Physiological and biochemical responses of soybean to drought as represented by the fraction of transpirable soil water / Respostas fisiológicas e bioquímicas da soja à seca representadas pela fração de água transpirável do solo

The influence of water deficit on plant physiological and biochemical responses as measured by the fraction of transpirable soil water (FTSW) has not been investigated in cultivars developed by the world's largest soybean producer. This information can help obtain plants with improved tolerance to the abiotic stress that most affects soybean production in Brazil, enabling adaptation to edaphoclimatic conditions to enhance the crop's yield potential. We aim to determine the FTSW threshold for transpiration and evaluate changes in the growth, physiological activities, and biochemical and antioxidant responses of soybean cultivars. Three trials were sown on 11/19/2018 (T1), 12/28/2018 (T2), and 9/9/2019 (T3), representing almost the entire soybean sowing window in Brazil. The estimated FTSW threshold values were 0.33, 0.29, and 0.31 in T1; 0.35, 0.41, and 0.43 in T2; and 0.31, 0.49, and 0.45 in T3 for cultivars BMX GARRA IPRO, DM 66I68 RSF IPRO, and NA 5909 RG, respectively. In the three trials, NA 5909 RG showed the greatest height. The POD enzyme was activated in non-irrigated plants in T2 only in cvs. DM 66I68 RSF IPRO and NA 5909 RG. We conclude that cvs. DM 66I68 RSF IPRO and NA 5909 RG showed a more efficient stomatal control, conserving soil water for a longer time, which indicates greater tolerance to water deficit.

A influência do déficit hídrico nas respostas fisiológicas e bioquímicas das plantas pelo estudo da fração de água transpirável do solo (FATS) não foi investigada para cultivares produzidas pelo maior produtor mundial de soja. Essas informações podem auxiliar na obtenção de plantas com maior tolerância ao estresse abiótico que mais afeta a produção de soja no Brasil, possibilitando a adaptação às condições edafoclimáticas para explorar o potencial produtivo da cultura. Nosso objetivo é determinar a FATS crítica para a transpiração, avaliar mudanças no crescimento, atividades fisiológicas e respostas bioquímicas e antioxidantes em cultivares de soja. Três ensaios foram semeados em 19/11/2018 (E1), 28/12/2018 (E2) e 9/9/2019 (E3), representando quase toda a janela de semeadura da soja no Brasil. Os valores de FATS crítica estimados foram 0,33, 0,29 e 0,31 em E1, 0,35, 0,41 e 0,43 em E2 e 0,31, 0,49 e 0,45 em E3 para os cultivares BMX GARRA IPRO, DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG, respectivamente. Nos três ensaios, NA 5909 RG apresentou uma estatura superior. A enzima POD foi ativada em plantas não irrigadas em E2 apenas em DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG. Concluímos que DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG mostraram um controle estomático mais eficiente, conservando a água do solo por mais tempo, o que indica maior tolerância ao déficit hídrico.

Estimation of common bean (Phaseolus vulgaris) leaf area by a non-destructive method / Estimativa da área foliar de feijão comum (Phaseolus vulgaris) por método não destrutivo

The aim of this study was to develop mathematical models to estimate the leaf area of common bean (Phaseolus vulgaris) in irrigated and non-irrigated water regimes from linear dimensions. An experiment was carried out in a completely randomized design with a 3×2 factorial arrangement (three cultivars: Triunfo, Garapiá and FC 104; two water regimes: irrigated and non-irrigated) with 25 replicates each. A total of 523 trifoliates were collected throughout the crop cycle. The length (L, cm) and width (W, cm) of the central leaflet of the trifoliate were measured and their product (LW) (cm²) calculated. Then, the leaf area of these trifoliates was determined by digital photography methods using ImageJ® software, and using leaf discs. The number of samples required to estimate the leaf area of a trifoliate was determined to define which method is the most accurate to be used as the real leaf area in generating equations to estimate the leaf area in common bean. The relationship between area by digital photographs and the dimensions of the central leaflet of the trifoliate (L, W and LW) was fitted by linear, quadratic and power models. Subsequently, the predictive capacity of the equations was assessed by the root mean square error (cm2 trifoliate-1), mean absolute error (cm2 trifoliate-1), index of agreement and Pearson's correlation coefficient. Sample size varied between cultivars, water regimes and evaluation methods. It is more appropriate to use the leaf area provided by ImageJ® as real for comparison purposes in generating models to estimate leaf area from linear measurements, in common bean. The general equation LA = 1.092L1.945 can be used in the tested regimes without accuracy losses.(AU)

O objetivo desse trabalho foi determinar modelos matemáticos para estimar a área foliar de feijão comum (Phaseolus vulgaris) em regime hídrico irrigado e não irrigado, a partir de dimensões lineares. Para isso, foi realizado um experimento em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x2 (três cultivares: Triunfo, Garapiá e FC 104; dois regimes hídricos: irrigado, não irrigado) com 25 repetições cada. Foram coletados 523 trifólios ao longo do ciclo da cultura, mensurando-se o comprimento (C) (cm), largura (L) (cm) e calculado o seu produto (CL) (cm²) do folíolo central do trifólio. Na sequência, a área foliar desses trifólios foi determinada pelos métodos de fotos digitais com auxílio do software ImageJ® e por discos foliares. Foi investigado o número de amostras necessárias para estimar a área foliar de um trifólio, e assim, determinar qual método é o mais preciso para ser usado como área foliar real na obtenção de equações para estimar a área foliar em feijão. A relação entre a área por fotos digitais e as dimensões do folíolo central do trifólio (C, L, CL) foram ajustadas por modelos lineares, quadráticos e de potência e a capacidade preditiva das equações foi avaliada através da raiz quadrada média do erro (cm2 trifólio-1), erro médio absoluto (cm2 trifólio-1), índice de concordância e coeficiente de correlação de Pearson. O tamanho de amostra variou entre as cultivares, regimes hídricos e métodos de avaliação. É mais adequado utilizar a área foliar calculada pelo ImageJ® como real para fins de comparação na determinação de modelos para estimar a área foliar por medidas lineares em feijão. A equação geral AF = 1,092C1,945 pode ser utilizada nos regimes testadas sem perda na precisão.(AU)

