Evapotranspiração de referência em Januária-MG pelos métodos tanque classe “A” e Hargreaves-Samani / Evapotranspiration estimation in Januária-MG by class “A” pan and Hargreaves-Samani methods

Objetivou-se com este trabalho avaliar o desempenho do método do tanque classe “A” (TCA) e Hargreaves-Samani (HS), comparados ao método de Penman-Monteith (PM), para determinação da evapotranspiração de referência (ET0) no município de Januária, MG. Foram utilizados os dados climáticos do período 01 de janeiro de 2014 a 31 de dezembro de 2016, pertencente ao banco de dados da estação meteorológica do INMET, localizada no município. A partir dos dados obtidos foram realizadas análises de correlação entre os métodos TCA e HS com o PM, de regressão linear e determinação dos índices de concordância de Willmott e de desempenho. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que o método do TCA superestima a ET0 na região de Januária-MG, mas teve desempenho bom quando ajustado ao método de PM. Quanto ao método de HS, os resultados obtidos mostram que este superestimou a ET0na maioria dos meses, porém apresentou coeficiente de correlação alto e desempenho satisfatório, sendo assim, ambos os métodos podem ser utilizados para estimar a ET0 na região de Januária MG, quando não se dispuser de todos os dados necessários para determinação por meio do método de PM.

The objective of this work was to evaluate the performance of the class “A” (TCA) and Hargreaves-Samani (HS) method, compared to the Penman-Monteith (PM) method, to determine the reference evapotranspiration (ET0) in Januária, MG. We used the weather data from January 1, 2014 to December 31, 2016, belonging to the database of the INMET weather station, located in the municipality. From the obtained data, correlation analyzes between the TCA and HS methods with the PM, linear regression and determination of the Willmott agreement and performance indices were performed. According to the results obtained, it can be concluded that the ACT method overestimates the ET0 in the region of Januária-MG, but performed well when adjusted to the PM method. As for the HS method, the results show that it overestimated the ET0 in most months, but presented a high correlation coefficient and satisfactory performance, so both methods can be used to estimate the ET0 in the region of Januária MG, when not having all the data necessary for determination by the PM method.

Evapotranspiração de referência em Januária-MG pelos métodos tanque classe “A” e Hargreaves-Samani / Evapotranspiration estimation in Januária-MG by class “A” pan and Hargreaves-Samani methods

Objetivou-se com este trabalho avaliar o desempenho do método do tanque classe “A” (TCA) e Hargreaves-Samani (HS), comparados ao método de Penman-Monteith (PM), para determinação da evapotranspiração de referência (ET0) no município de Januária, MG. Foram utilizados os dados climáticos do período 01 de janeiro de 2014 a 31 de dezembro de 2016, pertencente ao banco de dados da estação meteorológica do INMET, localizada no município. A partir dos dados obtidos foram realizadas análises de correlação entre os métodos TCA e HS com o PM, de regressão linear e determinação dos índices de concordância de Willmott e de desempenho. De acordo com os resultados obtidos, pode-se concluir que o método do TCA superestima a ET0 na região de Januária-MG, mas teve desempenho bom quando ajustado ao método de PM. Quanto ao método de HS, os resultados obtidos mostram que este superestimou a ET0na maioria dos meses, porém apresentou coeficiente de correlação alto e desempenho satisfatório, sendo assim, ambos os métodos podem ser utilizados para estimar a ET0 na região de Januária MG, quando não se dispuser de todos os dados necessários para determinação por meio do método de PM.(AU)

The objective of this work was to evaluate the performance of the class “A” (TCA) and Hargreaves-Samani (HS) method, compared to the Penman-Monteith (PM) method, to determine the reference evapotranspiration (ET0) in Januária, MG. We used the weather data from January 1, 2014 to December 31, 2016, belonging to the database of the INMET weather station, located in the municipality. From the obtained data, correlation analyzes between the TCA and HS methods with the PM, linear regression and determination of the Willmott agreement and performance indices were performed. According to the results obtained, it can be concluded that the ACT method overestimates the ET0 in the region of Januária-MG, but performed well when adjusted to the PM method. As for the HS method, the results show that it overestimated the ET0 in most months, but presented a high correlation coefficient and satisfactory performance, so both methods can be used to estimate the ET0 in the region of Januária MG, when not having all the data necessary for determination by the PM method.(AU)

Respostas morfofisiológicas de cinco cultivares de Brachiaria spp. às variações estacionais da temperatura do ar e do fotoperíodo / Morphological and physiological responses of five Brachiaria spp. cultivars to seasonal variations to air temperature and daylength

