Modelagem matemática para simulação da produtividade da aveia pelo nitrogênio liquído via absorção foliar e sólido de absorção radicular com caracterização das condições ambientais - Henrichsen, Luana (2019)
O emprego de modelagem matemática representa a possibilidade de entender e solucionar problemas da realidade, permitindo a simulação, otimização e validação de processos na engenharia de biossistemas, indo ao encontro de entendimento de fenômenos interligados que remetem as áreas da física, química, biologia e matemática. Na literatura, embora modelos de simulação e otimização sejam encontrados, não trazem de forma conjunta as inter-relações de processos importantes entre o solo, a planta, a atmosfera e as tecnologias de cultivo. A aveia é um cereal de múltiplos propósitos, de grande qualidade na alimentação humana, animal, e de grandes benefícios para a estrutura química e física do solo, qualificando o sistema de semeadura direta. Na produção de aveia, o nitrogênio é o nutriente mais absorvido e diretamente ligado a produção e qualidade de grãos, necessitando de fornecimento exógeno as plantas pelo uso de adubos nitrogenados. No entanto, é um elemento facilmente perdido ao ambiente quando não há condições adequadas de temperatura do ar e umidade do solo nos estádios de desenvolvimento da planta adequados ao manejo da adubação. As perdas são devido aos inúmeros processos em que o nitrogênio está sujeito no solo, seja por lixiviação como por volatilização trazendo prejuízos econômicos e poluição ambiental. Pesquisas sobre a avaliação de mecanismos envolvidos na absorção de nitrogênio tem despertado grande interesse, tendo em vista a baixa eficiência na absorção do nutriente via radicular e sua grande importância na produção de alimentos. O nitrogênio por ser um elemento de fácil mobilidade no tecido vegetal tem evidenciado relatos da literatura da possibilidade de fornecimento por absorção via foliar em grandes culturas. Além disso, o processo de fornecimento do nutriente via água possibilitaria o resfriamento foliar promovendo a abertura dos estômatos, o que facilitaria a entrada do nitrogênio pela folha, principalmente em condições ambientais não adequadas ao fornecimento de nitrogênio na fonte ureia, insumo padrão de absorção via radicular. Destaca-se que as condições de maior ou menor eficiência de uso do nutriente pela aveia é dependente das condições não lineares da temperatura do ar e precipitação pluviométrica ao longo do ciclo, com reflexos diretos nos processos biológicos da dinâmica de uso do nitrogênio sobre a elaboração da produtividade. Desta forma, o objetivo do estudo é a modelagem matemática para validação da tecnologia do nitrogênio líquido por absorção via foliar sobre a eficiência na produtividade da aveia, considerando variáveis biológicas e dos efeitos nãolineares das condições ambientais. O experimento foi desenvolvido na área experimental do Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR) localizado no Município de Augusto Pestana – RS, durante os anos de 2016, 2017 e 2018. O experimento foi delineado em blocos casualizados com quatro repetições, seguindo um modelo fatorial simples 2x4, representando duas fontes de nitrogênio (nitrogênio líquido e nitrogênio sólido) e quatro doses de nitrogênio (0, 30, 60 e 120 kg ha-1). O uso de regressões lineares e quadráticas incluindo a análise de comparação de média permite visualizar comportamento similar entre as fontes de nitrogênio pela produtividade de grãos e biomassa em aveia. Os modelos de estabilidade foram importantes para identificação das doses de nitrogênio mais ajustadas no aproveitamento do nutriente nas duas fontes justificando o uso de doses de nitrogênio ecologicamente mais estáveis as condições climáticas pelo uso do parâmetro que indica estabilidade a partir dos desvios da regressão. Na produtividade de grãos simulada por lógica fuzzy e redes neurais artificiais, foi possível uma análise dos anos de cultivo e inclusão de efeitos meteorológicos não controlados e decisivos sobre a dinâmica de aproveitamento do nitrogênio sobre a produtividade vegetal. A rede neural artificial trouxe resultados satisfatórios de simulação da produtividade de grãos em comparação a lógica fuzzy envolvendo o fornecimento de nitrogênio e condições de temperatura do ar e precipitação pluviométrica. Destaca-se que pelos resultados experimentais e de modelagem matemática o nitrogênio líquido mostrou comportamento similar ao sólido, em todas as análises realizadas, reportando a sua eficiência técnica, porém, não evidencia eficiência econômica pelo preço de mercado desta fonte do nutriente no produto comercial.