Observed and estimated leaf appearance of landrace and improved maize cultivars / Emissão de folhas observada e estimada de cultivares crioulas e melhoradas de milho

The objective of this study was to compare the simulations of leaf appearance of landrace and improved maize cultivars using the CSM-CERES-Maize (linear) and the Wang and Engel models (nonlinear). The coefficients of the models were calibrated using a data set of total leaf number collected in the 11/04/2013 sowing date for the landrace varieties Cinquentinha and Bico de Ouro and the simple hybrid AS 1573PRO. For the BRS Planalto variety, model coefficients were estimated with data from 12/13/2014 sowing date. Evaluation of the models was with independent data sets collected during the growing seasons of 2013/2014 (Experiment 1) and 2014/2015 (Experiment 2) in Santa Maria, RS, Brazil. Total number of leaves for both landrace and improved maize varieties was better estimated with the Wang and Engel model, with a root mean square error of 1.0 leaf, while estimations with the CSM-CERES-Maize model had a root mean square error of 1.5 leaf.(AU)

O objetivo deste trabalho foi comparar a simulação da emissão de folhas de cultivares crioulas e melhoradas de milho realizada pelos modelos CSM-CERES-Maize (linear) e Wang e Engel (não linear). Para tanto, foram realizados dois experimentos nas safras agrícolas de 2013/2014 e 2014/2015 com delineamento de blocos ao acaso. Os coeficientes dos modelos foram calibrados a partir de um conjunto de dados de número de folhas totais de plantas, coletados na semeadura de 04/11/2013 para as cultivares crioulas Cinquentinha e Bico de Ouro e o híbrido simples AS 1573PRO. Para a variedade de polinização aberta melhorada BRS Planalto, os coeficientes foram estimados com dados da semeadura de 13/12/2014. A avaliação dos modelos foi realizada com dados independentes de semeaduras dos anos agrícolas 2013/2014 (Experimento 1) e 2014/2015 (Experimento 2) em Santa Maria, RS, Brasil. A melhor estimativa do número total de folhas, tanto para cultivares crioulas como melhoradas, foi obtida com o modelo Wang e Engel. A raiz do quadrado médio do erro do Wang e Engel foi de 1,0 folha, em comparação com o linear CSM-CERES-Maize, em que a raiz do quadrado médio do erro foi de 1,5 folha.(AU)

Estimating the development of landrace and improved maize cultivars as a function of air temperature / Estimativa do desenvolvimento de cultivares crioulas e melhoradas de milho em função da temperatura do ar

The objective of this study was to determine the maximum development rates for the phases of emergence, vegetative and reproductive, and to test the performance of the Wang and Engel (WE) model for simulating the development of landrace and improved maize cultivars sown on different dates. Model calibration was with data collected from a field experiment with a sowing date on December 13, 2014, and the model was tested with independent data from experiments with five sowing dates (August 20 and November 4, 2013, February 3 and August 15, 2014, and January 7, 2015) in Santa Maria, RS. The experiment was a complete randomized block design with four replicates. The dates of emergence (EM), silking (R1), and physiological maturity (R6) of two landraces ('Cinquentinha' and 'Bico de ouro') and two improved maize cultivars ('BRS Planalto' and 'AS 1573PRO') were recorded. Maximum daily developmental rates varied among cultivars from 0.2400 to 0.3411 d-1 for the emergence phase, from 0.0213 to 0.0234 d-1 for the vegetative phase, and from 0.0254 to 0.0298 d-1 for the reproductive phase. The WE model adequately estimated the developmental stages of landraces and improved maize cultivars with a mean error of 3.7 days. The cardinal temperatures used in the WE model were appropriate to estimate the developmental stages of landraces and improved maize cultivars.(AU)

O objetivo neste trabalho foi obter as taxas máximas de desenvolvimento para as fases de emergência, vegetativa e reprodutiva, e testar o desempenho do modelo de Wang e Engel (WE) para estimar o desenvolvimento de cultivares crioulas e melhoradas de milho em diferentes datas de semeadura. A calibração foi realizada com dados de um experimento de campo semeado em 13/12/2014, e a validação com dados independentes de experimentos semeados em 20/08/2013, 04/11/2013, 03/02/2014, 15/08/2014 e 07/01/2015 em Santa Maria, RS. O delineamento foi blocos ao acaso com quatro repetições. Foram registradas as datas de emergência (EM), espigamento (R1) e maturidade fisiológica (R6) de duas cultivares crioulas ('Cinquentinha' e 'Bico de ouro') e duas melhoradas ('BRS Planalto' e 'AS 1573PRO'). As taxas máximas de desenvolvimento diário diferiram entre as cultivares variando de 0,2400 a 0,3411 dia-1 para a fase de emergência, de 0,0213 a 0,0234 dia-1 para a fase vegetativa e de 0,0254 a 0,0298 dia-1 para a fase reprodutiva. O modelo WE estimou adequadamente os estágios de desenvolvimento de cultivares crioulas e melhoradas de milho, com um erro médio de 3,7 dias. As temperaturas cardinais utilizadas no modelo WE são apropriadas para estimar os estágios de desenvolvimento de cultivares crioulas e melhoradas de milho.(AU)

Aquecimento global: efeitos no crescimento, no desenvolvimento e na produtividade de batata

The concentration of atmospheric greenhouse gases, mainly the CO2, has increased in the last decades due to anthropogenic activities. The atmospheric CO2 concentration has increased from about 280 parts per million per volume (ppmv) in the pre-industrial period to the currently 380ppmv concentration. There are reports that during the XX century global average temperature increased 0.6±(0.2)°C and projections indicate a possible 1.1 to 6.4°C increase in temperature by the end of the XXI century, depending upon each region. The increase in atmospheric CO2 concentration and air temperature directly affect plant physiological processes, such as photosynthesis and respiration, which may affect crops performance, including potato. The objective of this review was to assemble information from the literature on the possible effects of increasing atmospheric CO2 concentration and air temperature on growth, development and yield of potato. In general, the increase in CO2 concentration followed by an increase in air temperature will result in lower growth, reduction in the duration of the developmental cycle, lower yield and increase of potato diseases. A strategy to minimize the effects of a possible global warming on potato would be to develop cultivars that are tolerant to high temperatures, adapt planting time in each location, change management practices and even, expand growing areas to colder regions.

