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Artificial neural networks, quantile regression, and linear regression for site index prediction in the presence of outliers
(Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2019) Araújo Júnior, Carlos Alberto; Souza, Pábulo Diogo de; Assis, Adriana Leandra de; Cabacinha, Christian Dias; Leite, Helio Garcia; Soares, Carlos Pedro Boechat; Silva, Antonilmar Araújo Lopes da; Castro, Renato Vinícius Oliveira
The objective of this work was to compare methods of obtaining the site index for eucalyptus (Eucalyptus spp.) stands, as well as to evaluate their impact on the stability of this index in databases with and without outliers. Three methods were tested, using linear regression, quantile regression, and artificial neural network. Twenty-two permanent plots from a continuous forest inventory were used, measured in trees with ages from 23 to 83 months. The outliers were identified using a boxplot graphic. The artificial neural network showed better results than the linear and quantile regressions, both for dominant height and site index estimates. The stability obtained for the site index classification by the artificial neural network was also better than the one obtained by the other methods, regardless of the presence or the absence of outliers in the database. This shows that the artificial neural network is a solid modelling technique in the presence of outliers. When the cause of the presence of outliers in the database is not known, they can be kept in it if techniques as artificial neural networks or quantile regression are used.
Características anatômicas para produção de celulose do lenho de reação de árvores inclinadas de eucalipto
(Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2015-06) Boschetti, Walter Torezani Neto; Paes, Juarez Benigno; Oliveira, José Tarcísio da Silva; Dudecki, Larissa
O objetivo deste trabalho foi avaliar as características anatômicas para produção de celulose dos lenhos normal e de reação (de tração e oposto), do clone de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, com fuste inclinado por ação de ventos. As árvores foram agrupadas em quatro faixas de inclinação, que variaram de 0 a 50º. Foram analisadas as características anatômicas dos elementos de vasos e das fibras no sentido longitudinal do tronco, nos lados superior e inferior à inclinação, nos lenhos de tração e oposto, respectivamente. A frequência e o diâmetro tangencial dos vasos, bem como as dimensões das fibras e os seus respectivos índices de qualidade, foram influenciados pela inclinação. Nos lenhos de tração e oposto, os vasos apresentaram diâmetro reduzido e aumento da frequência. Observou-se diferença no comprimento das fibras, entre os lenhos de tração, oposto e normal, com influência nos índices de qualidade de fibra. A grande variabilidade na dimensão das fibras e dos vasos no lenho de reação contribui para reduzir a qualidade da madeira dos fustes inclinados, para obtenção de polpa celulósica.
Wood knots influence the modulus of elasticity and resistance to compression
(Floresta e Ambiente, 2018) Rocha, Maria Fernanda Vieira; Costa, Lívia Ribeiro; Costa, Luciano Junqueira; Araújo, Ana Clara Caxito de; Soares, Bruno Charles Dias; Hein, Paulo Ricardo Gherardi
The objective of this study was to establish the correlation between the size of the wood knots and the modulus of elasticity (MOE) and the compressive strength (Fc) in Eucalyptus wood. 156 Eucalyptus urophylla samples with knots were separated into 3 classes (small, medium and large knots), and samples were selected from the same tree and submitted to the parallel fiber compression test for MOE and Fc determination. There was a significant difference between the MOE and Fc of the smaller knot class (Class 1) and the other classes with larger knots (Classes 2 and 3). In general, the larger the knot, the greater the difference between the MOE and Fc. Wood with small knots (8.31 mm2) presents stiffness and strength statistically equal to wood free of defects. Eucalyptus wood stiffness is more sensitive to the presence of knots than the strength when compared to clear wood samples.
Efeito da qualidade da madeira no desempenho da polpação kraft
(Ciência Florestal, 2014-07) Carvalho, Danila Morais de; Silva, Marcelo Rodrigues da; Colodette, Jorge Luiz
O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da qualidade de madeiras de eucalipto no desempenho da polpação kraft sob duas diferentes condições de polpação e em dois níveis de deslignificação, baseando-se no rendimento, alvura, viscosidade e índice k/kappa corrigido das polpas produzidas. As madeiras de eucalipto (A, B e C), foram analisadas quanto às suas propriedades físico-químicas (densidades básica e aparente, teor de ligninas insolúvel e solúvel, teor de extrativos, cinzas e cinzas insolúveis em ácido clorídrico) e utilizadas para a produção de polpa celulósica por meio do cozimento kraft modificado, utilizando duas condições de polpação, sendo elas: Condição I (PI) - álcali efetivo de 16,5%, sulfidez de 30% e temperatura de cozimento de 155ºC; e Condição II (PII) - álcali efetivo de 17,5%, sulfidez de 32% e temperatura de cozimento de 147ºC. Ambos os cozimentos foram realizados buscando-se no número kappa de 15,5 ± 0,5 e de 18,0 ± 0,5. Foram avaliados os seguintes parâmetros de polpação e propriedades das polpas produzidas: fator H, rendimento depurado, viscosidade, alvura, conteúdo de ácidos hexenurônicos e o índice k/kappa corrigido. A madeira A, que apresentou menores teores de extrativos e lignina em sua constituição, bem como menores densidades básica e aparente quando comparada com as madeiras B e C, apresentou os melhores resultados para os parâmetros de cozimento avaliados, com destaque para a polpa produzida pela condição de cozimento PII com o número kappa de (18,0 ± 0,5), que apresentou maior rendimento, alvura e viscosidade dentre todas as polpas produzidas. Polpas produzidas com maior número kappa apresentam menores índices k/kappa corrigidos.
