Calibração, validação e análise de sensibilidade do modelo AquaCrop (FAO) para variedades de cana-de-açúcar

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Ribeiro, Nathalia Lopes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Saccharum spp; Saccharum spp.; Crop modeling; Déficit hídrico; Irrigação; Irrigation; Modelagem de culturas; Simulação; Simulation; Water deficit
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-05102020-105540/

A utilização de modelos de simulação do crescimento de cana-de-açúcar será cada vez mais expressiva para avaliar os efeitos de estresse hídrico e otimizar o uso da água em condições limitantes, melhorando a sustentabilidade e a rentabilidade das produções de sequeiro e irrigada. O presente estudo teve por objetivos: i) calibrar e validar o modelo AquaCrop (FAO) e suas variáveis de entrada para a estimativa direta da produtividade das variedades de cana-de-açúcar e avaliar seu desempenho (validação) em comparação com dados observados sob condição de déficit hídrico; ii) realizar análise de sensibilidade com as variáveis: densidade de plantas, coeficiente de crescimento do dossel (CGC), o coeficiente de declínio do dossel (CDC) e o coeficiente da cultura com completa expansão do dossel (KcTrx) de modo a identificar as mais impactantes na simulação da produtividade da cultura; iii) realizar simulações da produtividade da cultura por meio do modelo com o intuito de aplicá-lo para diferentes localidades brasileiras e; iv) estimar a lâmina de irrigação necessária em cada localidade estudada. O modelo AquaCrop apresentou-se eficiente na calibração das diferentes cultivares de cana-de-açúcar no tratamento com 100% da reposição hídrica, com altos índices de acurácia, de concordância e eficiência da modelagem (d, C ≥ 0,85 e E ≥ 0.7), o que proporcionou erro absoluto médio abaixo de 10 toneladas ha-1. No processo de validação, o modelo simulou adequadamente (d, C e E ≥ 0.7) as variáveis produtividade de colmos, rendimento bruto de açúcar e produção de biomassa seca das lâminas de 50 e 75% de reposição hídrica após a calibração das variedades na lâmina de 100%. O modelo AquaCrop não simulou precisamente a \"produtividade da água\" das variedades de cana-de-açúcar estudadas, resultando num índice de acurácia abaixo de 0,7, eficiência da modelagem negativa e índice de concordância com valores próximos de zero. O parâmetro mais sensível às variações testadas na análise de sensibilidade do modelo foi o coeficiente de cultura com completa expansão do dossel (KcTrx) seguido pelo coeficiente de crescimento do dossel (CGC), logo após o coeficiente de declínio da cultura (CDC) e por fim, a densidade de plantas. A redução do coeficiente da cultura com completa expansão do dossel (KcTrx) proporcionou queda de até 50% na produtividade de colmos, rendimento bruto de açúcar e transpiração da cultura, enquanto a variação positiva proporcionou o aumento em até 5% dessas variáveis. Na análise do parâmetro densidade de plantas a diminuição do valor do parâmetro ocasionou a redução de cerca de 3% na produtividade colmos e no rendimento bruto de açúcar e de cerca de 2% na transpiração da cultura. O modelo AquaCrop apresentou bom desempenho na estimativa da produtividade de colmos da cana-de-açúcar em diferentes regiões do Brasil. Houve ligeira superestimativa da produtividade atingível em pelo menos metade das regiões simuladas quando comparada com a produtividade real do IBGE, tendo sido proposto a introdução de um fator varietal de correção da produtividade de colmos para melhorar a estimativa da produtividade desta cultura. As regiões nordestinas foram as mais responsivas à irrigação (>100%) da cana-de-açúcar, em especial nas regiões de Petrolina-PE e em Aracaju-SE, com lâminas médias de irrigação de 1700 mm e 800 mm respectivamente. A regiões de Jataí-GO e Paranaíba-MS também apresentaram incrementos interessantes de produtividade (>80%) para lâminas de irrigação entre 500 e 600 mm.