A concentração atmosférica dos gases do efeito estufa, principalmente o CO2, tem aumentado nas últimas décadas devido às atividades antrópicas. A concentração de CO2 aumentou de aproximadamente 280 partes por milhão por volume (ppmv) no período pré-industrial para a atual concentração de 380 ppmv. Há registros que, durante o século XX, houve um aumento da temperatura média da superfície global de 0,6±(0,2)°C, e projeções indicam um provável aumento de 1,1 a 6,4°C na temperatura média global até o final do século XXI, dependendo da região do planeta. O aumento da concentração de CO2 e da temperatura afeta diretamente processos fisiológicos, como fotossíntese e respiração das plantas, o que poderá alterar o desempenho das culturas, incluindo a batata. O objetivo desta revisão foi reunir informações da literatura sobre os possíveis efeitos do aumento na concentração de CO2 e da temperatura do ar no crescimento, no desenvolvimento e na produtividade da cultura de batata. O aumento do CO2, seguido de aumento na temperatura do ar, de maneira geral, resultará em menor crescimento, redução na duração do ciclo de desenvolvimento, menor produtividade e aumento da incidência de doenças da batata. Como estratégia para minimizar os efeitos de um possível aquecimento global sobre essa cultura, sugere-se que sejam desenvolvidas cultivares tolerantes a altas temperaturas, adaptadas as épocas de plantio em cada local, alteradas as práticas de manejo da cultura e até expandidas as áreas de cultivo para regiões mais frias.

Aquecimento global: efeitos no crescimento, no desenvolvimento e na produtividade de batata

The concentration of atmospheric greenhouse gases, mainly the CO2, has increased in the last decades due to anthropogenic activities. The atmospheric CO2 concentration has increased from about 280 parts per million per volume (ppmv) in the pre-industrial period to the currently 380ppmv concentration. There are reports that during the XX century global average temperature increased 0.6±(0.2)°C and projections indicate a possible 1.1 to 6.4°C increase in temperature by the end of the XXI century, depending upon each region. The increase in atmospheric CO2 concentration and air temperature directly affect plant physiological processes, such as photosynthesis and respiration, which may affect crops performance, including potato. The objective of this review was to assemble information from the literature on the possible effects of increasing atmospheric CO2 concentration and air temperature on growth, development and yield of potato. In general, the increase in CO2 concentration followed by an increase in air temperature will result in lower growth, reduction in the duration of the developmental cycle, lower yield and increase of potato diseases. A strategy to minimize the effects of a possible global warming on potato would be to develop cultivars that are tolerant to high temperatures, adapt planting time in each location, change management practices and even, expand growing areas to colder regions.

A concentração atmosférica dos gases do efeito estufa, principalmente o CO2, tem aumentado nas últimas décadas devido às atividades antrópicas. A concentração de CO2 aumentou de aproximadamente 280 partes por milhão por volume (ppmv) no período pré-industrial para a atual concentração de 380 ppmv. Há registros que, durante o século XX, houve um aumento da temperatura média da superfície global de 0,6±(0,2)°C, e projeções indicam um provável aumento de 1,1 a 6,4°C na temperatura média global até o final do século XXI, dependendo da região do planeta. O aumento da concentração de CO2 e da temperatura afeta diretamente processos fisiológicos, como fotossíntese e respiração das plantas, o que poderá alterar o desempenho das culturas, incluindo a batata. O objetivo desta revisão foi reunir informações da literatura sobre os possíveis efeitos do aumento na concentração de CO2 e da temperatura do ar no crescimento, no desenvolvimento e na produtividade da cultura de batata. O aumento do CO2, seguido de aumento na temperatura do ar, de maneira geral, resultará em menor crescimento, redução na duração do ciclo de desenvolvimento, menor produtividade e aumento da incidência de doenças da batata. Como estratégia para minimizar os efeitos de um possível aquecimento global sobre essa cultura, sugere-se que sejam desenvolvidas cultivares tolerantes a altas temperaturas, adaptadas as épocas de plantio em cada local, alteradas as práticas de manejo da cultura e até expandidas as áreas de cultivo para regiões mais frias.

Aquecimento global: efeitos no crescimento, no desenvolvimento e na produtividade de batata

The concentration of atmospheric greenhouse gases, mainly the CO2, has increased in the last decades due to anthropogenic activities. The atmospheric CO2 concentration has increased from about 280 parts per million per volume (ppmv) in the pre-industrial period to the currently 380ppmv concentration. There are reports that during the XX century global average temperature increased 0.6±(0.2)°C and projections indicate a possible 1.1 to 6.4°C increase in temperature by the end of the XXI century, depending upon each region. The increase in atmospheric CO2 concentration and air temperature directly affect plant physiological processes, such as photosynthesis and respiration, which may affect crops performance, including potato. The objective of this review was to assemble information from the literature on the possible effects of increasing atmospheric CO2 concentration and air temperature on growth, development and yield of potato. In general, the increase in CO2 concentration followed by an increase in air temperature will result in lower growth, reduction in the duration of the developmental cycle, lower yield and increase of potato diseases. A strategy to minimize the effects of a possible global warming on potato would be to develop cultivars that are tolerant to high temperatures, adapt planting time in each location, change management practices and even, expand growing areas to colder regions.

A concentração atmosférica dos gases do efeito estufa, principalmente o CO2, tem aumentado nas últimas décadas devido às atividades antrópicas. A concentração de CO2 aumentou de aproximadamente 280 partes por milhão por volume (ppmv) no período pré-industrial para a atual concentração de 380 ppmv. Há registros que, durante o século XX, houve um aumento da temperatura média da superfície global de 0,6±(0,2)°C, e projeções indicam um provável aumento de 1,1 a 6,4°C na temperatura média global até o final do século XXI, dependendo da região do planeta. O aumento da concentração de CO2 e da temperatura afeta diretamente processos fisiológicos, como fotossíntese e respiração das plantas, o que poderá alterar o desempenho das culturas, incluindo a batata. O objetivo desta revisão foi reunir informações da literatura sobre os possíveis efeitos do aumento na concentração de CO2 e da temperatura do ar no crescimento, no desenvolvimento e na produtividade da cultura de batata. O aumento do CO2, seguido de aumento na temperatura do ar, de maneira geral, resultará em menor crescimento, redução na duração do ciclo de desenvolvimento, menor produtividade e aumento da incidência de doenças da batata. Como estratégia para minimizar os efeitos de um possível aquecimento global sobre essa cultura, sugere-se que sejam desenvolvidas cultivares tolerantes a altas temperaturas, adaptadas as épocas de plantio em cada local, alteradas as práticas de manejo da cultura e até expandidas as áreas de cultivo para regiões mais frias.

