Modelagem do acúmulo de forragem de três genótipos de Brachiaria com base em variáveis climáticas
Leilane Oliveira Santos1, Marcelo Vilela de Oliveira2, Paula Hevilen do Couto3, Márcio André Stefanelli Lara4
1 - Universidade Federal de Lavras
2 - Universidade Federal de Lavras
3 - Universidade Federal de Lavras
4 - Universidade Federal de Lavras
2 - Universidade Federal de Lavras
3 - Universidade Federal de Lavras
4 - Universidade Federal de Lavras
RESUMO -
Modelos matemáticos podem estimar a produção de forragem sendo uma ferramenta importante no gerenciamento da propriedade. O estudo foi conduzido na Universidade Federal de Lavras, Lavras–MG. Foram estudados três genótipos de Brachiaria (Piatã, Xarés e Mulato II). As parcelas (8x4m) foram adubadas com 220 kg ha-1 ano-1 de N e K2O. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados com quatro repetições. Acompanhou-se semanalmente o crescimento da forragem no auge do verão, período de maior radiação solar. Para a geração dos modelos de crescimento com base em Graus Dias (GD) e Unidade Fototérmica (UF) foram utilizadas regressões lineares. A temperatura base inferior dos genótipos Piatã, Xarés e Mulato II foi de 12,3; 12,1;12,2 °C respectivamente. Os modelos de GD ajustaram-se bem ao conjunto de dados predizendo a produção de forragem no verão agrostológico com coeficientes de determinaçãoacima de 90%. A UF também simulou com precisão os dados de produção no verão. Apesar
Palavras-chave: Temperatura Base; Graus Dia; Unidades Fototérmicas
Modeling the forage accumulation of three Brachiaria genotypes based on climatic variables
ABSTRACT - Mathematical models can estimate forage production being an important tool in property management. The study was conducted at Federal University of Lavras, Lavras-MG. Three Brachiaria spp. (Piatã, Xarés and Mulato II) were studied. Plots (8x4m) were fertilized with 220 kg N and K2O ha-1 year-1 . The experimental design was in randomized complete blocks with four replicates. Weekly forage growth was observed during peak summer cicle, period with higher solar radiation. Linear regressions were used to generate growth models based on degree days (DD) and Photothermal Unit (PU). Lower base temperature of Piatã, Xarés and Mulato II was 12.3; 12.1 and 12.2 °C respectively. Models of DD fits well to data set predicting forage production during agrostological summer. equations had accuracy above 90% R2. PU also accurately simulated forage production in summer. Although different, models generated with summer data can be used to predict annual forage biomass assisting strategically farms.Keywords: Base Temperature; Degree days; Photothermal units, Mulato II, Xaraés, Piatã
Introdução
Modelos que contemplam conjuntos de processos fisiológicos são instrumentos importantes na quantificação dos efeitos do clima sobre o potencial produtivo das culturas. O uso de modelos matemáticos facilita o planejamento da atividade pecuária baseada no uso de pastagens e racionaliza o processo produtivo (LARA, 2011). O desenvolvimento de um método que caracterize as variações de produção entre as estações pode ser a base para estimar com mais acurácia a produção de biomassa vegetal. Logo, existem modelos simples de predição com base na soma térmica diária ou Graus dia (GD), e na junção de dois fatores como temperatura e fotoperíodo chamados de Unidades Fototérmicas (UF) (VILLA NOVA et al., 1983). No entanto, a geração desses modelos depende do controle de variáveis ambentais como a condição hídrica do solo e sua fertilidade, uma vez que os efeitos não controláveis do ambiente, como fotoperíodo e temperatura, é que determinarão o potencial de produção das plantas forrageiras. Objetivou-se com este trabalho gerar modelos que estimemo acúmulo de forragem de três genótipos de Brachiaria com base em variáveis climáticasRevisão Bibliográfica
A radiação é de grande importância para a maximização da produção de plantas forrageiras, por relacionar-se diretamente ao ganho líquido de matéria seca por unidade de área foliar (DOVRAT, 1993). O maior crescimento vegetativo das plantas está associado à qualidade da luz e os dias longos, desde que providos de água e nutrientes. Todavia, baixas temperaturas noturnas em algumas regiões dos trópicos e subtrópicos são apontadas como um dos principais causadores da estacionalidade de crescimento de plantas forrageiras tropicais. Em estudos de estacionalidade de produção forrageira a máxima produção de matéria seca geralmente não ocorre nos meses de maior temperatura do ar segundo Pedreira & Mattos (1981). Além disso, existe o problema da interpretação de resultados experimentais em separar os efeitos de luz (fotoperíodo e intensidade luminosa) dos efeitos da temperatura no crescimento de plantas (Rolim, 1980). Ghelfi Filho (1972), trabalhando com capim-napier (Pennisetum purpureum Schum.) irrigado, não encontrou variações significativas na produção em relação ao tratamento testemunha (sem irrigação) nos meses de abril a setembro, reforçando que outros fatores complementares, incluindo a baixa temperatura e a redução no fotoperíodo, atuam no processo produtivo. Nesse sentido, a modelagem da produção em função de GD e UF associada à análise de componentes morfofisiológicos da planta forrageira pode permitir melhorias no planejamento e programação da produção de forragem, no aperfeiçoamento do uso de insumos como adubação, além de minimizar a estacionalidade de produçãoMateriais e Métodos
