Artificial intelligence in the annual increment of eucalyptus hybrid for defoliation and toe drought

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.007.0006

Keywords:

Neuron, Artificial Neural Networks, Forestry

Abstract

The techniques for conducting eucalyptus stands involve silvicultural treatments such as fertilization, maintenance of pruning, pruning, thinning, and the management of pests and diseases that attack the stand, so that forest pests and diseases are responsible for large losses in the development of plantations. This study evaluates the application of artificial neural networks in predicting the effect of defoliation and drying of tops of trees in reducing the volumetric productivity in commercial Eucalyptus plantations urophylla x Eucalyptus grandis hybrid clone in Pará southeastern mesoregion. The data were collected in commercial Eucalyptus plantations located in the Dom Eliseu, Pará State. A 100 Multilayer Perceptron networks were trained. The input layer used the qualitative variables, Defoliation Severity and Ponteiro Dryness Severity (SevSec) and the quantitative variable Average Annual Increase (IMA). In the intermediate layer the number of neurons for data processing varied between 3 and 11. Considering the value of the Person correlation coefficient we have different indications of the best nets in training and validation. The difference between the correlation of the observed values of the IMA7 2012 and the predicted values for the IMA7 2012 expressed by r indicates that net 6 was efficient in training, but did not show as much efficiency in validation, being the value of r in training, 0.964, while in validation the second worst result, 0.933, with net 3 showing a value of 0.979. Following a different trend than r and DMP (%), the RMSE ranks the best net at training among the best at the validation stage. Network 6 in the learning phase showed a value of 0.00, indicating accuracy in predicting the accuracy of this parameter. The overall average of the estimated values was higher than the average of the observed IMA7 2012 showing consistency with the graphical analysis of the residuals of network 5, which has a slight tendency to overestimate the results, but without statistical significance by the Chi-square test. The artificial neural networks are presented as a tool with high statistical accuracy and can be used in predicting the effect of defoliation and drying of tops of trees in reducing the volumetric productivity in commercial plantations of Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis hybrid clone in the Pará southeastern mesoregion.

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Author Biographies

Jonas Elias Castro da Rocha, Universidade Federal Rural da Amazônia

Engenheiro Florestal pela Universidade Federal Rural da Amazônia ? UFRA. Mestrado em Ciência Florestais, na área de concentração em Silvicultura, UFRA. MBA em Gestão Florestal pela Universidade Federal do Paraná - UFPR. Doutorado em Ciência Florestais, na área de concentração em Manejo de Ecossistemas de Florestas Nativas e Plantadas. Entre os aos de 2011 e 2014 trabalhou na Vale Florestar SA como Especialista em Solos e Nutrição de Eucalipto e na Gestão de P&D. Com as seguintes responsabilidades: Indicação do pacote tecnológico da empresa (programa de fertilização florestal, materiais genéticos, defensivos agrícolas); Gestão da Pesquisa contínua de novos produtos, manejo de solos, nutrição florestal, programa de melhoramento genético e desenvolvimento clonal, e regeneração natural de florestas nativas; Participou de atividades técnicas na certificação FSC e CERFLOR; Fiscalização de contratos de prestação de serviços que auxiliam no P&D da Empresa. Realizou trabalhos de pesquisa e consultoria nas empresas listadas a seguir: AMATA SA; Companhia Vale do Rio Doce ? CVRD; Concrem Wood; Concrem Florestal; Floraplac MDF; Transportadora Floresta do Araguaia ? TFA; Sennor LTDA; Maxma Brasil Forest S.A; Federação de Agricultura e Pecuária do Estado do Pará ? FAEPA; Sistemas Florestais Sustentáveis do Brasil; Viveiro Dacko. Em Agosto de 2014 ingressou no serviço público como Professor Efetivo do Magistério Superior da Universidade Federal Rural da Amazônia, respondendo pelas disciplinas correlatas a Manejo de Solos Florestais e produção de mudas. Em 2014 assumiu a coordenação do curso de Engenharia Florestal do Campus da UFRA em Parauapebas. Em 2015 assumiu a sub coordenação do Curso de Engenharia Florestal do Campus da UFRA em Paragominas. Em 2017 assumiu o cargo de Pró-Reitor Adjunto de Extensão da Universidade, até 2021. 