A pecuária brasileira é baseada no uso de pastagens. Entretanto, o padrão estacional do clima determina a maior concentração da produção de forragem nos períodos de primavera e verão. O conhecimento das respostas produtivas e morfofisiológicas das principais espécies e cultivares forrageiros à temperatura e ao fotoperíodo, na ausência de déficit hídrico, permitem o desenvolvimento de modelos preditores de produção para o planejamento da atividade pecuária ao longo do ano. O presente estudo foi conduzido no Departamento de Zootecnia da ESALQ/USP em Piracicaba, SP, de outubro de 2005 a outubro de 2006, com o objetivo de gerar um banco de dados sobre as características produtivas e morfofisiológicas de capins do gênero Brachiaria e desenvolver modelos que descrevessem o acúmulo de forragem e as características do dossel em função de uma variável que combina os efeitos de temperatura e fotoperíodo (a Unidade Fototérmica – UF). Foram utilizados cinco cultivares de Brachiaria spp. (Basilisk, Marandu, Xaraés, Arapoty e Capiporã) cortados a cada 28 dias durante o verão e 42 dias durante o inverno, deixando-se um resíduo de 15 cm para todos os capins. As unidades experimentais (parcelas de 9 x 4 m) eram irrigadas para garantir ausência de déficit hídrico e adubadas com o equivalente a 120 kg ha-1 ano-1 de N e K2O . O delineamento experimental foi de blocos completos casualizados com quatro repetições. Em cada corte foi medido o acúmulo de forragem e, a partir daí, foram calculadas a produção anual de forragem, a produção de verão e a produção de inverno. Acompanharam-se semanalmente uma rebrotação de verão e a cada 10 dias uma rebrotação de inverno, quando foram avaliados a massa do resíduo, o acúmulo de forragem, a altura, o índice de área foliar (IAF), os ângulos foliares e a interceptação luminosa (IL) do dossel e as taxas de fotossíntese foliar dos capins, que foram utilizadas para a simulação da taxa de fotossíntese do dossel. O capim Capiporã produziu 18 Mg MS ha-1 ano-1, seguido dos capins Xaraés e Basilisk que acumularam 14,8 Mg MS ha-1 ano-1 e Arapoty e Marandu com 13,1 Mg MS ha-1 ano-1. Durante o verão o capim Capiporã foi o mais produtivo com acúmulo de 15,4 Mg MS ha-1. Durante o inverno o Arapoty foi o mais produtivo e acumulou 3,4 Mg MS ha-1, o que resultou na menor estacionalidade de produção do Arapoty, com 74% da produção concentrada no verão. Apesar dos capins terem produções diferentes, suas taxas de fotossíntese de dossel foram iguais (34,41 µmol CO2 m-2 s-1). O IAF médio dos cultivares foi de 2,53. A massa residual média passou de 4,48 Mg MS ha-1 no verão, para 5,71 Mg MS ha-1no inverno. Os modelos de acúmulo de forragem, acúmulo de folhas, IAF, IL e altura do dossel foram sempre diferentes entre cultivares e estações. Os modelos para acúmulo de forragem forneceram produções previstas próximas àquelas observadas, embora durante o inverno e início do verão tenham havido sub e super-estimativas, para todos os capins. O uso da UF mostrou-se efetivo na predição de características produtivas e no estudo de alguns atributos morfofisiológicos de gramíneas do gênero Brachiaria. Para que os modelos possam se tornar ferramentas práticas de planejamento de sistemas de produção, há, no entanto, a necessidade de que estudos complementares sejam realizados, aumentado o banco de dados disponível e a amplitude de condições de ambiente e manejo contempladas