Comparing two versions of a non-linear model for simulating leaf number and developmental stages in maize based on air temperature

The Wang and Engel (WE) model simulates crop development considering the non-linear response of plant development to temperature. Daily air temperature is the input for the temperature response function [f(T)] in the WE model, and because there are several approaches for computing daily temperatures, there are several ways to calculate the f(T). The objective of this study was to compare two versions of the WE model for simulating leaf number and developmental stages in maize, considering two approaches for imputing daily air temperature (daily mean air temperature and daily minimum/maximum air temperature). A two-year field experiment with the maize variety BRS Missões sown in several sowing dates was conducted in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during the 2005-2006 and 2006-2007 growing seasons. The f(T) in the WE model was calculated using daily mean air temperature calculated as the arithmetic average of daily minimum (TN) and maximum (TX) air temperatures (WE Tmean), and calculating an f(T) using TN and an f(T) using TX and then averaging the two f(T)s (WE Tmm). Ligule and tip leaf number, and silking and physiological maturity developmental stages measured in the 2005-2006 growing season were used to estimate model coefficients and the ones measured in the 2006-2007 growing season were used as independent data sets to evaluate models. Predictions of ligule and tip leaf number, silking and physiological maturity of the maize variety BRS Missões were better with the WE Tmm model than with the WE Tmean model.

O modelo Wang e Engel (WE) simula o desenvolvimento das culturas considerando uma resposta não-linear do desenvolvimento das plantas à temperatura. A temperatura diária do ar é o dado de entrada na função de resposta à temperatura [f(T)] no modelo WE e, em função de haver várias maneiras de calcular a temperatura diária, há várias maneiras de calcular a f(T). O objetivo deste estudo foi comparar duas versões do modelo WE para a simulação do número de folhas e dos estágios de desenvolvimento em milho, considerando dois métodos de entrada da temperatura diária do ar (temperatura média diária do ar e temperatura mínima/máxima diária do ar). Um experimento de campo com a variedade de milho BRS Missões, semeado em várias datas de semeadura, foi conduzido em Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil, durante os anos agrícolas 2005-2006 e 2006-2007. A f(T) no modelo WE foi calculada usando-se a temperatura média diária do ar calculada pela média aritmética das temperaturas mínima (TN) e máxima (TX) diárias do ar (WE Tmean) e pela média de f(T) usando TN e pela de f(T) usando TX (WE Tmm). O número de folhas expandidas e totais e os estágios de desenvolvimento (embonecamento e maturidade fisiológica) coletados no ano agrícola 2005-2006 foram usados para estimarem-se os coeficientes dos modelos; por sua vez, os estágios coletados no ano agrícola 2006-2007 foram usados como dados independentes para avaliar os modelos. A simulação do número de folhas expandidas e totais, do embonecamento e da maturidade fisiológica da variedade de milho BRS Missões foi melhor com o modelo WE Tmm do que com o modelo WE Tmean.

Comparing two versions of a non-linear model for simulating leaf number and developmental stages in maize based on air temperature

The Wang and Engel (WE) model simulates crop development considering the non-linear response of plant development to temperature. Daily air temperature is the input for the temperature response function [f(T)] in the WE model, and because there are several approaches for computing daily temperatures, there are several ways to calculate the f(T). The objective of this study was to compare two versions of the WE model for simulating leaf number and developmental stages in maize, considering two approaches for imputing daily air temperature (daily mean air temperature and daily minimum/maximum air temperature). A two-year field experiment with the maize variety BRS Missões sown in several sowing dates was conducted in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during the 2005-2006 and 2006-2007 growing seasons. The f(T) in the WE model was calculated using daily mean air temperature calculated as the arithmetic average of daily minimum (TN) and maximum (TX) air temperatures (WE Tmean), and calculating an f(T) using TN and an f(T) using TX and then averaging the two f(T)s (WE Tmm). Ligule and tip leaf number, and silking and physiological maturity developmental stages measured in the 2005-2006 growing season were used to estimate model coefficients and the ones measured in the 2006-2007 growing season were used as independent data sets to evaluate models. Predictions of ligule and tip leaf number, silking and physiological maturity of the maize variety BRS Missões were better with the WE Tmm model than with the WE Tmean model.

O modelo Wang e Engel (WE) simula o desenvolvimento das culturas considerando uma resposta não-linear do desenvolvimento das plantas à temperatura. A temperatura diária do ar é o dado de entrada na função de resposta à temperatura [f(T)] no modelo WE e, em função de haver várias maneiras de calcular a temperatura diária, há várias maneiras de calcular a f(T). O objetivo deste estudo foi comparar duas versões do modelo WE para a simulação do número de folhas e dos estágios de desenvolvimento em milho, considerando dois métodos de entrada da temperatura diária do ar (temperatura média diária do ar e temperatura mínima/máxima diária do ar). Um experimento de campo com a variedade de milho BRS Missões, semeado em várias datas de semeadura, foi conduzido em Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil, durante os anos agrícolas 2005-2006 e 2006-2007. A f(T) no modelo WE foi calculada usando-se a temperatura média diária do ar calculada pela média aritmética das temperaturas mínima (TN) e máxima (TX) diárias do ar (WE Tmean) e pela média de f(T) usando TN e pela de f(T) usando TX (WE Tmm). O número de folhas expandidas e totais e os estágios de desenvolvimento (embonecamento e maturidade fisiológica) coletados no ano agrícola 2005-2006 foram usados para estimarem-se os coeficientes dos modelos; por sua vez, os estágios coletados no ano agrícola 2006-2007 foram usados como dados independentes para avaliar os modelos. A simulação do número de folhas expandidas e totais, do embonecamento e da maturidade fisiológica da variedade de milho BRS Missões foi melhor com o modelo WE Tmm do que com o modelo WE Tmean.