O estudo foi conduzido em uma área experimental do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Lavras, no município de Lavras-MG (21°14’06’’ S e 44°58’06’’ W, com altitude 918m). Foram estudados três genótipos de Brachiaria, sendo B. brizantha: cvs. Xaraés e Piatã, e um híbrido de linhagens de B. brizantha, B. ruziziensis e B. decumbens: cv. Mulato II, em um delineamento em blocos completos casualizado com quatro repetições. As parcelas experimentais possuiam 32m2 de área (8x4m)e foram adubadas com 20 kg ha-1 de N e K2O, utilizando sulfato de amônio (NH4)2SO4 (22 % de N e 18 % de S) e cloreto de potássio, KCl (65 % K2O). O período experimental teve duração de um ano, a partir do início do verão (Outubro) de 2013 totalizando 11 ciclos de rebrotação, colhidos a 15 cm de altura. Foram retiradas amostras do acúmulo de forragem (AF), utilizando três molduras retangulares com 0,5 m2 (0,5 x 1,0). O AF para os modelos de GD e UF foram colhidos em um ciclo no auge do verão no período de 04/12/13 a 02/01/14 a cada sete dias, utilizando duas molduras retangulares de 0,25 m2(0,25 x 1,0). As amostras foram secas em estufa de circulação forçada a 60°. As TBis dos genótipos foram obtidas por meio do PROC REG do SAS (SAS®, 2004) relacionando a TMA modulada para porcentagem da máxima produção de cada rebrotação que foi chamada de Índice de Produtividade (IP) e a temperatura média mínima dos ciclos de rebrotação (PEDRO JR. et al., 1990). A determinação dos valores de GD e UF foram obtidos de acordo com a metodologia proposta por Villa Nova et al., (1983). As equações de estimativa da produção foram ajustadas também por meio PROC REG do SAS (SAS®, 2004). Dados preditos foram contrastados com dados observados para geração de de gráficos de produçãoResultados e Discussão
As TBi’s calculadas por meio das regressões foram similares entre os genótipos Xaraés, Piatã e Mulato II, correspondendo à 12,1; 12,2; 12,3 respectivamente (Figura 1), sendo diferentes dos dados de TBi encontrados por Lara (2011), que encontrou o valor de 10,9. Cooper & Tainton, (1968), relatam temperaturas basais mais altas por volta de 15ºC, ou ainda Costa (1984) com valores próximos de 17ºC. Já Pedro Jr. et al. (1990) concluíram que a produção de massa seca foi quase nula em temperaturas mínimas inferiores a 10 °C. Os trabalhos anteriormente citados, foram diferentes localidades, com altitudes e latitudes distintas, podendo ser a causa da heterogeneidade dos valores de TBi’s, além das bias de amostragem inerente de cada experimento. No ciclo produtivo do auge do verão, de acordo com o aumento do GD e da UF, ocorreu acréscimo na produção dos genótipos Mulato II, Piatã e Xaraés de acordo com as equações para GD (Y = 0,0105GD2 + 1,8062GD + 38,761 R² = 0,9649; Y = 0,0143GD2 + 1,4445GD + 56,432 R² = 0,934; Y = 0,0073GD2 + 2,7907GD + 23,845 R² = 0,9174), e UF (Y= 0,1236UF + 136,09 R² = 0,9547; Y = 0,1458UF + 134,98 R² = 0,9295; Y = 0,1204UF + 172,71 R² = 0,8938 respectivamente. A temperatura é importante para a eficiência dos processos fisiológicos da planta, principalmente na fase bioquímica da fotossíntese, onde são sintetizados os carboidratos que posteriormente serão utilizados como fonte energética para suprir as necessidades metabólicas da planta (Taiz e Zeiger, 2013). Villa Nova et al. (1999) usando os dados obtidos por Ghelfi Filho (1972) e os dados climáticos referentes ao período experimental, encontraram boa relação entre as variáveis de produção de matéria seca e UF, corroborando com os dados encontrados no presente trabalho. Consequentemente o aumento nas horas de luz juntamente com temperaturas ambientais favoráveis, contribuiu para o incremento da produtividade dos genótipos. A UF engloba duas variáveis importantes para o crescimento vegetal (Temperatura e fotoperíodo), essa variável juntamente com GD estimaram a produção de forragem com melhor acurácia para o Mulato II e Xaraés (Figura 2). Para o Mulato II a produção real foi 11,276 kg MS ha-1, com valor estimado para GD e UF 13,131 e 13,328 kg MS ha-1 respectivamente. Já o Xaraés a produção real foi 12,720 kg MS ha-1, enquanto que as estimativas de GD e UF foram 13,433 e 12, 797 kg MS ha-1 respectivamente. Os valores menos ajustados foi para o Piatã, onde as estimativas de GD e UF alcançaram valares elevados 15,334 e 15,794 kg MS ha-1 respectivamente, em relação ao valor real 12, 104 kg MS ha-1 e aos genótipos anteriores. Assim, os fotoperíodos finais e iniciais da UF proposto por Villa Nova et al., (1983) podem influenciar na estimativa de produção, pois períodos favoráveis ao crescimento de janeiro a abril, apresentam elevados AF com com baixos valores UFs acumuladas entre os ciclos. Todavia, Lara (2011), trabalhando com a mesma equação mas considerando a variação do fotoperiodo, propôs a UF modificada, alterando os fotoperiodos do período experimental para máximos e mínimos ao invés de fotoperiodo final/inicial, assim, o autor encontrou melhores relações entre AF e UF modificadaConclusões
Os modelos de regressão simples baseados em variáveis climáticas podem ser usados como simuladores do potencial de produção de forragem, no entanto, ressalvas devem ser feitas quanto ao poder de predição. Dos modelos gerados, a estimativa do AF com base na Unidade Fototérmica foi a que mais se aproximou da produção real de forragem, sendo o mais indicado quando o objetivo é simular o crescimento das BrachiariasGráficos e Tabelas
