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Modelagem matemática da produção em aveia pelo aproveitamento do nitrogênio nos sistemas de cultivo
(2013-05-07) Mantai, Rubia Diana
No sul do Brasil a aveia branca é considerada um cereal de múltiplos propósitos. Como cobertura proporciona melhorias nas condições físico-químicas do solo. Na alimentação animal evidencia grande qualidade nutricional tanto no pastejo direto ou processado na forma de feno e silagem. No consumo humano vem recebendo grandes destaques por representar propriedades que qualificam o grão da aveia como alimento funcional. No entanto, para que a produção de biomassa da planta e dos grãos seja maximizada a adubação nitrogenada é fundamental, visto que, é o nutriente mais solicitado pela aveia. Portanto, um fator decisivo na qualidade e produtividade da cultura. Neste contexto, a dose ajustada de N a ser disponibilizada deve ser investigada buscando minimizar os excessos que comprometem a qualidade ambiental e oneram o produtor, e o que representaria um déficit que compromete a máxima expressão de biomassa e grãos. O objetivo deste trabalho é apresentar modelos que permitam elucidar a dinâmica de expressão nos caracteres de produção da aveia branca pelo aproveitamento de N-fertilizante e residual nos sistemas de cultivo e que evidencie alta e reduzida relação C/N como cobertura residual. Assim, buscar nesta espécie um ajuste mais aprimorado de interação com o nitrogênio buscando maximizar a produção e acúmulo de matéria seca total ao longo do desenvolvimento da planta associada a estímulos agrometeorológicos para inferências às condições regionais do noroeste do estado do Rio Grande do Sul. O experimento foi conduzido em condições de campo no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural/IRDeR, localizado em Augusto Pestana, RS, pertencente ao Departamento de Estudos Agrários da UNIJUÍ. Os experimentos foram conduzidos em duas safras agrícolas em delineamento experimental de blocos casualizados com quatro repetições de arranjo fatorial 4 X 2 no sistema soja/aveia e milho/aveia. Neste sentido, as fontes de variação e seus respectivos níveis estão assim representadas: Doses de nitrogênio: 0, 30, 60 e 120 kg ha-1 e Cultivares de Aveia: Barbarasul e Brisasul avaliadas nos anos de 2011 e 2012. As equações lineares mostraram que a maior tendência de crescimento frente a taxa diária de produção de biomassa dia-1 nas doses de N-fertilizante pelas cultivares de aveia nem sempre estão diretamente ligadas a maior produtividade de grãos. Portanto, a análise da taxa de biomassa na análise do aproveitamento do nitrogênio deve ser acompanhada dos valores médios de rendimento de grãos. Além disto, observa-se que a cultivar Brisasul se mostra como de maior eficiência fisiológica no aproveitamento do N para a produção de grãos independente do sistema e anos de cultivo. Para a interpretação da dinâmica do nitrogênio nos componentes fisiológicos da aveia, verificou-se que as equações lineares são as que melhor descrevem o rendimento biológico e de palha, mostrando acréscimos nas variáveis estudadas quando a dose disponibilizada variando de 0 até 120 Kg de nitrogênio por hectare. Por outro lado, as equações quadráticas se mostraram ajustadas em explicar o rendimento de grãos e o índice de colheita nos distintos anos de cultivo. No sistema soja/aveia como o milho/aveia as modificações ocorridas nos caracteres da inflorescência da aveia pelo incremento das doses de adubação nitrogenada qualificam a massa de panícula e de grãos da panícula como as de maior sensibilidade em promover alterações. Inclusive, a correlação e trilha no ambiente com baixa relação C/N mostraram eficiência da massa de grãos em trazer maiores efeitos diretos positivos no rendimento de grãos, assim como, no índice de colheita, com elevados efeitos diretos sobre o RG e indiretos via massa de grãos da panícula. Os modelos de regressão linear múltipla qualificam a estimativa da produção de grãos, principalmente, quando incluído no modelo a dose do N-fertilizante e ao menos uma ou mais varáveis da panícula. Portanto, em condição com baixa relação C/N o índice de colheita da panícula se mostra eficiente para inclusão no modelo múltiplo, e em doses de N mais elevadas, sugere também a inclusão do NGP. Contudo, em ambiente de alta relação C/N, indica-se o índice de colheita da panícula independente das doses empregadas. Contudo, num modelo geral, o N e o sistema de cultivo são variáveis significativas para uso pela regressão múltipla. Os coeficientes de desenvolvimento do trigo que foram validados e que empregam a temperatura e o fotoperíodo para simulação se mostraram indicados para uso em aveia nestas condições de cultivo. Portanto, o modelo WE-Streck empregado para simular o desenvolvimento de trigo se mostrou adequado quando empregado para aveia.