Comparing two versions of a non-linear model for simulating leaf number and developmental stages in maize based on air temperature

The Wang and Engel (WE) model simulates crop development considering the non-linear response of plant development to temperature. Daily air temperature is the input for the temperature response function [f(T)] in the WE model, and because there are several approaches for computing daily temperatures, there are several ways to calculate the f(T). The objective of this study was to compare two versions of the WE model for simulating leaf number and developmental stages in maize, considering two approaches for imputing daily air temperature (daily mean air temperature and daily minimum/maximum air temperature). A two-year field experiment with the maize variety BRS Missões sown in several sowing dates was conducted in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during the 2005-2006 and 2006-2007 growing seasons. The f(T) in the WE model was calculated using daily mean air temperature calculated as the arithmetic average of daily minimum (TN) and maximum (TX) air temperatures (WE Tmean), and calculating an f(T) using TN and an f(T) using TX and then averaging the two f(T)s (WE Tmm). Ligule and tip leaf number, and silking and physiological maturity developmental stages measured in the 2005-2006 growing season were used to estimate model coefficients and the ones measured in the 2006-2007 growing season were used as independent data sets to evaluate models. Predictions of ligule and tip leaf number, silking and physiological maturity of the maize variety BRS Missões were better with the WE Tmm model than with the WE Tmean model.

O modelo Wang e Engel (WE) simula o desenvolvimento das culturas considerando uma resposta não-linear do desenvolvimento das plantas à temperatura. A temperatura diária do ar é o dado de entrada na função de resposta à temperatura [f(T)] no modelo WE e, em função de haver várias maneiras de calcular a temperatura diária, há várias maneiras de calcular a f(T). O objetivo deste estudo foi comparar duas versões do modelo WE para a simulação do número de folhas e dos estágios de desenvolvimento em milho, considerando dois métodos de entrada da temperatura diária do ar (temperatura média diária do ar e temperatura mínima/máxima diária do ar). Um experimento de campo com a variedade de milho BRS Missões, semeado em várias datas de semeadura, foi conduzido em Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil, durante os anos agrícolas 2005-2006 e 2006-2007. A f(T) no modelo WE foi calculada usando-se a temperatura média diária do ar calculada pela média aritmética das temperaturas mínima (TN) e máxima (TX) diárias do ar (WE Tmean) e pela média de f(T) usando TN e pela de f(T) usando TX (WE Tmm). O número de folhas expandidas e totais e os estágios de desenvolvimento (embonecamento e maturidade fisiológica) coletados no ano agrícola 2005-2006 foram usados para estimarem-se os coeficientes dos modelos; por sua vez, os estágios coletados no ano agrícola 2006-2007 foram usados como dados independentes para avaliar os modelos. A simulação do número de folhas expandidas e totais, do embonecamento e da maturidade fisiológica da variedade de milho BRS Missões foi melhor com o modelo WE Tmm do que com o modelo WE Tmean.

Temperatura base para aparecimento de folhas e filocrono da variedade de milho BRS Missões / Base temperature for leaf appearance and phyllochron of the BRS Missões maize variety

O objetivo deste trabalho foi estimar a temperatura base para aparecimento de folhas e o filocrono em uma variedade de milho em várias datas de semeadura e dois anos de cultivo. Um experimento de campo foi realizado em Santa Maria, Rio Grande do Sul (RS), com sete datas de semeadura. Foi utilizada a variedade BRS Missões em dois anos agrícolas consecutivos (2005-06 e 2006-07). O delineamento experimental foi blocos ao acaso com seis repetições. A parcela foi composta por três linhas de 5m de comprimento no espaçamento 0,8m x 0,21m. Em cada parcela, foram marcadas ao acaso três plantas na linha central nas quais foi realizada semanalmente a contagem do número de folhas completamente expandidas (NFE) e o total (NFT). A temperatura base variou entre épocas de semeadura de 4,5 a 12°C, com média próxima de 8°C, valor que foi usado no cálculo da soma térmica. O filocrono foi maior quando calculado com base no NFE do que com base no NFT e variou com a data de semeadura, de 50,0 a 69,9°C dia folha-1 e de 39,6 a 59,8°C dia folha-1, respectivamente, sendo o fotoperíodo uma possível causa da variação do filocrono entre épocas.(AU)

The objective of this study was to estimate the base temperature for leaf appearance and the phyllochron of a maize variety in several sowing dates and two growing seasons. A field experiment was conducted in Santa Maria, RS, with seven sowing dates using the BRS Missões variety in two growing seasons (2005-06 and 2006-07). The experimental design was a completely randomized blocks, with six replications. Plots were three 5 m rows in a 0.8m x 0.21m spacing. Three plants in the central row of each plot were randomly tagged, and the number of fully expanded leaves (NFE) and the number of leaf tips (NFT) were counted once a week on the tagged plants. The base temperature varied with sowing date from 4.5 to 12°C and an average of about 8°C was used to calculate thermal time. Phyllochron was higher when calculated on an NFE basis than on a NFT basis, and varied with sowing date from 50.0 to 69.9°C day leaf-1 and from 39.6 to 59.8°C day leaf-1, respectively, with photoperiod being a likely cause to explain the variation in the phyllochron with sowing date.(AU)

Relationship between panicle differentiation and main stem leaf number in rice genotypes and red rice biotypes

Panicle differentiation (DP) is a key developmental stage in rice (Oryza sativa L.) because at this stage plant switches from vegetative to reproductive development and source-sink relation changes to allocate part of the photoassimilates for growing spikelets and kernels. The objective of this study was to determine the main stem Haun Stage (HS) and the number of leaves that still have to emerge until flag leaf at PD in several cultivated rice genotypes and red rice biotypes in different sowing dates. A two-year field experiment was conducted in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during the 2005-2006 and 2006-2007 growing seasons, and three sowing dates each year. Nine cultivated rice genotypes and two red rice biotypes were used. PD was identified as the R1 stage of the COUNCE scale, by sampling four plants from each genotype on a daily basis. When 50% of the sampled plants were at R1, the main stem HS was measured in 20 plants per genotype. The main stem final leaf number (FLN) was measured in these 20 plants when the collar of the flag leaf was visible. HS at PD is related to FLN in many cultivated rice genotypes and red rice biotypes, and that at PD, the number of leaves still to emerge until flag leaf is not constant for all the rice genotypes. These findings are not in agreement with reports in the literature.