The brazilian livestock industry is based on the use of pastures. However, the seasonal pattern of climatic variations, concentrates most of the annual forage accumulation during the spring and summer. Thus, information on the yield potential, as well as on morphological and physiological responses of forages to temperature and daylength, in the absence of moisture constraints, may allow for the development of prediction models, which can be useful in planning forage-livestock systems. This study was carried out at the Departamento de Zootecnia of ESALQ-USP in Piracicaba, SP, from October 2005 through October 2006, with the purpose of generating a comprehensive dataset on the productive, morphological and physiological characteristics of Brachiaria spp. grasses, as well as to develop and evaluate models that describe and predict forage accumulation and sward characteristics as related to photothermal units (a climatic variable which integrates the effects of temperature and daylength). Five cultivars of Brachiaria spp. were used in the study: (Basilisk, Marandu, Xaraés Arapoty and Capiporã), harvested either every 28 days during the ‘summer’ and every 42 days during the ‘winter’, leaving a stubble of 15 cm. Plots (9 x 4 m) were irrigated to avoid water deficit and fertilized with 120 kg N and K2O ha-1 year-1. The experimental design was a randomized complete block with four replications. On each harvest, forage accumulation was measured in every plot and, from these data, annual and seasonal production for ‘summer’ and ‘winter’ were calculated. Additionally, one ‘summer’ regrowth and one ‘winter’ regrowth, were characterized weekly and every 10 days, respectively, where measurements were taken on stubble mass, forage accumulation, sward height, leaf area index (LAI), mean foliage angle, light interception (LI) and leaf photosynthesis, from which canopy photosynthesis was calculated. Capiporã was the most productive grass, with 18 Mg DM ha-1, followed by Xaraés and Basilisk, which yielded 14,8 Mg DM ha-1 year-1 on average, and Arapoty and Marandu with annual yield of 13,1 Mg DM ha-1. During the ‘summer’ Capiporã yielded 15,4 Mg DM ha-1. During the ‘winter’ Arapoty was the highest yielding (3,5 Mg DM ha-1), resulting in a less pronounced seasonal growth pattern (74% of total annual yield) than the other genotypes. Despite the contrasting yield potential, canopy photosynthesis did not differ (34,4 µmol CO2 m-2 s-1) across genotypes. The mean LAI of all swards was 2,53. Mean stubble mass increased from 4,48 Mg MS ha-1 in the ‘summer’ to 5,71 Mg MS ha-1 in the ‘winter’. Models of the evolution of forage mass and leaf mass above the stubble, as well as LAI, LI and sward height differed among genotypes and between seasons. The forage accumulation models gave yield predictions that were consistent with observed values, although under- and overestimations occurred for the all grasses, especially during the ‘winter’ and early ‘summer’. The use of models based on the photothermal unit proved effective for the prediction of yield and yield-related responses of Brachiaria grasses. In order for these models to become useful tools for systems planning and management, further study is needed in addition to richer, more comprehensive data libraries and a wider range of environments and management practices

Produção de forragem de cultivares de Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf e modelagem de respostas produtivas em função de variáveis climáticas / Forage production of Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich.) Stapf and modeling yeild in response to climatic variables

No Brasil, a área de pastagens ocupa cerca de 180 milhões de hectares. Desses, 70 a 80 % são formados por gramíneas do gênero Brachiaria. O desenvolvimento dos sistemas de produção animal gera a necessidade de novos espécies ou cultivares forrageiros que se adaptem em diferentes condições de clima, solo e manejo. A intensificação desses sistemas exige do produtor ferramentas que o auxiliem no processo de tomada de decisão. Dentre essas ferramentas os modelos de simulação podem auxiliar o controle das etapas de produção. O objetivo deste trabalho foi gerar informações sobre produção de forragem e características morfológicas de quatro genótipos de Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich) Stapf (cultivares Marandu, Xaraés, Arapoty e Capiporã) e parametrizar modelos simples de predição da produção de forragem para esses cultivares, buscando assim associar características agronômicas e variáveis ambientais no processo de tomada de decisão. Para isso, foram realizados dois experimentos com delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro tratamentos (cultivares) e quatro repetições . No primeiro experimento com parcelas irrigadas, foram avaliados o acúmulo de forragem e a composição morfológica da forragem colhida a cada quatro semanas a 20 cm do nível do solo. No segundo experimento com parcelas em crescimento livre o acúmulo e a composição morfológica da forragem acumulada foram medidos aos 28, 42, 56, 70 e 84 dias de crescimento. No primeiro experimento, as maiores produções acumuladas em nove cortes foram de Arapoty e Capiporã com 8380 e 7130 kg MS ha-1 respectivamente, seguidos de Xaraés e Marandu, com 6210 e 5860 kg MS ha-1 respectivamente. Em crescimento livre, aos 84 dias, os cultivares não diferiram quanto à produção de forragem sendo que, após os 56 dias de crescimento o aumento de massa foi oriundo principalmente do maior acúmulo de hastes e material morto. Visando conciliar maior produção de folhas e menor produção de haste e material morto, Arapoty, Xaraés e Capiporã devem ser cortados quando apresentarem altura entre 45 e 50 cm. Marandu deve ser colhido com altura variando de 35 a 40 cm do nível do solo. O fotoperíodo foi um forte determinante da taxa de acúmulo de forragem dos cultivares. As temperaturas mínimas e médias do ar tiveram menor influência e a insolação não foi significativa. Os valores de R2 dos cultivares Arapoty e Marandu foram 0,64 e 0,59 para Tmin (temperatura mínima) e 0,50 e 0,41 para Tmed (temperatura média), respectivamente. Para os cultivares Capiporã e Xaraés, a influência da temperatura mínima e temperatura média na taxa de acúmulo de forragem foram mais pronunciadas, com R2 de 0,83 e 0,74 para Tmin e 0,53 e 0,63 para Tmed respectivamente. A análise comparativa dos modelos completos e reduzidos revelou coincidência entre os modelos de Tmin, Tmed, GD (graus-dia) e UF (unidades fototérmicas) para um nível de significância de 5%. Para os modelos de fotoperíodo (Nm) a análise demonstrou que os modelos não são coincidentes, indicando que para essa variável, a utilização de um modelo específico para cada cultivar fornecerá melhores estimativas para a taxa de acúmulo de forragem. No crescimento livre os modelos baseados em GD e UF mostram-se viáveis para estimativa do acúmulo de forragem, apresentando altos coeficientes de determinação. A análise comparativa desses modelos revelou que para as duas variáveis climáticas (GD e UF), os modelos específicos (completos) fornecerão melhores estimativas que os modelos genéricos (reduzidos). Quanto ao início do desenvolvimento reprodutivo, os cultivares podem ser classificados como: precoce (cv. Arapoty), médio (cv. Marandu) e tardios (Xaraés e Capiporã). Estudos devem ser conduzidos visando explorar as características morfológicas e fenológicas inerentes a cada genótipo, buscando acima de tudo, conhecer a ecofisiologia e entender os processos de crescimento, desenvolvimento e senescência