Ernandes Macedo da Cunha Neto, Universidade Federal do Paraná

Doutorando na Universidade Federal do Paraná no programa de Engenharia Florestal, atuando na linha de pesquisa Manejo Florestal. Mestre em Engenharia Florestal na Universidade Federal do Paraná. Graduado em Engenharia Florestal pela Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA), Campus Paragominas - PA, na qual desenvolvi trabalhos na área de Manejo de Povoamentos Florestais, com ênfase em Inventário florestal e Dendrometria, além da aplicação de Redes Neurais Artificiais e Regressão Linear para prever diferentes recursos florestais, dentre eles, o crescimento do eucalipto clonal. Tem experiência na área de Geotecnologia, com ênfase em Sensoriamento Remoto, Geoprocessamento e Geoestatística. Membro do grupo de pesquisa Estudos em Manejo de Doenças de Plantas Tropicais, no qual trabalho com modelagem estatística e distribuição espacial de doenças de plantas tropicais. 

Lina Bufalino, Universidade Federal Rural da Amazônia

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Lavras (UFLA) (2003-2008), mestrado (2008-2010) e doutorado (2010-2014) em Ciência e Tecnologia da Madeira pela UFLA. Atua principalmente nas áreas de tecnologia de produtos florestais madeireiros e não-madeireiro, nanotecnologia no setor florestal e engenharia de biomateriais. Foi professora Adjunta I no curso de Engenharia Florestal da Universidade do Estado do Amapá (UEAP) por três anos (2014-2017) e atualmente é professora Adjunta I do curso de Engenharia Florestal da Universidade Federal Rural da Amazônia (UFRA). É professora permanente de três programas de pós-graduação: Ciências Florestais da UFRA; Rede BIONORTE da Universidade Federal do Amazonas; e Ciências Ambientais da Universidade Federal do Amapá. É editora auxiliar do periódico Cerne da UFRA. Tem 60 artigos publicados em periódicos nacionais e internacionais. Teve experiência no desenvolvimento de pesquisas em rede durante envolvimento com a Rede Brasileira de Compósitos e Nanocompósitos (RELIGAR) da UFLA. Teve as seguintes experiências em gestão universitária: chefe de divisão de pesquisa (2014) - UEAP; chefe de divisão de pós-graduação (2016-2017) - UEAP; membro do comitê de pós-graduação e de iniciação científica (2014-2017); comissão de revisão de regimento acadêmico (2017) - UEAP; e núcleo docente estruturante (2015-2016) - UEAP.

Cândido Ferreira de Oliveira Neto, Universidade Federal Rural da Amazônia

Graduado em Agronomia pela Universidade Federal Rural da Amazônia (2005), Mestrado em Agronomia (2008), na área de concentração em Produção Vegetal e Doutorado em Ciências Agrárias, com área de concentração em Agrossistema da Amazônia (2010). Em 2008-2010 atuou como Pesquisador Colaborador da REDE-03-CT-PETRO na área da Tecnologia de Regeneração Artificial em Clareiras Abertas pela extração e Transporte de Petróleo e Gás Natural. Professor Adjunto III da Universidade Federal Rural da Amazônia e e atualmente é Pró-Reitor Adjunto de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnológico e Professor do Programa de Pós graduação de Ciências Florestais, Produção Animal na Amazônia e Rede Bionorte. Coordenador do Grupo de Pesquisa Estudos da Biodiversidade de Plantas Superiores (EBPS/UFRA), Bolsista de Produtividade CNPq- 2 e representante da Região Norte da Sociedade Brasileira de Fisiologia Vegetal. Possui experiência na área de Produção Vegetal, com ênfase em Fisiologia e Bioquímica Vegetal e Produção Animal. Trabalha com plantas sob estresses abióticos e bióticos, buscando plantas adaptadas e resistentes aos vários tipos de estresses. 

Jade Cristynne Franco Bezerra, Universidade Estadual Paulista

Doutoranda em proteção florestal (Ciência florestal) na Universidade Estadual Paulista, campus Botucatu, atuando na área de entomologia (Controle biológico de pragas florestais). Desenvolvo pesquisas no Laboratório de Controle de pragas florestais para melhorar a qualidade da criação massal e desempenho em campo do parasitoide de ovos Cleruchoides noackae, inimigo natural do percevejo bronzeado em parceria com a Embrapa Florestas. Sou Engenheira Florestal pela Universidade Federal Rural da Amazônia, onde participei do grupo de Estudos em Manejo de Doenças de Plantas Tropicais e do grupo de pesquisa em Manejo Integrado de Pragas - GEMIP. Sou Mestre pelo programa de pós graduação em Agronomia - Produção Vegetal, na linha de pesquisa em proteção vegetal e segurança ambiental, na Universidade Federal do Paraná.

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Published

2021-07-15

Issue

Vol. 12 No. 7 (2021): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Jul 2021

Section

Ciências Florestais

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