A diferenciação da panícula (DP) é um importante estágio do desenvolvimento em arroz (Oryza sativa L.), pois é nesse estágio que a planta passa do desenvolvimento vegetativo para o desenvolvimento reprodutivo e a relação fone-dreno muda para alocar parte dos fotoassimilados para crescimento de espiguetas e grãos. O objetivo deste estudo foi determinar o Estágio de Haun (EH) no colmo principal e o número de folhas que ainda faltam emergir até o aparecimento da folha bandeira por ocasião da DP em vários genótipos de arroz cultivado e biótipos de arroz vermelho, em diferentes datas de semeadura. Um experimento de campo foi conduzido em Santa Maria, RS, durante os anos agrícolas 2005-2006 e 2006-2007, com três datas de semeadura cada ano. Foram usados nove genótipos de arroz cultivados e dois biótipos de arroz vermelho. A DP foi identificada como o estágio R1 da escala de COUNCE, amostrando-se diariamente quatro plantas de cada genótipo. Quando 50% das plantas estavam em R1, foi medido o EH no colmo principal em 20 plantas por genótipo. O número final de folhas no colmo principal (NFF) foi observado nestas mesmas 20 plantas, quando o colar da folha bandeira estava visível. O EH na DP está relacionado com o NFF em vários dos genótipos de arroz cultivado e nos biótipos de arroz vermelho, e que o número de folhas que ainda faltam emergir na DP não é constante para todos os genótipos de arroz estudados. Estes resultados discordam com os relatados na literatura.

Relationship between panicle differentiation and main stem leaf number in rice genotypes and red rice biotypes

Panicle differentiation (DP) is a key developmental stage in rice (Oryza sativa L.) because at this stage plant switches from vegetative to reproductive development and source-sink relation changes to allocate part of the photoassimilates for growing spikelets and kernels. The objective of this study was to determine the main stem Haun Stage (HS) and the number of leaves that still have to emerge until flag leaf at PD in several cultivated rice genotypes and red rice biotypes in different sowing dates. A two-year field experiment was conducted in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during the 2005-2006 and 2006-2007 growing seasons, and three sowing dates each year. Nine cultivated rice genotypes and two red rice biotypes were used. PD was identified as the R1 stage of the COUNCE scale, by sampling four plants from each genotype on a daily basis. When 50% of the sampled plants were at R1, the main stem HS was measured in 20 plants per genotype. The main stem final leaf number (FLN) was measured in these 20 plants when the collar of the flag leaf was visible. HS at PD is related to FLN in many cultivated rice genotypes and red rice biotypes, and that at PD, the number of leaves still to emerge until flag leaf is not constant for all the rice genotypes. These findings are not in agreement with reports in the literature.

A diferenciação da panícula (DP) é um importante estágio do desenvolvimento em arroz (Oryza sativa L.), pois é nesse estágio que a planta passa do desenvolvimento vegetativo para o desenvolvimento reprodutivo e a relação fone-dreno muda para alocar parte dos fotoassimilados para crescimento de espiguetas e grãos. O objetivo deste estudo foi determinar o Estágio de Haun (EH) no colmo principal e o número de folhas que ainda faltam emergir até o aparecimento da folha bandeira por ocasião da DP em vários genótipos de arroz cultivado e biótipos de arroz vermelho, em diferentes datas de semeadura. Um experimento de campo foi conduzido em Santa Maria, RS, durante os anos agrícolas 2005-2006 e 2006-2007, com três datas de semeadura cada ano. Foram usados nove genótipos de arroz cultivados e dois biótipos de arroz vermelho. A DP foi identificada como o estágio R1 da escala de COUNCE, amostrando-se diariamente quatro plantas de cada genótipo. Quando 50% das plantas estavam em R1, foi medido o EH no colmo principal em 20 plantas por genótipo. O número final de folhas no colmo principal (NFF) foi observado nestas mesmas 20 plantas, quando o colar da folha bandeira estava visível. O EH na DP está relacionado com o NFF em vários dos genótipos de arroz cultivado e nos biótipos de arroz vermelho, e que o número de folhas que ainda faltam emergir na DP não é constante para todos os genótipos de arroz estudados. Estes resultados discordam com os relatados na literatura.

O fenômeno El Niño Oscilação Sul e a variabilidade interanual da evaporação do tanque Classe A e da umidade relativa do ar em Santa Maria, RS / El Niño Southern Oscilation and the interannual variability of Pan evaporation and air relative humidity in Santa Maria, RS, Brazil

O objetivo deste trabalho foi associar a variabilidade interanual da evaporação do tanque Classe A e da umidade relativa do ar com o fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENOS) em Santa Maria, RS. Foram utilizados os dados diários de evaporação do tanque Classe A (ECA, mm dia-1) e umidade relativa média diária do ar (UR, por cento) medidos em Santa Maria, RS. A ECA foi medida de 1973 a 2006 e a UR de 1969 a 2006. Os anos foram classificados em El Niño (EN), La Niña (LN) e Neutros (N), considerando o período de 01/07 de um ano até 30/06 do ano seguinte. Os resultados mostraram que a ECA é menor nos anos de EN e maior nos anos de LN. Já a UR foi maior em anos de EN e menor em anos de LN. O efeito do fenômeno ENOS sobre a ECA é maior nos meses de novembro, dezembro, janeiro e maio, enquanto que sobre a UR os meses de maior influência do ENOS são outubro, novembro, dezembro e maio.(AU)

