NONLINEAR AGROMETEOROLOGICAL MODELS FOR ESTIMATING LYCHEE FRUIT GROWTH

Abstract

The influence of climate on the development of lychee fruit is complex, but few studies have discussed the problem. We developed agrometeorological models for simulating the development of fruit fresh matter (FM), fruit dry matter (DM), fruit length (LE), fruit diameter (DI), fruit volume (VO), and fruit number per cluster (FN) of the “Bengal” lychee cultivar as functions of climatic conditions. We conducted three analyses: (a) the influence of mean meteorological elements on the rates of fruit growth, (b) estimation of fruit development by the agrometeorological models using sigmoidal adjustments, and (c) simulation of fruit development using multiple nonlinear regression of two meteorological elements to improve the accuracy. A rate of water deficit (WD) near 5 mm d-1 maximised FM, DM, LE, DI, and VO. Increases in potential evapotranspiration (PET), degree days (DD), and actual evapotranspiration (AET) were correlated with increases in VO and decreases in LE and NF. Models estimating fruit development indicated that the accumulation of WD, PET, AET, and DD had sigmoidal relationships with all variables of fruit growth except FN. FN decreased as WD, PET, AET, and DD increased. The adjusted multivariate models were accurate, with the largest error of 6.45 cm3 (VO). The best models were: FM = f(SWD, DD), LE = f(SAET, DD), DI = f(SWD, DD), VO = f(SWD, DD), and FN = f(SAET, WD).

A influência do clima no desenvolvimento de frutos de lichia é complexa, e poucos trabalhos abordam a questão. Objetivou-se com este trabalho determinar modelos agrometeorológicos para simular o desenvolvimento da matéria fresca (FM), matéria seca (DM), comprimento do fruto (FE), diâmetro do fruto (DI), volume do fruto (VO) e número de frutos (FN) de lichia “bengal”. Foram feitas 3 análises distintas: (a) analisaram-se as influências médias dos elementos meteorológicos nas taxas de variações do crescimento dos frutos; (b) estimou-se o desenvolvimento dos frutos por modelos agrometeorológicos, para tanto, empregaram-se modelos de regressões não lineares sigmoidais; (c) também foi simulado o desenvolvimento dos frutos utilizando regressão não linear com duas variáveis climáticas conjuntamente, buscando a melhoria da acurácia. Como resultado, analisando de forma média a influência das taxas de variação dos elementos meteorológicos nas taxas de crescimento dos frutos de lichia, verificou-se que a taxa de déficit hídrico (WD) em torno de 5 mm maximiza a FM, DM, LE, DI e VO. O aumento da taxa de evapotranspiração potencial (PET), evapotranspiração atual (AET) e graus-dias (DD) diminuem o LE, NF e aumentam o VO. Os modelos ajustados para a estimação dos valores ao longo do desenvolvimento dos frutos mostraram que o acúmulo de WD, PET, AET e DD tem relação sigmoidal em todas as variáveis de crescimento dos frutos, exceto para FN. O FN decresceu com o aumento do WD, PET, AET e DD. Os modelos multivariados ajustados foram acurados, uma vez que o maior erro encontrado foi de 6,45 (cm3) (VO). Os melhores modelos encontrados foram: FM = f(SWD, DD), LE = f(SAET, DD), DI = f(SWD, DD), VO = f(SWD, DD) e FN = f(SAET, WD).