ambiente, planta e modelos aplicados ao manejo e avaliação ... marcos bernardes... · •modelos...
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• Condições climáticas:
• zoneamento,
• irregularidade climática: uma constante
•Ambientes de produção – solos/clima:
• modelo qualitativo
• pequena consideração ao clima
• Potencial de produção e ecofisiologia:
• múltiplas interações entre fatores de produção
• base fisiológica para o manejo do canavial
• participação da variedade (cultivar ou genótipo)
•MODELOS MATEMÁTICOS PARA ENTENDER E QUANTIFICAR OS
PROCESSOS DE PRODUÇÃO
SUMÁRIO
Clima e cana-de-açúcar (Campos/RJ 1991-2000)
- irregularidade (anual, mensal, etc.) é constante
- imprevisibilidade de diversos fatores (principalmente precipitação )
NA LAVOURA
MÚLTIPLAS INTERAÇÕES ENTRE FATORES DE
PRODUÇÃO E A PRÓPRIA CANA-DE-AÇÚCAR
EFEITOS COMPENSATÓRIOS:
- frio e chuva na maturação
- chuva e nebulosidade no crescimento
EFEITOS EXACERBADORES:
- seca, falta de Ca em solo arenoso, cigarrinha
SINERGISMO:
- irrigação e adubação nitrogenada sobre a fotossíntese
REAÇÃO DA CANA:
- crescimento radicular em estresse hídrico
Baixo risco,
aptidão
plena
Baixo risco,
irrigação de
salvamento
Alto Risco de
Perda por
deficiência hídrica;
irrigação intensiva
imprescindível
Alto Risco de Perda
por geadas;
ausência de período
seco para maturação
e colheita
Fase ou Órgão Ambiente Temperaturas (°C)
Ideal Crítica Máxima Mínima Prejudicial
Brotação de gemas solo 34 - 37 19 44 21 -
Enraizamento solo 34 - 37 19 44 12 -
Absorção de água solo 28 - 30 15 - 10 -
Absorção de nutr. solo 26 - 27 19 - - -
Cresc. das raízes solo 26 - 27 21 - 10 -
Perfilhamento ar 25 - 30 20 30 15 -
Cresc. dos colmos ar 28 - 32 21 34 15 -
Estrias cloróticas ar - calor - - - - > 33
Estrias cloróticas ar - frio - - - - < 8
Morte gema apical ar - - - - -1,0 a -3,3
Morte gemas laterais ar - - - - -3,3 a -6,0
Morte das folhas ar - - - - -2,2 a -5,0
Morte dos colmos ar - - - - -1,0 a -7,5
Florescimento ar - - < 31 > 18 -
Maturação ar < 21 - - - -
PRINCIPAIS VALORES MÉDIOS DE TEMPERATURAS NA CANA-DE-AÇÚCAR
Sistema IAC
Água disponível
CAD
Evapotranspiração
Solos:
Textura
Tipo de Solos ( 3° nível)
Caráter abruptico,
arênico, espessarênico.
Fertilidade:
CTC e SB
Caráter álico, mesoálico
Caráter ácrico
Eutrófico, mesotrófico e
distrófico.
Ambiente de produ A B C D E
Decaimento de produtividade (t/ha)
com sucessivos cortes 0,17 0,19 0,20 0,24 0,28
1 120,0 115,0 105,0 100,0 95,0
2 106,7 100,8 91,4 84,7 78,2
3 99,6 93,3 84,3 76,8 69,8
4 94,8 88,4 79,6 71,7 64,4
5 91,3 84,7 76,1 68,0
6 88,5 81,8 73,4
média 100,1 94,0 85,0 80,2 76,9
TCH5C = (C1 + 3,5 * C2) / 5
Onde:
TCH5C = estimativa para a produtividade média de cinco cortes
C1 = produtividade do 1º corte (cana de ano e meio)
C2 = produtividade do 2º corte
EQUAÇÃO PARA ESTIMATIVA DA PRODUTIVIDADE MÉDIA DE CINCO CORTES
A PARTIR DOS DOIS PRIMEIROS CORTES Rubens L. do C. Braga Junior - CTC, 1994
EQUAÇÃO PARA ESTIMATIVA DA PRODUTIVIDADE MÉDIA DE CINCO CORTES
A PARTIR DOS DOIS PRIMEIROS CORTES Rubens L. do C. Braga Junior - CTC, 1994
Menor população de colmos;
Menor crescimento dos colmos, conseqüência de menor taxa de assimilação;
Fatores do ambiente (solo e clima);
Fatores de manejo (compactação do solo, sanidade de mudas e das plantas, época de colheita tratos culturais, adubação e mato competição).