The objective of this study was to associate the interannual variability of Pan evaporation and air relative humidity with the El Niño Southern Oscilation (ENSO) phenomenon in Santa Maria, RS, Brazil. Daily data records of Pan evaporation (PAN, mm day-1) and mean daily relative humidity (RH, percent) measured in Santa Maria, RS, were used. PAN was measured from 1973 to 2006 and RH was measured from 1969 to 2006. Years were grouped into El Niño (EN) years, La Niña (LN) years, and Neutral (N) years, from July 1st of the year to June 30th of the following year. Results showed that PAN is lower in EN years and greater in LN years. On the other hand, RH was greater in EN years and lower in LN years. The effect of ENSO on PAN is greater in November, December, January, and May, whereas RH is affected by ENSO in October, November, December and May.(AU)

Improving predictions of leaf appearance in field grown potato

The calculation of leaf appearance rate (LAR) and number of accumulated or emerged leaves (NL) on the main stem are part of many crop simulation models. The purpose of this study was to adapt and evaluate a model (WE model) for simulating the main stem LAR and NL in potato (Solanum tuberosum L.). The WE model is a non-linear multiplicative model that takes into account the effect of genotype and environmental factors on LAR. A linear model (Phyllochron model) was also used as a comparison with the WE model. A series of field experiments with 14 planting dates over two years (2003 and 2004) was carried out in Santa Maria, RS, Brazil, using the cultivar Asterix. Coefficients of the WE model and the phyllochron model were estimated with data from four planting dates in 2003, and the models were validated with data from the other ten plantings, which are independent data. The statistics used to quantify model performance was the root mean square error (RMSE). The WE model was a better predictor of NL (RMSE=2.0 leaves) than the phyllochron model (RMSE=3.7 leaves). The WE model has coefficients with biological meaning and a non-linear temperature response function, which renders generality and robustness to this LAR model.

O cálculo da taxa de aparecimento de folhas (LAR) e do número de folhas acumuladas ou emergidas (NL) na haste principal são parte de muitos modelos de simulação de cultivos agrícolas. O objetivo deste estudo foi adaptar e avaliar um modelo (modelo WE) para simular a LAR e o NL na haste principal de batata (Solanum tuberosum L.). O modelo WE é um modelo multiplicativo não linear que leva em conta o efeito do genótipo e de fatores ambientais sobre LAR. Um modelo linear (modelo do filocrono) também foi usado como comparação com o modelo WE. Uma série de experimentos de campo com 14 épocas de plantio durante dois anos (2003 e 2004) foi conduzido em Santa Maria, RS. A cultivar usada foi Asterix. Os coeficientes dos modelos WE e filocrono foram estimados com dados de quarto épocas de plantio em 2003 e os modelos foram avaliados com dados independentes de outras dez épocas de plantio. A estatística usada para quantificar o desempenho dos dois modelos foi a raiz do quadrado médio do erro (RMSE). O modelo WE foi um melhor preditor de NL (RMSE=2,0 folhas) do que o modelo filocrono (RMSE=3,7 folhas). O modelo WE tem coeficientes com significado biológico e uma função não linear de resposta a temperatura que conferem generalidade e robustes a este modelo de LAR.

Improving predictions of leaf appearance in field grown potato

The calculation of leaf appearance rate (LAR) and number of accumulated or emerged leaves (NL) on the main stem are part of many crop simulation models. The purpose of this study was to adapt and evaluate a model (WE model) for simulating the main stem LAR and NL in potato (Solanum tuberosum L.). The WE model is a non-linear multiplicative model that takes into account the effect of genotype and environmental factors on LAR. A linear model (Phyllochron model) was also used as a comparison with the WE model. A series of field experiments with 14 planting dates over two years (2003 and 2004) was carried out in Santa Maria, RS, Brazil, using the cultivar Asterix. Coefficients of the WE model and the phyllochron model were estimated with data from four planting dates in 2003, and the models were validated with data from the other ten plantings, which are independent data. The statistics used to quantify model performance was the root mean square error (RMSE). The WE model was a better predictor of NL (RMSE=2.0 leaves) than the phyllochron model (RMSE=3.7 leaves). The WE model has coefficients with biological meaning and a non-linear temperature response function, which renders generality and robustness to this LAR model.

O cálculo da taxa de aparecimento de folhas (LAR) e do número de folhas acumuladas ou emergidas (NL) na haste principal são parte de muitos modelos de simulação de cultivos agrícolas. O objetivo deste estudo foi adaptar e avaliar um modelo (modelo WE) para simular a LAR e o NL na haste principal de batata (Solanum tuberosum L.). O modelo WE é um modelo multiplicativo não linear que leva em conta o efeito do genótipo e de fatores ambientais sobre LAR. Um modelo linear (modelo do filocrono) também foi usado como comparação com o modelo WE. Uma série de experimentos de campo com 14 épocas de plantio durante dois anos (2003 e 2004) foi conduzido em Santa Maria, RS. A cultivar usada foi Asterix. Os coeficientes dos modelos WE e filocrono foram estimados com dados de quarto épocas de plantio em 2003 e os modelos foram avaliados com dados independentes de outras dez épocas de plantio. A estatística usada para quantificar o desempenho dos dois modelos foi a raiz do quadrado médio do erro (RMSE). O modelo WE foi um melhor preditor de NL (RMSE=2,0 folhas) do que o modelo filocrono (RMSE=3,7 folhas). O modelo WE tem coeficientes com significado biológico e uma função não linear de resposta a temperatura que conferem generalidade e robustes a este modelo de LAR.

Estimativa do plastocrono em meloeiro (Cucumis melo L.) cultivado em estufa plástica em diferentes épocas do ano

Muskmelon (Cucumis melo L.) is a high-value horticultural crop. The prediction of node appearance is an important part of simulation models of crops with decumbent growth like muskmelon and other cucurbits. One way to predict node appearance is by using the concept of plastochron, defined as the time interval between the appearance of successive nodes on a stem or vine. Time can be expressed as thermal time, and in this case, the plastochron has units of °C day node-1. Previous studies have demonstrated that the plastochron in muskmelon varies with genotype and planting date. The objective of this study was to estimate the plastochron in muskmelon grown inside a plastic greenhouse at different transplanting dates. Twelve planting dates were performed inside a 10m X 25m greenhouse covered with polyethylene in Santa Maria, RS, Brazil. The HY-MARK hybrid was used. Twelve plants in each planting date were tagged with colored wire. The number of visible nodes (NN) on the main vine of the tagged plants was measured twice a week. Daily degree-days (DDD, °C day) were calculated, with cardinal temperatures for node appearance in muskmelon (10, 34, and 45°C). Accumulated thermal time (TT, °C day) from transplanting was calculated by accumulating DDD. The NN was linearly regressed against TT. The plastochron was estimated by the inverse of the angular coefficient of the linear regression. Plastochron varied among planting dates, from 13.4 to 21.8°C day node-1, with an average of 18.6 (±2.3)°C day node-1. This difference in plastochron values among planting dates may represent several calendar days when NN is used to estimate the date of developmental stages in muskmelon such as flowering of the first male and hermaphrodite flowers.

