Modelagem do desenvolvimento e do balanço de água no solo em trigo | Modeling development and soil water balance in wheat

Wheat is the main winter crop in Rio Grande do Sul State. Temperature and photoperiod are the major environmental factors that control development in wheat. Wheat plants exposed to cold, non freezing temperatures induce them to enter the reproductive phase. Temperature and photoperiod response functions are used to simulate the wheat development. Developmental models are important part of water soil balance, growth and yield crop models. Thus, the objectives of this thesis were: (i) to evaluate vernalization sensitivity of some Brazilian wheat genotypes and to fit a vernalization response function for these genotypes; (ii) to determine the best temperature, photoperiod and vernalization functions to simulate wheat development with the Wang and Engel (WE) model for some Brazilian wheat genotypes; and (iii) to improve the prediction of available soil water in the soil by modifying two mechanistic models. To achieve the first objective, a factorial experiment with eight levels of vernalization (0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49 vernalization days) and six wheat genotypes were used. Also a field experiment was carried out in Santa Maria, RS, Brazil, to provide independent data on the date of developmental stages of six Brazilian wheat genotypes for evaluating the original and the modified WE model. Soil water content was determined with the gravimetric method to evaluate water balance models during three sowing dates. For those genotypes that presented some response to vernalization, response functions are presented, which can be used in models for simulating the development of Brazilian wheat cultivars with distinct vernalization requirements. The WE model simulates better the development of the Brazilian wheat genotypes using cardinal temperatures higher than original WE model and using daily maximum and minimum temperatures in the calculation of the temperature response function. The modified Campbell; Diaz water balance model is more realistic and has a greater potential for performing well in regions others than it was developed. The modified Amir; Sinclair water balance model simulates better the available soil water than the original model.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

O trigo é a principal cultura de inverno do Estado do Rio Grande do Sul. A temperatura e o fotoperíodo são os dois elementos meteorológicos que mais influenciam o desenvolvimento de plantas de trigo. Quando se expõem plantas de trigo a temperaturas baixas não congelantes, estas podem ser induzidas a entrarem no estágio reprodutivo, diminuindo o seu ciclo de desenvolvimento. Para simular o desenvolvimento do trigo são utilizadas funções de resposta a temperatura e fotoperíodo. O modelo de desenvolvimento é parte importante em modelos de simulação de balanço de água no solo, crescimento e rendimento das culturas. Assim, os objetivos desta tese foram: (i) determinar a sensibilidade à vernalização de alguns genótipos de trigo do sul do Brasil e, ajustar uma função de reposta a vernalização para aqueles que apresentaram sensibilidade; (ii) determinar a melhor função de temperatura, fotoperíodo e vernalização para simular o desenvolvimento de alguns genótipos brasileiros de trigo com o modelo de Wang e Engel (WE); e (iii) obter uma melhor predição do balanço de água no solo, modificando dois modelos mecanísticos de balanço de água no solo. Para atingir o primeiro objetivo, foi conduzido um experimento fatorial com oito níveis de vernalização (0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias de vernalização) e seis genótipos de trigo. Também foi realizado um experimento com várias datas de semeadura em Santa Maria, RS, Brasil, para obtenção de dados independentes dos estágios de desenvolvimento de seis genótipos Brasileiros de trigo para avaliar o modelo WE modificado. Foi determinado o conteúdo de água no solo pelo método gravimétrico em três datas de semeadura, com a finalidade de avaliar o desempenho dos dois modelos de balanço de água no solo. Para os genótipos que apresentaram resposta à vernalização são apresentadas funções de resposta, que podem ser usadas em modelos de simulação do desenvolvimento de genótipos brasileiros de trigo. O modelo WE simula melhor o desenvolvimento do trigo quando são usadas as temperaturas cardinais maiores do que as do modelo original e usando as temperaturas mínimas e máximas diária para o cálculo da função de resposta a temperatura. O modelo de balanço de água no solo de Campbell; Diaz modificado é mais realístico e com maior possibilidade de desempenho satisfatório em regiões de clima distinto daquelas em que foi desenvolvido. O modelo de balanço de água no solo de Amir; Sinclair modificado estima melhor a água disponível no solo que o modelo original.