Calibração, teste e aplicação do modelo Aquacrop para a cultura do feijão sob regimes de irrigação.
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Data
2022-12-14
Autores
Conceição, Wenderson Nonato Ferreira da
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A irrigação é essencial para a cultura do feijão em regiões com deficiência hídrica, pois proporciona suprimento hídrico adequado para atingir seu potencial produtivo. Modelos de simulação de crescimento de culturas relacionam os componentes solo-água-planta-atmosfera para estimar o desenvolvimento e a produtividade das plantas em diferentes cenários, possibilitando indicar estratégias eficientes de irrigação. Para serem aplicados, os modelos requerem testes com dados independentes, após calibração de alguns coeficientes de cultura. O objetivo deste trabalho foi: a) calibrar coeficientes de cultura e testar a capacidade do modelo AquaCrop em simular fenologia, crescimento e produtividade de uma cultivar de feijão (IAPAR 57) sob três regimes hídricos (T0 – sem irrigação, T1 – irrigação plena e T2 - irrigação deficitária) e três épocas de semeadura (E1 – 21 de março, E2 – 24 de abril e E3 – 23 de agosto), e b) determinar estratégias eficientes de irrigação para a cultura do feijão em Londrina, PR. A calibração dos coeficientes da cultivar IAPAR 57 foi bem-sucedida possibilitando bom desempenho do modelo para simular a fenologia, crescimento do dossel e biomassa, e produtividade nos três regimes hídricos, durante os períodos de cultivo com temperaturas adequadas (E1 e E3). No período em que predomina temperaturas abaixo do ideal para a cultura (≤17oC), como em E2, associadas com irrigação deficitária ou sem irrigação, o modelo não penaliza adequadamente os estresses térmico e hídrico combinados, mesmo ajustando os coeficientes de estresse para estas condições, resultando em superestimativa do crescimento e produtividade da cultura. Portanto, falta ao modelo AquaCrop estender o efeito de estresse por frio, não apenas para o período de polinização, mas também para os outros períodos críticos, a fim de representar a desfolha do dossel ou mesmo a morte da planta. Nas simulações de longo período, o modelo foi capaz de calcular a variabilidade da produtividade devido às incertezas na precipitação ao longo dos anos e indicar estratégias de irrigação para Londrina, PR (irrigações após depleções de 120 e 170% da água facilmente disponível, para semeaduras em março e setembro, respectivamente) visando atingir altas produtividades da cultura (>2.769 kg ha-1) e produtividades de água (1.050 a 1.445 kg m-3), com a aplicação de lâminas intermediárias (<150 mm). Embora haja necessidade de melhoria do cálculo de penalização por estresse térmico, o modelo AquaCrop tem boa capacidade para ser utilizado em estudos e aplicações em que regimes hídricos são limitantes à produção da cultura.
Irrigation is essential for bean cultivation in regions with water deficit, as it provides adequate water supply to reach its productive potential. Crop growth simulation models relate the soil-water-plant-atmosphere components to estimate the development and productivity of plants in different scenarios, making it possible to indicate efficient irrigation strategies. To be applied, the models require tests with independent data, after calibration of some crop coefficients. The objective of this work was: a) to calibrate crop coefficients and test the ability of the AquaCrop model to simulate phenology, growth and productivity of a common bean cultivar (IAPAR 57) under three water regimes (T0 - no irrigation, T1 - full irrigation and T2 - poor irrigation) and three sowing dates (E1 – March 21st, E2 – April 24th and E3 – August 23rd), and b) determine efficient irrigation strategies for bean crops in Londrina, PR. The calibration of the coefficients of the IAPAR 57 cultivar was successful, allowing good performance of the model to simulate the phenology, canopy and biomass growth, and productivity in the three water regimes, during the cultivation periods with adequate temperatures (E1 and E3). In the period in which suboptimal temperatures prevail for the crop (≤17ºC), as in E2, associated with poor irrigation or no irrigation, the model does not adequately penalize the combined thermal and water stress, even adjusting the stress coefficients for these conditions, resulting in overestimation of crop growth and productivity. Therefore, the AquaCrop model lacks to extend the effect of cold stress, not only to the pollination period, but also to the other critical periods, in order to represent canopy defoliation or even plant death. In long-term simulations, the model was able to calculate productivity variability due to uncertainties in precipitation over the years and indicate irrigation strategies for Londrina, PR (irrigations after depletions of 120 and 170% of easily available water, for sowing in March and September, respectively) aiming to achieve high crop yields (>2,769 kg ha-1) and water yields (1,050 to 1,445 kg m-3), with the application of intermediate depths (<150 mm). Although there is a need to improve the calculation of the thermal stress penalty, the AquaCrop model has good capacity to be used in studies and applications in which water regimes are limiting to crop production.
Irrigation is essential for bean cultivation in regions with water deficit, as it provides adequate water supply to reach its productive potential. Crop growth simulation models relate the soil-water-plant-atmosphere components to estimate the development and productivity of plants in different scenarios, making it possible to indicate efficient irrigation strategies. To be applied, the models require tests with independent data, after calibration of some crop coefficients. The objective of this work was: a) to calibrate crop coefficients and test the ability of the AquaCrop model to simulate phenology, growth and productivity of a common bean cultivar (IAPAR 57) under three water regimes (T0 - no irrigation, T1 - full irrigation and T2 - poor irrigation) and three sowing dates (E1 – March 21st, E2 – April 24th and E3 – August 23rd), and b) determine efficient irrigation strategies for bean crops in Londrina, PR. The calibration of the coefficients of the IAPAR 57 cultivar was successful, allowing good performance of the model to simulate the phenology, canopy and biomass growth, and productivity in the three water regimes, during the cultivation periods with adequate temperatures (E1 and E3). In the period in which suboptimal temperatures prevail for the crop (≤17ºC), as in E2, associated with poor irrigation or no irrigation, the model does not adequately penalize the combined thermal and water stress, even adjusting the stress coefficients for these conditions, resulting in overestimation of crop growth and productivity. Therefore, the AquaCrop model lacks to extend the effect of cold stress, not only to the pollination period, but also to the other critical periods, in order to represent canopy defoliation or even plant death. In long-term simulations, the model was able to calculate productivity variability due to uncertainties in precipitation over the years and indicate irrigation strategies for Londrina, PR (irrigations after depletions of 120 and 170% of easily available water, for sowing in March and September, respectively) aiming to achieve high crop yields (>2,769 kg ha-1) and water yields (1,050 to 1,445 kg m-3), with the application of intermediate depths (<150 mm). Although there is a need to improve the calculation of the thermal stress penalty, the AquaCrop model has good capacity to be used in studies and applications in which water regimes are limiting to crop production.
Descrição
Palavras-chave
Manejo da irrigação, Produtividade, Feijão