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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2019.tde-20191220-141305
Document
Author
Full name
Edson Alves Bastos
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1999
Supervisor
Title in Portuguese
Adaptação do Modelo CROPGRO para simulação do crescimento e desenvolvimento do feijão Caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.), sob diferentes condições hídricas, no Estado do Piauí
Keywords in Portuguese
BALANÇO HÍDRICO
CAUPI
CRESCIMENTO VEGETAL
DESENVOLVIMENTO VEGETAL
IRRIGAÇÃO
MODELOS
SIMULAÇÃO
Abstract in Portuguese
O modelo CROPGRO, do sistema DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer) foi adaptado para simular o crescimento e desenvolvimento do feijão Caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) sob diferentes práticas de manejo, no Estado do Piauí. O modelo adaptado (CROPGRO-cowpea) foi aplicado para diferentes condições hídricas e épocas de semeadura, visando fornecer ao agricultor informações sobre um manejo econômico da irrigação. No modelo CROPGRO, foram modificados apenas parâmetros que definem os arquivos de espécie (.SPE), de cultivar (.CUL) e de ecótipo (.ECO), visando caracterizar a cultura do feijão caupi. Estas informações foram obtidas a partir da literatura e de resultados de pesquisas conduzidas na Embrapa Meio-Norte, nos municípios de Parnaíba e Teresina, Piauí, durante os anos de 1996 a 1998. Também foram criados arquivos contendo as características de solo e de clima dos referidos locais. Para calibrar o modelo, foram utilizados experimentos cujos tratamentos consistiram na aplicação de diferentes lâminas de irrigação. Nestes experimentos, foram avaliados a biomassa acumulada, o índice de área foliar, os componentes de produção e a produtividade de grãos de duas cultivares de feijão Caupi (BR 14 - Mulato e BR - 17 Gurguéia). Para avaliação do modelo, foram utilizados experimentos, em que foram aplicadas diferentes doses de fósforo e densidades de plantas. Nessa fase, foram comparados os valores observados e simulados dos componentes de produção e de produtividade de grãos. Após calibrado e avaliado, o modelo CROPGRO-cowpea foi aplicado para identificar estratégias de manejo de irrigação que proporcionassem a maior receita líquida ao produtor. Para isso, foram simulados experimentos, onde se avaliou o efeito de cinco níveis de água associados a quatro épocas de semeadura, sobre a produtividade econômica de grãos da cultivar BR 17 - Gurguéia para os municípios de Parnaíba e Teresina, Piauí. Os resultados da fase de calibração evidenciaram ajustes satisfatórios do modelo na estimativa da biomassa e do índice de área foliar para as duas cultivares, locais e anos estudados, constatados pelos elevados valores de r2 (em média, 0,95 para biomassa e 0,91 para o IAF) e baixos valores de erro absoluto médio (EAM) (em média, 350,2 kg.ha-1 para a biomassa e 0,34 para o IAF). Tanto na calibração como na avaliação do modelo, houve boas estimativas dos eventos fenológicos do feijão caupi, com erros variando de 0 a 5 dias. O modelo também apresentou uma boa performance nas simulações dos componentes de produção, exceto para o peso de 100 grãos, cujos erros de estimativa variaram de 3,4 a 49,2% (Fase de calibração) e de 2,8 a 30,8% (Fase de avaliação). Considerando os valores médios de produtividade de grãos dos dois anos (Fase de calibração), o modelo apresentou erros variando de 5,6 a 14,9% (Parnaíba) e de 3,8 a 5,3% (Teresina). Na fase de avaliação, os melhores ajustes foram obtidos para os tratamentos sem limitação de fósforo. De acordo com os resultados da aplicação do modelo para os dois locais, o manejo da irrigação que maximiza a receita líquida ao produtor de feijão Caupi é a manutenção do teor de água no solo em níveis de até 50% da capacidade de água disponível, realizando-se a semeadura em 15/06. Concluiu-se que o CROPGRO-cowpea simula satisfatoriamente o crescimento e desenvolvimento do feijão Caupi para as condições de solo e clima do Estado do Piauí e que o referido modelo constitui-se em uma importante ferramenta para auxiliar produtores rurais na busca de um manejo econômico da irrigação
Title in English
Adaptation of CROPGRO model for simulation of the growth and development of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.) under different water regimes in Piauí State, Brazil
Abstract in English
The CROPGRO Model, which is part of DSSAT system (Decision Support System for Agrotechnology Transfer), was adapted for simulating the growth and development of the cowpea crop under different management practices in Piauí State, Brazil. The adapted model (CROPGRO-cowpea) was applied for different water regimes and planting dates to obtain information about economic irrigation management. In the CROPGRO, only input parameters that define a crop species, cultivars, and ecotype were changed in order to characterize cowpea crop. These information were obtained from literature search and some experiments carried out at Embrapa Meio-Norte in Parnaíba and Teresina, Piauí, from 1996 to 1998. Soil and climate files were created for the localities considered. Experiments with different irrigation depth were used to calibrate this model. In these experiments, dry matter, leaf area index (LAI), yield components and grain yield of cowpea (cvs. BR 14 Mulato and BR 17 Gurguéia) were evaluated. Other experiments, where treatments consisted of different phosphorus levels and plant population, were used to validate this crop model. The yield components and grain yield were used to compare observed and simulated values. After calibration and validation, the CROPGRO-cowpea model was applied to identify strategies of economic irrigation management. For that, experiments with 20 treatments (five water regimes and four planting dates’ combination) were simulated, considering the soil and climate conditions of Parnaíba and Teresina. Calibration showed good fit for dry matter and LAI estimates to the cultivars, localities and years considered. The medium values of r2 and medium absolute error (MAE) were 0.95 and 350.2 kg.ha-1 to dry matter, and 0.91 and 0.34 to LAI. The difference between observed and estimated values of plant phenology varied from O to 5 days on the calibration and validation of the model. The model also presented a good performance on yield components estimates, excluding the 100 grains weight that presented errors from 3.4 to 49.2% (calibration) and 2.8 to 30.8% (validation). Considering the yield medium value of two years- (calibration phase), the model presented errors from 5.6 to 14.9% (Parnaíba) and from 3.8 to 5.3% (Teresina). In the validation phase, the best fit was obtained for the treatments without phosphorus limitation. The irrigation management that offers the maximum economic return to cowpea producers is to maintain the soil moisture up 50% of soil water available, with the planting date in 15/06. The results showed that the CROPGRO-cowpea model simulates the growth and development of cowpea crop with reasonable accuracy for the soil and climate conditions of Piauí State. This model is an important tool to identify strategies of economic irrigation management
 
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Publishing Date
2019-12-20
 
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