Biométricas
Fatores de produção
Aprimorar estimativa do decaimento de
produtividade entre cortes
Compreender mecanismos do decaimento
TCH e = TCH 1 x n -cd
onde:
TCH n = produtividade do canavial, em t.ha-1, no corte número n,
cd = coeficiente de decaimento.
Analise de correlação e regressão entre coeficiente de decaimento comparado com: Potencial produtivo do solo (Bernardes et al. STAB, 2002)
- Intensidade relativa de manejo (comparada com o
ótimo teórico ou máximo desejado pelo técnico)
A queda de produtividade nos canaviais, nos sucessivos
cortes, apresenta uma dependência mais robusta com a
intensidade de manejo adotada do que com a qualidade
do ambiente de produção.
O modelo expresso por uma equação exponencial
negativa apresenta precisão para estimar a
produtividade nos sucessivos cortes dos canaviais.
Produtividades potenciais de algumas culturas
Milho
Cultura Teórico
3.000 kg.ha-1
Média Nacional A campo
Cana
18.000 kg.ha-1 VENTIMIGLIA et
al. (1999)
Soja
24.700 kg.ha-1 VYN (2001)
31.400 kg.ha-1 YAMADA (1997)
1.600 kg.ha-1 8.604 kg.ha-1
COOPER (2003)
90 t.ha-1 ? 250 t.ha-1
Ajustes para elevação da produtividade
Genótipo (variedade cultivada)
Solo (propriedades físicas e químicas) e Clima
470 t.ha-1 (Moore, 1989)
395 t.ha-1 (Hunsigi, 1993)
Modelo utilizado:
ICxCIAFxCRxNxIAFxAdcxxP dia
41027,1
22
ln1
ln1
2
1
.d
T
fb
q
c
eaAdc
N
n
N
Qgq 1,05,0
60.
__
Adc
Cana de Ano Radiação Real
7955 52 40 32 32
351
246232
179
143 141
0
100
200
300
400
500
600
Sem Déficit Hídrico Com Déficit Hídrico
Cultivo de inverno (Radiação Real)
t.h
a-1
Fitomassa seca de colmo Fitomassa verde de colmo
Simulação...
Assimilar conhecimento obtido através de
experimentos com menor custo;
Promover o uso do método científico na tomada de
decisões em substituição à intuição;
Fornecer ferramentas dinâmicas e quantitativas que
analisem a complexidade dos sistemas de culturas e o
seu manejo,
Avaliar interações dos genótipos com o ambiente
Para gerar cenários, por simulação, em situações não
testadas experimentalmente.
Nenhum modelo pode levar em conta todas as complexidades existentes nos sistemas biológicos;
Um modelo pode ser uma ferramenta para melhorar o processo de pensamento crítico, não um substituto a esse;
Modelos podem ajudar a formular hipóteses e melhorar a eficiência de experimentos no campo, mas não elimina a necessidade dos mesmos.
