Modelo para Estimativa do Rendimento de Grãos da Cultura do Milho para o Estado de
Santa Catarina
Angelo M. Massignam1 e Roger D. Flesch2
1
Eng. agr., Ph.D., Epagri. Caixa Postal 116. CEP 89.620-000. Campos Novos, SC. E-mail:
[email protected]. 2 Eng. agr., Ph.D.,Epagri. Caixa Postal 502. CEP 88034-901.
Florianópolis, SC. E-mail: [email protected].
Palavras-chave: modelo, rendimento de grãos, milho, radiação solar, deficiência hídrica.
Revisão bibliográfica
Em Santa Catarina, o milho desponta como a cultura de maior importância em área
plantada (795.845 ha); em produção (2.792.530 t) e na formação do valor bruto da produção
dos grãos (arroz, feijão, milho, soja e trigo) (44,9 %) (Síntese ..., 2005). A produtividade
anual da cultura do milho em Santa Catarina tem apresentado uma variabilidade,
principalmente nos últimos três anos. Testa et al (1996) apontou a deficiência hídrica como
uma das grandes causas da variabilidade da produção. Portanto, a estimativa do rendimento de
grãos torna-se uma ferramenta importante para o planejamento e tomada de decisões desde a
nível de propriedade rural até a nível de Estado. Uma das maneiras de estimar o rendimento
de grãos tem sido por meio de modelos de simulação ou modelos de previsão de safra (Boote
et al, 1996).
Vários modelos utilizam à radiação solar para estimar o rendimento de grãos, em função
da biomassa produzida e do índice de colheita. A quantidade de biomassa produzida por uma
cultura é o resultado da quantidade da radiação solar interceptada e sua eficiência de
conversão desta radiação em matéria seca (Monteith, 1977). Em condições de não restrição
hídrica ou nutricional, e na ausência de doenças e pragas, o rendimento do milho está
altamente relacionado com a quantidade de radiação interceptada pela cultura (Muchow et al,
1990). Entretanto, a ocorrência de deficiência hídrica reduz o rendimento de grãos pela
diminuição da radiação interceptada, devido a redução do índice de área foliar e pela
diminuição da eficiência da conversão da radiação solar (França et al. 1999).
Os objetivos deste trabalho foram propor um modelo para estimativa do rendimento de
grãos, com base nos valores diários de temperatura, radiação solar e disponibilidade hídrica
(ETR/ETM) e determinar o efeito da deficiência hídrica no rendimento de grãos para a cultura
do milho para o Estado de Santa Catarina. Este trabalho foi realizado com o intuito de
disponibilizar um modelo para a estimativa do rendimento para estudar as melhores épocas de
semeadura e a estimar a quebra do rendimento devido à ocorrência de deficiência hídrica em
Santa Catarina.
Material e Métodos
Os experimentos foram conduzidos nas áreas experimentais da Epagri em Campos
Novos e Chapecó. O clima, segundo a classificação de Köeppen, é Cfa e Cfb para Chapecó
(670m de altitude) e Campos Novos (952 m de altitude), respectivamente (Pandolfo et al,
2002). O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com quatro repetições, no
esquema fatorial 9 (épocas de semeaduras) x 3 (híbridos). Foram semeadas 9 datas, a partir de
21de agosto de cada ano, espaçadas em 21 dias entre si, nos anos agrícolas de 1996/97, 1997/
98 e 1998/99. Os híbridos utilizados foram Cargilll 901, Pioneer 3099 e Agroceres 1051 que
representam os ciclos superprecoce, precoce e normal, respectivamente. Entretanto,
apresentar-se-á resultados somente do híbrido Pionner 3099. Os dados dos experimentos dos
dois locais foram reunidos e totalizaram 54 ambientes para cada hibrido. O milho foi semeado
a 90 cm de distancia entre fileiras e desbastado para uma população final de 55.000 plantas
ha-1. A adubação foi feita com base na análise de solo para a obtenção de uma produtividade
igual ou superior a 6.000 kg ha-1.
O rendimento de grãos do milho corrigido para 13% de umidade foi relacionado com a
variável radiação solar diária média e a relação entre evapotranspiração real e máxima,
através da análise de regressão. O ciclo do milho foi dividido em quatro subperíodos de
desenvolvimento, ou subperíodos fenológicos, dados por: SP1, da emergência até 80% da
acumulação dos graus dias da floração; SP2, de 80% da acumulação dos graus dias da
floração até 20% da acumulação dos graus dias da floração à maturação fisiológica; SP3, de
20% até 80% da acumulação dos graus dias da floração à maturação fisiológica e SP4, de
80% até 100% da acumulação dos graus dias da floração à maturação fisiológica.