Modelagem matemática das relações biológicas e ambientais do uso do Nitrogênio à produtividade e qualidade industrial e nutricional de grãos de aveia
(2019-07-01) Mantai, Rubia Diana
O emprego de modelos matemáticos nos processos de biossistemas geram simulações de ambientes adequados, possibilitando o avanço de novas tecnologias à agricultura. Para a cultura da aveia, destaque se dá ao manejo do N-fertilizante, o elemento químico essencial para o desenvolvimento da planta, com influência na produtividade e qualidade de biomassa e grãos. É evidente a necessidade de entendimento das relações de uso do nitrogênio para a aveia, visando a eficiência da cultura frente as condições adversas do meio e a sustentabilidade agrícola, através de modelos inovadores e eficientes que interligam fatores de manejo, genéticos e ambientais, proporcionando avanços científicos e tecnológicos. O objetivo do estudo é desenvolver e aplicar modelos matemáticos que promovam compreender a dinâmica e a eficiência de uso de N-fertilizante sobre a produtividade e qualidade industrial e nutricional de grãos de aveia promovendo simulação e otimização que abrangem as relações biológicas e ambientais atuantes nos sistemas de cultivo. O estudo foi realizado no Instituto Regional de Desenvolvimento Rural (IRDeR/UNIJUÍ) em Augusto Pestana (RS) em seis safras agrícolas (2011 a 2016). O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro repetições, em um arranjo fatorial 4x2, para doses de nitrogênio (0, 30, 60 e 120 kg ha-1) e cultivares de aveia (Barbarasul e Brisasul), em sistemas de sucessão soja/aveia e milho/aveia. A análise de médias comprovou a influência do nitrogênio à alteração dos componentes da produtividade de grãos e indústria e do conteúdo de proteína e fibra dos grãos de aveia, além disso, evidenciou a dependência de ação do nitrogênio pelas condições meteorológicas atuantes no sistema produtivo. Nessa perspectiva, os modelos matemáticos desenvolvidos por regressões expressaram com eficiência o comportamento destas variáveis em função do fornecimento do nutriente quando classificados pela categoria de ano agrícola, possibilitando a análise de otimização da dose do nutriente e a previsibilidade das variáveis. Modelos de estabilidade também se mostraram apropriados à otimização, indicando a dose de nitrogênio que reporta alta estabilidade frente às variações ambientais. Modelos de superfície de resposta possibilitaram a simulação diária da produtividade biológica com uso do nitrogênio, além disso, em conjunto ao modelo do índice de colheita, previram a produtividade de grãos. O uso de regressões múltiplas se destacou pela inclusão de variáveis que influenciam potencialmente a resposta final, sendo elas, a dose de adubação nitrogenada, as temperaturas mínima e máxima, a soma térmica e a precipitação pluviométrica. Nesta perspectiva, o potencial da variação ambiental foi decomposto nos coeficientes do modelo, que geraram simulações com resultados expressivos, independente da categoria de ano agrícola. A implementação dos modelos de lógica fuzzy e redes neurais artificiais evidenciaram elevada eficiência de predição da produtividade e qualidade dos grãos de aveia, envolvendo variáveis controladas e não controladas a partir de indicadores biológicos e ambientais. Os modelos matemáticos desenvolvidos auxiliam na indicação da dose de adubação nitrogenada economicamente adequada e de menor impacto ambiental, com produtividade e qualidade industrial e nutricional de grãos de aveia exigidos pelo agricultor, indústria e consumidor. Além disso, possibilitam o planejamento de práticas agrícolas e agropecuárias, gerando informações de prognósticos e acompanhamento de produções eficientes com maior qualidade à alimentação humana. Outrossim, propõem uma nova análise de recomendações técnicas de adubação que considere, além do sistema de sucessão, as condições meteorológicas decisivas para o sucesso produtivo agrícola, visando o uso racional do fertilizante, com intuito de reduzir a poluição ambiental e os possíveis efeitos negativos à saúde pública. No entanto, descondiderando o tipo de resíduo cultural e as condições ambientais, destaca-se a dose 60 kg ha-1 de nitrogênio, como aquela que promove maior produtividade de grãos e indústria, aliando viabilidade econômica e estabilidade produtiva, com alto nível de prudência em relação aos riscos de contaminação do lençol freático, contudo, sem acompanhar o maior teor de proteína e fibra dos grãos.