpi, Gabriel B. Santos, Rafael P. dos Bariquelo, Bianca C. Santos, Victorino M. dos Rosa, Karuany D. da Jimlaki, Tais C. Silva, Vanderlei R. da Silva, Rodrigo F. da

Resumen en Portugués:

RESUMO Este estudo avaliou os efeitos de sistemas de adubação mineral e orgânica sobre as concentrações de cobre (Cu) e zinco (Zn) no solo, nas folhas e no suco de laranja de pomares de Citrus sinensis. Os tratamentos consistiram de adubação mineral (AM), adubação mineral com cama de aviário (AM+CA), adubação mineral com cama de aviário e dejeto líquido suíno (AM+CA+DLS) e cama de aviário isolada (CA). A adubação mineral foi realizada com ureia e formulações 5-20-20 e 10-20-10, na dose de 250 g por planta. A cama de aviário foi aplicada em doses de 6 a 10 t ha⁻1 ao longo de três anos, e o dejeto líquido de suínos na dose de 25 m3 ha⁻1, em duas aplicações. Os maiores teores pseudo-totais de Cu e Zn no solo ocorreram sob adubação mineral, com valores médios de 300 mg kg⁻1 para Cu e 160 mg kg⁻1 para Zn. As concentrações de Cu nas folhas variaram de 7,9 a 12,4 mg kg⁻1; enquanto os teores de Zn no suco de laranja, de 0,8 a 1,1 mg L⁻1. As maiores concentrações de Cu nas folhas ocorreram no tratamento AM+CA, enquanto os maiores teores de Zn no suco foram observados na aplicação isolada de CA. Os valores do fator de bioacumulação variaram de 0,12 a 0,38 para Cu nas folhas e de 0,09 a 0,27 para Zn no suco, permanecendo abaixo de 1, indicando baixa eficiência de absorção e transferência desses elementos do solo para os órgãos vegetais e produtos derivados.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Organic inputs altered metal distribution without increasing leaf or fruit accumulation. Citrus plants limited heavy metal transfer from soil to aerial tissues. Fertilization strategies influenced micronutrient dynamics in contrasting ways.
LITERATURE REVIEW
Mechanized pollination in greenhouse tomato production: Applications, challenges, and future perspectives Xu, Jing Zhang, Xuemin Deng, Bo Song, Hao Wang, Xiaoyan

Resumen en Portugués:

RESUMO A polinização suplementar é essencial para alcançar rendimentos ótimos (>70 t ha-1) e qualidade na produção de tomate em estufa. A desordem do colapso das colônias que afeta os polinizadores naturais criou uma necessidade urgente de alternativas mecânicas de polinização suplementar, impulsionando pesquisas significativas e desenvolvimento de aplicações. Esta revisão analisa sistematicamente as pesquisas atuais e as aplicações de três abordagens de polinização mecânica: métodos baseados em vibração, ultrassônicos e de fluxo de ar. Os sistemas de vibração normalmente alcançam uma eficiência de liberação de pólen de 60-85% e taxas de vingamento de frutos comparáveis à polinização com mamangavas. Os dispositivos ultrassónicos aumentam ainda mais a liberação de pólen em aproximadamente 10-25% em comparação com os vibradores convencionais. Os métodos baseados em fluxo de ar proporcionam cobertura de pólen 30-50% mais ampla e uma eficiência operacional 2 a 4 vezes maior, embora com menor precisão na deposição do pólen. Comparações de custos indicam que os preços dos dispositivos variam entre $80-$300 para vibradores, $300-$1200 para ferramentas ultrassónicas e $150-$1500 para dispositivos de fluxo de ar. Apesar do rápido progresso, ainda existem lacunas de pesquisa nos mecanismos de liberação de pólen, modelagem de transporte polínico e algoritmos de controle inteligente. Trabalhos futuros devem priorizar a modelagem mecanicista da polinização do tomate, o desenvolvimento de dispositivos de polinização energeticamente eficientes e rentáveis, e a integração de sistemas robóticos inteligentes para uma polinização mecânica totalmente automatizada.

Resumen en Inglés:

HIGHLIGHTS: Mechanical pollination technologies for tomato developed rapidly after the emergence of Colony Collapse Disorder. Vibrator-based, ultrasonic, and airflow methods represent primary mechanical pollination approaches. Interdisciplinary integration and intelligent automation systems will advance mechanical pollination research.
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