Retenção e penetração de cca em madeira de primeira e segunda rotação de Eucalyptus urophylla s.t. Blake
(Ciência Florestal, 2013-04) Valle, Mara Lúcia Agostini; Silva, José de Castro; Lucia, Ricardo Marius Della; Evangelista, Wescley Viana
Este trabalho teve como objetivo avaliar a retenção e penetração de arseniato de cobre cromatado (CCA tipo C), bem como algumas propriedades da madeira em duas rotações de dois híbridos naturais de Eucalyptus urophylla S. T. Blake, visando a sua utilização como madeira tratada. O estudo foi realizado com material proveniente de plantações comerciais, com 63 meses de idade. Para a caracterização da madeira, avaliaram- se a relação cerne-alburno, a massa específica básica e as dimensões de fibras e vasos. Para a avaliação da madeira tratada, determinaram-se a penetração e a retenção de arseniato de cobre cromatado (CCA tipo C). Utilizaram-se quatro árvores por rotação e material genético, que, posteriormente, foram seccionadas em três toras, totalizando 12 toras para cada tratamento. O tratamento preservativo foi realizado através do processo célula cheia, em autoclave, utilizando solução de CCA com concentração de 2 % de ingredientes ativos. O processo de tratamento utilizado foi eficiente dentro das condições exigidas pela norma NBR 9480, apresentando valores de retenção superiores aos mínimos exigidos pela norma, que é de 6,5 kg/m 3 de CCA por madeira tratada, além de proporcionar a penetração profunda e regular do preservativo no alburno de todas as toras tratadas. Não existem restrições quanto ao aproveitamento das madeiras de primeira e segunda rotação para tratamento preservativo, com base nas propriedades avaliadas. Não existiu correlação entre a retenção de CCA tipo C e as propriedades da madeira avaliadas.
Uso da técnica de resistografia e de variáveis dendrométricas na modelagem da densidade básica de povoamentos clonais de Eucalyptus
(Ciência Florestal, 2017-04) Dias, Donizete da Costa; Colodette, Jorge Luiz; Thiersch, Claudio Roberto; Leite, Hélio Garcia; Gomide, José Livio
A densidade básica é uma propriedade-chave de qualidade da madeira para produção de celulose, mas sua determinação demanda muito tempo e altos custos. O desenvolvimento de ferramentas de amostragem não destrutiva, eficiente e de baixo custo torna-se importante, e o Resistógrafo pode ser uma alternativa. Este estudo teve o objetivo de utilizar dados de amplitude de resistência à perfuração coletados pelo Resistógrafo, associados a variáveis dendrométricas, para desenvolver modelos para estimativa de densidade básica em povoamentos clonais de Eucalyptus. Utilizaram-se quatro clones híbridos Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla distribuídos em plantios comerciais no Vale do Paraíba com idade variando de 2 a 7 anos. Os materiais foram amostrados pelo Resistógrafo a 1,30 m do solo (DAP) e pela retirada de um disco na mesma altura para determinação da densidade básica em laboratório. Foram selecionadas equações lineares simples e múltiplas, iniciando pelo uso de dados do Resistógrafo (amplitude média) como variável preditora, e, posteriormente incluindo variáveis dendrométricas como DAP, idade, altura total, altura média das árvores dominantes e diâmetro médio quadrático. A inclusão destas variáveis aumentou a precisão das estimativas. A melhor equação selecionada para o conjunto dos 4 clones, ajustada, utilizando a amplitude média (Resistógrafo), associada à altura média das árvores dominantes, à idade das árvores e ao diâmetro médio quadrático, apresentou R2aj igual a 68,80%, com erro padrão residual de 0,0201g/cm3 ou 4,31%. Para cada clone, isoladamente, as equações mais precisas também foram aquelas em que se associou o Resistógrafo às variáveis do indivíduo e da população. Equações ajustadas em função apenas de variáveis dendrométricas apresentaram medidas de precisão superiores às ajustadas em função apenas do Resistógrafo, no caso do conjunto dos 4 clones, e superiores ao Resistógrafo associado a variáveis do indivíduo, no caso de cada clone isoladamente. O Resistógrafo mostrou-se como uma ferramenta eficiente para predição da densidade básica. Entretanto, estimativas tão ou mais precisas podem ser obtidas sem uso do equipamento quando se têm variáveis individuais e da população.