A relação entre evapotranspiração real e a máxima (ETR/ETM) foi obtida através do
balanço hídrico. Para o cálculo do balanço hídrico, utilizou-se o método de Thornthwaite e
Mather. A capacidade de água disponível (CAD) foi calculada em função dos valores de
umidade do solo à capacidade de campo (35 cm3cm-3) e no ponto de murcha permanente (17,5
cm3 cm-3) que foram tomados de curvas características de retenção de água no solo (Milton da
Veiga, 2004, dados não publicados). O comprimento efetivo das raízes foi de 60 cm, porém
foi considerando um crescimento exponencial da raiz da emergência até a floração,
consequentemente, a CAD foi variável desde um valor mínimo na emergência até um valor
máximo na fase de florescimento das culturas, a partir do qual permaneceu constante. Os
valores de evapotranspiração potencial foram calculados segundo Penman, utilizando-se o
programa SISAGRO. A demanda climática ideal ou evapotranspiração máxima foi calculada
pela correção da evapotranspiração de referência a partir do coeficiente de cultura. Os valores
diários do coeficiente de cultura foram baseados em Doorenbos e Kassam (1979) e foram
obtidos por funções matemáticas, onde a variável independente foi graus dias acumulados. Os
graus dias foram calculados usando as equações de Ometto (1981) com temperaturas basais
inferior de 10ºC e superior de 30ºC (Cross e Zuber, 1972; Gilmore e Rogers, 1958).
Adotou-se o critério de optar pelo modelo que apresentou significância, ao nível de 5%
de probabilidade, e ao mesmo tempo, os parâmetros do modelo fossem também significativo
ao nível de 5% de probabilidade. Selecionou-se o modelo que apresentou maior coeficiente de
determinação.
Resultados e Discussão
Nos modelos de regressão linear e quadrática do rendimento de grãos em função da
radiação solar média para os quatros subperíodo entre a emergência e a maturação fisiológica
para o híbrido de milho Pionner 3099 (Tabela 1), somente os modelos dos subperíodos 2, 3 e
4 foram significativos. Muchow et al. (1990) num estudo do efeito da temperatura e da
radiação solar no rendimento potencial do milho concluiu que a temperatura do ar e a radiação
solar incidente influenciaram a variação do rendimento potencial do milho em diferentes
ambientes. Sob condições favoráveis de crescimento, a produção de biomassa é diretamente
proporcional a quantidade de radiação solar interceptada, e para um dado índice de colheita, o
rendimento de grão é diretamente proporcional a biomassa. A influencia da temperatura é na
duração do crescimento e desenvolvimento.
Tabela 1. Modelo de regressão linear e quadrática do rendimento de grãos (kg ha-1) em função
da radiação solar média para os quatros subperíodo entre a emergência e a maturação
fisiológica para o híbrido de milho Pionner 3099.
Modelo
Coeficiente de determinação
Re nd = a + bRad1
NS
Re nd = -6361,02 + 25,79 Rad 2
0,447
Re nd = -3297,49 + 20,86 Rad 3
0,622
Re nd = 35,47 + 15,03Rad 4
0,554
Re nd = a + bRad 2 + cRad 2 2
Re nd = -15207,10 + 81,23Rad 3 - 0,0738Rad3 2
Re nd = -9236,3303 + 68,88 Rad 4 - 0,0731Rad4 2
NS
0,661
0,644
Os modelos de regressão linear ou quadrático entre a radiação solar média nos
subperíodos (2, 3 e 4) explicam de 44,7% a 66,1% da variação devida ao ambiente, sendo que
o subperíodo 3 (de 20% até 80% da acumulação dos graus dias da floração à maturação
fisiológica) apresentou maior coeficiente de determinação. Variando o período em torno dos
subperíodos 2 a 4, o maior coeficiente de determinação (0,728) da regressão quadrática entre
o rendimento de grãos da cultura do milho e a radiação solar média foi obtido no subperíodo
floração à maturação de fisiológica (Tabela 2). Resultados semelhantes foram obtidos por
Lozada e Angelocci (1999) que utilizaram modelo de regressão múltipla. Sendo que o modelo
mais representativo do rendimento de grãos foi o que considerou as variáveis temperatura
média do ar e a deficiência hídrica para o subperíodo floração a colheita.