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma hortaliça de alto valor econômico. A emissão de nós é um componente importante em modelos matemáticos de simulação do crescimento e desenvolvimento de culturas de hábito de crescimento decumbente como o meloeiro e outras cucurbitáceas. A emissão de nós pode ser calculada utilizando-se o conceito do plastocrono, que é o intervalo de tempo entre o aparecimento de nós sucessivos em uma haste de dicotiledôneas. Quando a soma térmica é usada como medida de tempo fisiológico em plantas, o plastocrono tem como unidades °C dia nó-1. Estudos anteriores mostraram que o plastocrono em meloeiro varia com o genótipo e a época de cultivo. Este trabalho teve por objetivo estimar o plastocrono em meloeiro transplantado em diferentes épocas de cultivo no interior de estufa plástica. Foram realizadas 12 épocas de semeadura e transplante no interior de uma estufa plástica de 10m X 25m, coberta com polietileno transparente de baixa densidade, localizada no Campo Experimental do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, RS. O híbrido utilizado foi o HY-MARK (grupo Cantaloupe). Em 12 plantas etiquetadas por época de transplante, contou-se o número de nós visíveis (NN) na haste principal da planta duas vezes por semana. A soma térmica diária (STd, °C dia) foi calculada levando-se em conta as temperaturas cardinais de aparecimento de nós em meloeiro (10, 34 e 45°C). A soma térmica acumulada (STa, °C dia), a partir da data de transplante das plântulas, foi calculada somando-se a STd. O plastocrono foi calculado como sendo o inverso do coeficiente angular da regressão linear entre NN e STa para cada época. O plastocrono calculado variou entre as épocas de cultivo de 13,4 a 21,8°C dia nó-1, com um valor médio de 18,6 (±2,3)°C dia nó-1. Esta diferença de plastocrono entre as épocas de cultivo pode representar vários dias do calendário civil se o interesse é predizer eventos associados ao NN na planta de meloeiro, como por exemplo a data de abertura da primeria flor masculina e da primeria flor hermafrodita.

Estimativa do plastocrono em meloeiro (Cucumis melo L.) cultivado em estufa plástica em diferentes épocas do ano

Muskmelon (Cucumis melo L.) is a high-value horticultural crop. The prediction of node appearance is an important part of simulation models of crops with decumbent growth like muskmelon and other cucurbits. One way to predict node appearance is by using the concept of plastochron, defined as the time interval between the appearance of successive nodes on a stem or vine. Time can be expressed as thermal time, and in this case, the plastochron has units of °C day node-1. Previous studies have demonstrated that the plastochron in muskmelon varies with genotype and planting date. The objective of this study was to estimate the plastochron in muskmelon grown inside a plastic greenhouse at different transplanting dates. Twelve planting dates were performed inside a 10m X 25m greenhouse covered with polyethylene in Santa Maria, RS, Brazil. The HY-MARK hybrid was used. Twelve plants in each planting date were tagged with colored wire. The number of visible nodes (NN) on the main vine of the tagged plants was measured twice a week. Daily degree-days (DDD, °C day) were calculated, with cardinal temperatures for node appearance in muskmelon (10, 34, and 45°C). Accumulated thermal time (TT, °C day) from transplanting was calculated by accumulating DDD. The NN was linearly regressed against TT. The plastochron was estimated by the inverse of the angular coefficient of the linear regression. Plastochron varied among planting dates, from 13.4 to 21.8°C day node-1, with an average of 18.6 (±2.3)°C day node-1. This difference in plastochron values among planting dates may represent several calendar days when NN is used to estimate the date of developmental stages in muskmelon such as flowering of the first male and hermaphrodite flowers.

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma hortaliça de alto valor econômico. A emissão de nós é um componente importante em modelos matemáticos de simulação do crescimento e desenvolvimento de culturas de hábito de crescimento decumbente como o meloeiro e outras cucurbitáceas. A emissão de nós pode ser calculada utilizando-se o conceito do plastocrono, que é o intervalo de tempo entre o aparecimento de nós sucessivos em uma haste de dicotiledôneas. Quando a soma térmica é usada como medida de tempo fisiológico em plantas, o plastocrono tem como unidades °C dia nó-1. Estudos anteriores mostraram que o plastocrono em meloeiro varia com o genótipo e a época de cultivo. Este trabalho teve por objetivo estimar o plastocrono em meloeiro transplantado em diferentes épocas de cultivo no interior de estufa plástica. Foram realizadas 12 épocas de semeadura e transplante no interior de uma estufa plástica de 10m X 25m, coberta com polietileno transparente de baixa densidade, localizada no Campo Experimental do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, RS. O híbrido utilizado foi o HY-MARK (grupo Cantaloupe). Em 12 plantas etiquetadas por época de transplante, contou-se o número de nós visíveis (NN) na haste principal da planta duas vezes por semana. A soma térmica diária (STd, °C dia) foi calculada levando-se em conta as temperaturas cardinais de aparecimento de nós em meloeiro (10, 34 e 45°C). A soma térmica acumulada (STa, °C dia), a partir da data de transplante das plântulas, foi calculada somando-se a STd. O plastocrono foi calculado como sendo o inverso do coeficiente angular da regressão linear entre NN e STa para cada época. O plastocrono calculado variou entre as épocas de cultivo de 13,4 a 21,8°C dia nó-1, com um valor médio de 18,6 (±2,3)°C dia nó-1. Esta diferença de plastocrono entre as épocas de cultivo pode representar vários dias do calendário civil se o interesse é predizer eventos associados ao NN na planta de meloeiro, como por exemplo a data de abertura da primeria flor masculina e da primeria flor hermafrodita.