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Bayesian modeling of the coffee tree growth curve
(Universidade Federal de Santa Maria, 2022-03-14) Pereira, Adriele Aparecida; Silva, Edilson Marcelino; Fernandes, Tales Jesus; Morais, Augusto Ramalho de; Sáfadi, Thelma; Muniz, Joel Augusto
When modeling growth curves, it should be considered that longitudinal data may show residual autocorrelation, and, if this characteristic is not considered, the results and inferences may be compromised. The Bayesian approach, which considers priori information about studied phenomenon has been shown to be efficient in estimating parameters. However, as it is generally not possible to obtain marginal distributions analytically, it is necessary to use some method, such as the weighted resampling method, to generate samples of these distributions and thus obtain an approximation. Among the advantages of this method, stand out the generation of independent samples and the fact that it is not necessary to evaluate convergence. In this context, the objective of this work research was: to present the Bayesian nonlinear modeling of the coffee tree height growth, irrigated and non-irrigated (NI), considering the residual autocorrelation and the nonlinear Logistic, Brody, von Bertalanffy and Richard models. Among the results, it was found that, for NI plants, the Deviance Information Criterion (DIC) and the Criterion of density Predictive Ordered (CPO), indicated that, among the evaluated models, the Logistic model is the one that best describes the height growth of the coffee tree over time. For irrigated plants, these same criteria indicated the Brody model. Thus, the growth of the non-irrigated and irrigated coffee tree followed different growth patterns, the height of the non-irrigated coffee tree showed sigmoidal growth with maximum growth rate at 726 days after planting and the irrigated coffee tree starts its development with high growth rates that gradually decrease over time.
Descrição do crescimento do cafeeiro utilizando modelos de regressão
(Universidade Federal de Lavras, 2013-02-26) Pereira, Adriele Aparecida; Morais, Augusto Ramalho de
A cultura do cafeeiro constitui uma das mais relevantes atividades agríco- las do país. Alguns fatores como a densidade de plantio e o regime de irrigação adotados, afetam, de forma direta, no desenvolvimento vegetativo e reprodutivo da planta. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar, ao longo do tempo, o crescimento em altura do cafeeiro, cultivar Rubi MG 1192, cultivado nas densida- des 3333 e 10000 plantas ha −1 e nos regimes de irrigação Si (testemunha), 20 kPa e 60 kPa. Os dados são oriundos de um experimento realizado em Lavras-MG, delineado em blocos casualizados, com quatro repetições, utilizando o esquema de parcelas subsubdivididas no tempo, sendo as densidades de plantio alocadas nas parcelas, os regimes de irrigação nas subparcelas e, as épocas de avalia- ção constituíram as subsubparcelas. Para descrever o crescimento das plantas, foram utilizados os modelos de regressão não lineares Logístico e Gompertz, com resíduos independentes e autocorrelacionados, de acordo com os resultados preliminares da análise de resíduos. Na estimação dos parâmetros, foi utilizado o método de mínimos quadrados e o algoritmo de Gauss-Newton no processo iterativo. O coeficiente de determinação ajustado e o critério de informação de Akaike foram usados na comparação dos ajustes. Os dois modelos analisados apresentam bons ajustes, sendo o modelo Gompertz o que melhor representa o crescimento em altura do cafeeiro. Na densidade de plantio 10000 plantas ha −1 , observa-se as maiores estimativas para a altura média das plantas. E, em ambas as densidades, os regimes de irrigação, 20 e 60 kPa apresentaram índices de maturidade maiores que o regime não irrigado, indicando que esta técnica contribui positivamente para o desenvolvimento vegetativo do cafeeiro.
Descrição do crescimento vegetativo do cafeeiro cultivar Rubi MG 1192, utilizando modelos de regressão
(Editora UFLA, 2014-04) Pereira, Adriele Aparecida; Morais, Augusto Ramalho de; Scalco, Myriane Stella; Fernandes, Tales Jesus
Os produtos agrícolas constituem uma das bases da economia brasileira, e entre eles, destaca-se o café. Objetivou- se, no presente trabalho, avaliar, ao longo do tempo, o crescimento vegetativo de plantas do cafeeiro, cultivar Rubi MG 1192, cultivadas nas densidades 3333 e 10000 plantas ha –1 e nos regimes de irrigação testemunha, 20 kPa e 60 kPa. Os dados são oriundos de experimento realizado em Lavras-MG, no delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições, utilizando uma adaptação da análise conjunta de experimentos, com o esquema de parcelas divididas. As densidades de plantio foram consideradas como os ambientes, os regimes de irrigação, as parcelas e as épocas de avaliação constituíram as subparcelas no tempo. Segundo o coeficiente de determinação ajustado e o critério de informação de Akaike utilizados, o modelo Gompertz é o que melhor representa o crescimento em altura de plantas do cafeeiro e, o linear simples, o que melhor descreve a relação entre o número de ramos plagiotrópicos e o tempo. As plantas mais altas e com maior número de ramos plagiotrópicos foram observadas nos regimes irrigados, indicando que a irrigação contribui positivamente para o desenvolvimento vegetativo do cafeeiro. Maiores médias para a altura e para o número de ramos plagiotrópicos também foram observadas na maior densidade de plantio.
Double sigmoidal models describing the growth of coffee berries
(Universidade Federal de Santa Maria, 2017-08) Fernandes, Tales Jesus; Pereira, Adriele Aparecida; Muniz, Joel Augusto
This study aimed to verify if the growth pattern of coffee berries, considering fresh mass accumulation over time, is double sigmoid and to select the most suitable nonlinear model to describe such behavior. Data used consisted of fourteen longitudinal observations of average fresh mass of coffee berries obtained in an experiment with the cultivar Obatã IAC 1669-20. The fits provided by the Logistic and Gompertz models were compared in their single and double versions. Parameters were estimated using the least squares method using the Gauss-Newton algorithm implemented in the nls function of the R software. It can be concluded that the growth pattern of the coffee fruit, in fresh mass accumulation, is double sigmoid. The double Gompertz and double Logistic models were adequate to describe such a growth curve, with a superiority of the double Logistic model.