Composição química da madeira de eucalipto com diferentes níveis de desbaste
(Ciência Florestal, 2013-10) Zanuncio, Antônio José Vinha; Colodette, Jorge Luiz; Gomes, Fernando Jose Borges; Carneiro, Angélica de Cassia Oliveira; Vital, Benedito Rocha
O objetivo deste estudo foi avaliar diferentes regimes de desbaste em plantios silviculturais de clones de eucalipto (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis) para produção de madeira visando à obtenção de celulose e carvão com a finalidade de verificar se este efeito poderia afetar quantitativamente a proporção dos componentes químicos da madeira. O espaçamento inicial médio entre plantas foi de 3 x 3 m e os tratamentos foram: T1= testemunha, T2, T3 e T4 com desbaste de 20%, 35% e 50% da área basal presente, respectivamente. Os resultados foram submetidos ao teste de Tukey com 5% de probabilidade. De acordo com os resultados, constatou-se que o teor de lignina resultante do tratamento T4 foi maior que o dos demais; o de grupos urônicos do T1 foi semelhante ao dos demais tratamentos, mas os teores dos T2 e T4 diferiram entre si. O teor de extrativos do T1 foi semelhante ao dos T2 e T3 e menor que o do T4; o de carboidratos do T1 foi semelhante ao do T3 e superior aos demais. Concluiu-se que o desbaste aumenta a qualidade da madeira para ser utilizada como fins energéticos, como produção de carvão, mas não aumenta a produtividade de madeira destinada à confecção de celulose e papel.
Avaliação das propriedades físico- mecânicas de polpas produzidas por novas sequências de branqueamento
(Ciência Florestal, 2010-01) Pedrazzi, Cristiane; Colodette, Jorge Luiz; Oliveira, Rubens Chaves de; Muguet, Marcelo Coelho dos Santos; Gomide, José Lívio
A eficiência da deslignificação com oxigênio (pré-O2) é muito baixa para polpas de baixo número kappa e que contêm altas concentrações de ácidos hexenurônicos, pois o oxigênio não reage com esses ácidos, sendo mínima a eliminação destes durante a deslignificação com oxigênio em simples ou duplo estágio. Neste estudo, investigaram-se as propriedades físico-mecânicas de polpas produzidas por cozimentos cineticamente modificados até número kappa 17 e 14 e branqueadas pelas técnicas AD(EO)D, para polpa de kappa 17 e DHT(EPO)DP, para polpa de kappa 14. O objetivo principal do estudo foi o de avaliar as propriedades físicomecânicas das polpas submetidas a sequências de branqueamento sem o oxigênio, no início da sequência. Como referências, foram produzidas polpas de número kappa 17 e 14 as quais foram posteriormente deslignificadas com oxigênio e branqueadas com sequências convencionais: A/D(EO)D, para polpa de número kappa 17 e DHT(EPO)DP, para polpa de kappa 14. O branqueamento alternativo, sem a pré-O2, resultou em polpas branqueadas de maior integridade que as da referência, o que foi comprovado pelos valores significativamente mais altos de VEA (bulk), índice de rasgo, opacidade e resistência à passagem de ar (RPA) da polpa fracamente refinada (polpa para produzir papel tissue). Por outro lado, a alta integridade das fibras oriundas das polpas branqueadas por processos alternativos diminuiu suas conformabilidades e colapsabilidades, com consequente diminuição do índice de tração da polpa fracamente refinada. Porém, mediante um refino mais intenso (polpa para produzir papel de imprimir e escrever - P&W) o índice de tração foi recuperado. A alta integridade das polpas branqueadas sem a pré-O2 dificulta o seu refino. Para alcançar o grau de drenagem de 35oSR com as polpas provenientes dos processos alternativos de branqueamento, foi necessário aplicar cerca de 30% a mais de energia em relação à referência.