Os coeficientes de determinação da regressão entre o rendimento de grãos e a relação
ETR/ETM não foi significativa em nenhum subperíodo, indicando não ter havido associação
direta nas condições em que ocorreram os experimentos. Resultados semelhantes foram
encontrados por Lozada e Angelocci (1999). Entretanto, segundo Matzenauer et al (1995), a
relação entre a ETR/ETM e a deficiência hídrica são as variáveis mais eficientes para indicar
as variações de rendimentos de grãos de milho no Rio Grande Sul. Para estudar o efeito da
deficiência hídrica no rendimento de grãos do milho foi testados alguns modelos publicados
(Matzenauer et al, 1995; Barbi et al, 1996; Lozada e Angelocci, 1999). Os modelos que
descrevem a relação entre o rendimento de grãos da cultura do milho e as variáveis radiação
solar média do subperíodo floração à maturação fisiológica e a disponibilidade hídrica
(ETR/ETM), média diária em quatro subperíodos, estão apresentadas na Tabela 2. A relação
entre a ETR/ETM do SP! foi significativa em um modelo e analisando a equação pode-se
observar que com o aumento da deficiência hídrica aumenta o rendimento, não tendo um
significado biológico. Segundo Bergonci et al (2001) a deficiência hídrica que ocorre no
período vegetativo interfere pouco no rendimento de grãos do milho, pois não afeta
significativamente o numero de grãos por espiga. A relação entre a ETR/ETM do SP2 não foi
significativa em nenhum dos três modelos testados. Estes resultados estão de acordo com
Lozada e Angelocci (1999). Entretanto, estes resultados contrariam alguns estudos
(Matzenauer et al, 1995) os quais apontam que o período da cultura do milho que engloba a
floração e início do enchimento de grão é o mais critico em relação a deficiência hídrica. A
deficiência hídrica do SP3 foi significativa nos três modelos estudados e apresentou os
maiores coeficientes de determinação. A deficiência hídrica no SP4 foi significativa em dois
modelos. Portanto, o subperíodo de enchimento de grãos (SP3 e SP4) foi o mais crítico em
relação à deficiência hídrica.
Tabela 2. Modelo de regressão múltipla do rendimento de grãos (kg ha-1) em função da
radiação solar média para o subperíodo entre a floração e à maturação fisiológica e a relação
ETR/ETM para os quatros subperíodo entre a emergência e a maturação para o híbrido de
milho Pionner 3099.
Modelo
Coeficiente de
determinação
2
0,728
Re nd = -15740,51 + 84,70 Rad − 0,0782 Rad
(a + bRad + cRad )× Def 1
(a + bRad + cRad )× Def 2
(- 18864,78 + 102,58Rad - 0,0991Rad )× Def 3
(- 21985,99 + 118,15Rad - 0,1190 Rad )× Def 4
Re nd
Re nd
Re nd
Re nd
=
=
=
=
Re nd
Re nd
Re nd
Re nd
= -17191,22 + 102,49 Rad - 0,0998 Rad 2 - 3295,82 Def 1
= a + bRad + cRad 2 + dDef 2
= -22146,77 + 96,3116 Rad - 0,0934 Rad 2 + 4751,02 Def 3
= -21883,52 + 101,78 Rad - 0,0994 Rad 2 + 3015,22 Def 4
2
2
2
2
(
(
(
(
)
)
Re nd = a + bRad + cRad 2 × Def 1d
Re nd = a + bRad + cRad 2 × Def 2 d
Re nd = - 18261,98 + 99,23Rad - 0,0954 Rad 2 × Def 3 0,7502
Re nd = a + bRad + cRad 2 × Def 4 d
)
)
NS
NS
0,782
0,700
0,754
NS
0,790
0,751
NS
NS
0,787
NS
Conclusões
O rendimento de grãos da cultura do milho pode ser estimado a partir de variáveis
radiação solar média do subperíodo floração a maturação fisiológica e a ETR/ETM no
subperíodo enchimento de grãos, principalmente o subperíodo que vai de 20% até 80% da
acumulação dos graus dias da floração à maturação fisiológica).
Literatura Citada
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