Balanço de carbono, (Pereira, 1987);
Acúmulo de matéria seca (Inman-Bamber & Thompson, 1989);
Matemático-fisiológico, (Barbieri, 1993) ;
CANEGRO - Balanços detalhados do carbono e da água em equações de balanço de energia. Usa a plataforma Dssat, desenvolvimento constante (Inman-Bamber et al. 1993);
CANESIM - África do Sul, evoluiu de um modelo para controle de irrigação em cana-de-açúcar, (Singels et al., 2000)
O CANESIM foi desenvolvido em função da necessidade do setor produtivo em atividades de planejamento. O CANEGRO não atendia essa demanda de informações porque é muito exigente em parâmetros tornando-o pouco ágil para fins práticos, que necessitam de informações a curto prazo
Uso da modelagem matemática
Modelos de
crescimento
de culturas
Modelos empíricos
Modelos Mecanísticos
Análise de fatores isoladamente
Não consideram a interação entre fatores
Úteis para sumarização dos resultados
Baseado em dados locais de experimentos
Análise com dinâmica entre os fatores
Modelos individuais para cada fator
Baseado em teorias científicas e hipóteses
Modelo Expolinear (Goudrian & van LAR,1994)
Taxa de crescimento é proporcional a radiação interceptada
Fase exponencial- Plantas jovens sem
competição intraespecífica (máxima competição
interespecífica) ate o fechamento da copa
Linear e maxima-após o fechamento da copa
nteração dos fatores ambientais acentua da para
“definir” o crescimento
Duas fases distintas
Rostron (1974)
• tx. média (MS) = 18g.m-2.dia-1
CRESCIMENTO DA PARTE AÉREA
Machado (1981)
• tx. média - 12 g.m-2.dia-1
• tx. max. 25 g.m-2.dia-1 - período de 300 a 400 dias
Bull & Glasziou (1975)
• tx. max. 40 g.m-2.dia-1
0
20
40
60
80
100
120
140
160
1 2 3 4 5Cortes
To
nela
das d
e can
a/h
a
1,00 m
1,30 m
1,60 m
1,90 m
1,00 D m
1,50 D m
Efeito do espaçamento entre fileiras
0
50
100
150
TCH
Produtividade das safras 85/93. Comparativo
entre espaçamentos Usina da Barra Grande de
Lençois - SP
1,10 m 107 86.4 78.5 70.67 74
1,40 m 91.5 79.67 70.5 62 62.33
1º 2º 3º 4º 5º
Morelli et al. (1993)
0
100
200
TCH
Produtividade das safras 86/93. Comparativo
entre espaçamentos Usina Santa Adelaida Dois
Córregos - SP
1,10 m 101.7 93 81 72
1,40 m 89 81.5 74 65.1
1º corte 2º corte 3º corte 4º corte
Morelli et al. (1993)
0
50
100
150
TCH
Produtividade da safra 83/85. Comparativo de
espaçamento Usina São José ZL Macatuba - SP
1,10 m 113.75 89.92 76.82 71.97 63.9
1,40 m 94.56 81.11 67.06 59.18 60.55
1º corte 2º corte 3º corte 4º corte 5º corte
Morelli et al. (1993)
0
50
100
TCH
Produtividade das safras 86/93. Comparativo de
espaçamentos Destilaria Alexandre Balbo
Iturama - SP
1,10 m 76.22 93.11 81.36 73.93 72.77
1,40 m 66.22 82.1 68.72 65.22 64.91
1º 1º 2º 3º 4º
Morelli et al. (1993)
0
100
200
TCH
Produtividade das safras 87/93. Comparativo de
espaçamentos Usina Santa Cruz/Guarani Olímpia
- SP
1,00 m 125.6 103.3 88.5 76.3
1,40 m 116.3 95.65 80.96 69.45
1º corte 2º corte 3º corte 4º corte
Morelli et al. (1993)
0
50
100
TCH
Produtividade das safras 87/93. Comparativo de
espaçamento Usina Sapucaia Campos - RJ
1,10 m 87.2 75 72.9 69
1,40 m 79 72.1 62.57 60
1º corte 2º corte 3º corte 4º corte
Morelli et al. (1993)
Figura 1. Interações entre espaçamento e produtividade da cana-de-
açúcar. Adaptado de GALVANI et al. (1997).
Diferenças no índice de área foliar
Diferenças no índice de área foliar durante o período de crescimento
da cana-de-açúcar. (Barbieri et al., 1993).
Maior resposta à irrigação na cana planta
- maior IAF (aproximadamente 6 a 7)
- demanda crescente por água no período seco