Avaliação da produtividade, conteúdo e eficiência de utilização de nutrientes em genótipos de Eucalyptus spp. No Vale do Jequitinhonha, MG
(Ciência Florestal, 2018-07) Faria, Geraldo Erli de; Barros, Nairam Félix de; Cunha, Vanderley Luiz Paranaíba; Martins, Ildeu Soares; Martins, Rosana de Carvalho Cristo
A hibridação de espécies de eucalipto possibilita a obtenção de híbridos mais produtivos e com alta eficiência de absorção e/ou utilização de nutrientes, dependendo das espécies combinadas. Neste contexto, o presente trabalho, conduzido na região do Vale do Jequitinhonha, Minas Gerais, teve por objetivos: determinar a produtividade, o conteúdo e a eficiência de utilização de N, P, K, Ca e Mg de híbridos interespecíficos de Eucalyptus spp. Para tanto, mediu-se o diâmetro à altura do peito (DAP) de todas as árvores presentes em cada parcela, e abateram-se três árvores com diâmetro correspondente ao da árvore média. Procedeu-se à cubagem das árvores pelo método de Smallian, utilizando a altura, o diâmetro e a espessura de casca na base e a 25, 50, 75 e 100 % da altura comercial. O peso de material fresco do lenho, da casca, das folhas e dos galhos foi determinado no campo, e desses componentes se coletaram amostras para determinação do peso da matéria seca. As amostras do tronco consistiram de discos coletados, com casca, na base e a 25, 50, 75 e 100% da altura comercial. As amostras de tecido vegetal foram analisadas para: N, P, K, Ca e Mg. Os resultados obtidos não indicaram diferenças significativas para a produção de biomassa de copa entre os híbridos de eucalipto em conseqüência de apresentarem mesma idade. Entretanto, a produção de biomassa de tronco apresentou diferenças significativas sendo os híbridos de Eucalyptus urophylla S. T. Blake proveniente de polinização natural mais produtivo em 50 e 69% em comparação aos híbridos de Eucalyptus urophylla W. Hill. Ex Maiden com Eucalyptus grandis Dehnh.e de Eucalyptus urophylla com descendentes do cruzamento de Eucalyptus camaldulensis com Eucalyptus grandis respectivamente. Além disso, aqueles híbridos foram os que alocaram maior quantidade de biomassa no tronco (92,3%) em relação à copa (7,7%), e ainda foram os mais eficientes na absorção e utilização de N, P, K, Ca e Mg. Concluiu-se que: 1) híbridos de Eucalyptus urophylla provenientes de polinização natural ou controlada não apresentam diferença na produção de biomassa de copa quando avaliados numa mesma idade; 2) a polinização controlada de Eucalyptus urophylla com Eucalyptus grandis e com descendentes do cruzamento de Eucalyptus camaldulensis com Eucalyptus grandis reduz a produção de biomassa de tronco; 3) híbridos de Eucalyptus urophylla provenientes de polinização natural são mais produtivos e mais eficientes na absorção e utilização de N, P, K, Ca e Mg e 4) híbridos de Eucalyptus urophylla provenientes de descendentes do cruzamento de Eucalyptus camaldulensis com Eucalyptus grandis são menos produtivos e menos eficientes na absorção e utilização de N, P, K, Ca e Mg.
Assessing the expected response to genomic selection of individuals and families in Eucalyptus breeding with an additive-dominant model
(Heredity, 2017) Resende, R. T.; Resende, M. D. V.; Silva, F. F.; Azevedo, C. F.; Takahashi, E. K.; Silva- Junior, O. B.; Grattapaglia, D.
We report a genomic selection (GS) study of growth and wood quality traits in an outbred F2 hybrid Eucalyptus population (n=768) using high-density single-nucleotide polymorphism (SNP) genotyping. Going beyond previous reports in forest trees, models were developed for different selection targets, namely, families, individuals within families and individuals across the entire population using a genomic model including dominance. To provide a more breeder-intelligible assessment of the performance of GS we calculated the expected response as the percentage gain over the population average expected genetic value (EGV) for different proportions of genomically selected individuals, using a rigorous cross-validation (CV) scheme that removed relatedness between training and validation sets. Predictive abilities (PAs) were 0.40–0.57 for individual selection and 0.56–0.75 for family selection. PAs under an additive+dominance model improved predictions by 5 to 14% for growth depending on the selection target, but no improvement was seen for wood traits. The good performance of GS with no relatedness in CV suggested that our average SNP density (~25 kb) captured some short-range linkage disequilibrium. Truncation GS successfully selected individuals with an average EGV significantly higher than the population average. Response to GS on a per year basis was ~100% more efficient than by phenotypic selection and more so with higher selection intensities. These results contribute further experimental data supporting the positive prospects of GS in forest trees. Because generation times are long, traits are complex and costs of DNA genotyping are plummeting, genomic prediction has good perspectives of adoption in tree breeding practice.

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