Modelagem do diâmetro de copa do cafeeiro podado cultivado em diferentes densidades e regimes hídricos
(Editora UFLA, 2016-10) Pereira, Adriele Aparecida; Morais, Augusto Ramalho de; Scalco, Myriane Stella; Fernandes, Tales Jesus
O objetivo neste trabalho foi descrever e analisar, por meio dos modelos Brody e Logístico, a evolução do diâmetro de copa de plantas do cafeeiro, cultivadas em duas densidades de plantio e submetidas a cinco regimes de irrigação, após a poda por esqueletamento e decote. Os dados analisados são provenientes de experimento realizado na Universidade Federal de Lavras, em Lavras, Minas Gerais. Após a poda da lavoura, os dados foram coletados trimestralmente no período que compreendeu fevereiro de 2008 a novembro de 2010, totalizando 12 medições. Com base no coeficiente de determinação e critério de informação de Akaike corrigido, o modelo não linear Logístico destacou-se como mais eficiente na descrição do diâmetro de copa do cafeeiro podado. Em todos os regimes de irrigação estudados o adensamento não afetou negativamente o crescimento das plantas. As maiores estimativas para o diâmetro de copa assintótico e índice de crescimento foram obtidas com os regimes irrigados, indicando que a irrigação pode contribuir para a plena recuperação da lavoura podadas.
Modeling nitrogen loss due to ammonia volatilization in fertilizers applied to coffee plants
(Editora da Universidade Estadual de Maringá - EDUEM, 2025-03-25) Nascimento, Leonardo de Almeida; Fernandes, Felipe Augusto; Pereira, Adriele Aparecida; Alves, Henrique José de Paula; Fernandes, Tales Jesus
The coffee tree has a strong dependence on nitrogen (N), which influences the nutritional aspect and plant productivity. The knowledge of the nutritional behavior of coffee crops, as well as the pattern of nutrient release and loss, contribute to the appropriate crop management, influencing quality, productivity and minimizing economic losses. Therefore, the objective of this article is to select the non-linear model that best describes nitrogen losses due to ammonia (NH3) volatilization, in seven conventional and increased efficiency fertilizers, applied in three installments to coffee plants and indicate the fertilizers that presented the highest and lowest nitrogen losses due to NH3 volatilization. The data come from an experiment carried out during the 2015/2016 harvest at the Coffee Innovation Agency (INOVACAFÉ) of the Federal University of Lavras, in a randomized block design with 3 replications of 7 treatments (nitrogen fertilizers). The estimation method used was the least squares method (MMQ), with the Gauss-Newton convergence algorithm as the iterative method. As diagnostic measures to determine the best model, the adjusted coefficient of determination (R2aj), residual standard deviation (RSD), Akaike information criterion (AIC) and mean absolute deviation (MAD) were used. It was verified that all models exhibited good adjustments, however, the Brody and Logistic models stood out in describing the accumulated nitrogen losses, due to ammonia volatilization, in relation to the seven treatments applied and evaluated. It was found that ammonium nitrate and ammonium sulfate fertilizers presented the lowest N losses, while Prilled Urea and Urea + anionic polymer contribute the greatest losses due to the volatilization of NH3, in the three fertilizations on coffee plants.
Seleção de modelos não lineares para a descrição das curvas de crescimento do fruto do cafeeiro
(Editora UFLA, 2014-04) Fernandes, Tales Jesus; Pereira, Adriele Aparecida; Muniz, Joel Augusto; Savian, Taciana Villela
O café é um dos produtos mais importantes da agricultura brasileira, portanto estudos que visam uma melhor qualidade final do seu fruto têm sido, cada vez mais, objetivo de pesquisas. Conhecer as curvas de crescimento de frutos permite um melhor manejo da cultura, bem como identificar as épocas de maior demanda de nutrientes. Objetivou-se, neste trabalho, comparar o ajuste dos modelos de regressão não lineares Logístico e Gompertz, na descrição das curvas de crescimento do fruto do cafeeiro, considerando a heterogeneidade das variâncias amostrais, nas diferentes faces de exposição ao sol. Os dados analisados foram obtidos de Cunha e Volpe (2011) e correspondem aos resultados parciais de um experimento conduzido na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, UNESP, Campus Jaboticabal, SP, com a cultivar Obatã IAC 1669-20, que pertence à espécie Coffea arabica. Foram utilizados os modelos não lineares Gompertz e Logístico, ponderados (variâncias amostrais heterogêneas) e não ponderados. A estimação dos parâmetros foi feita utilizando a função “gnls” da biblioteca “nlme” do software R, o método de mínimos quadrados e o algoritmo de convergência de Gauss-Newton. A qualidade dos ajustes foi comparada com base nos seguintes critérios: coeficiente de determinação ajustado ; critério de informação de Akaike e medidas de curvatura de Bates e Watts. Os modelos não lineares estudados descreveram de forma satisfatória a curva de crescimento do fruto do cafeeiro, fornecendo parâmetros com interpretações práticas. A incorporação da heterocedasticidade foi eficiente, pois tornou as estimativas dos parâmetros mais confiáveis. O modelo que melhor descreveu o crescimento do fruto do cafeeiro foi o modelo Gompertz ponderado, em ambas as faces de exposição ao sol.