Pastures make up for 180 million ha in Brazil. Of those, 70 to 80% are established with grasses of the Brachiaria genus. The successful development of new animal production systems would benefit from the availability of improved forages that are adapted to a range of conditions regarding climate, soil, and management. Intensification of these systems requires that decision-making tools are available to producers. Among these tools, simulation models may be useful in monitoring and controlling forage production. The objective of this research was to study forage productivity and morphology of four Brachiaria brizantha cultivars ('Marandu', 'Xaraés', 'Arapoty', and 'Capiporã') and to parameterize simple models to predict forage production, in an attempt to associate agronomic traits and environmental variables to support decision-making. Two experiments were carried out using a completely randomized experimental design with four treatments (grass cultivars) and four replications. In the first experiment, irrigated plots were harvested every four weeks at 20 cm and the accumulated forage was characterized in terms of mass and plant part composition. In the second experiment a single regrowth was monitored and both forage mass and plant part composition from these unharvested plots were characterized on days 28, 42, 56, 70, and 84 of regrowth. In the first experiment, total forage accumulation after nine harvests was greater for Arapoty (8380 kg DM ha-1) than for Xaraés (6210 kg DM ha-1) and Marandu (5860 kg DM ha-1), but not higher than that of Capiporã (7130 kg DM ha-1). In the unharvested plots, forage mass was not different across cultivars on the 84th day. After the 56th day, increases in forage mass were accounted for by increases in the stem and dead material components. In managing these grasses, if objectives include maximization of leaf proportion and minimization of stem and dead material, Arapoty, Xaraés, and Capiporã should be harvested at sward heights between 45 and 50 cm. Marandu should be harvested at sward heights of 35 to 40 cm. Daylength impacted herbage accumulation rates markedly, while the low and mean daily air temperatures affected that response to a lower degree. Solar radiation did not affect herbage accumulation rate. The R2-values of the prediction models for forage accumulation rates of Capiporã and Xaraés were 0.64 and 0.59 for the low-temperature (Tmin) model, and 0.50 and 0.41 for the mean-temperature (Tmed) model, respectively. On Capiporã and Xaraés, the impact of both Tmin and Tmed on the rates of forage accumulation was higher, with R2 of 0.83 and 0.74 for Tmin and 0.53 and 0.63 for Tmed, respectively. Comparative analyses of both full and reduced models showed coincidence among the Tmin, Tmed, GDD (growing degree-days), and PU (photothermal units), at the 5% significance level. The daylentgth (Nm) models were not coincident, suggesting that cultivar-specific Nm models are stronger predictors of forage accumulation rate than a single reduced Nm model. The GDD and PU models built with data from the unharvested plots were found to be good predictors of forage accumulation. Analysis showed that for both independent variables, cultivar-specific (full) models give better estimates than the reduced models. With regard to the initiation of reproductive development, Arapoty is an early cultivar, whereas Marandu is medium and Xaraés and Capiporã are late. Further research is needed in order to provide a better description of cultivar morphology and phenology, and, ultimately, to allow for a fuller understanding of the inter-relationships among growth, development, and senescence