Modelo da Zona Agroecológica MZA

Este modelo foi desenvolvido visando estudar as relações existentes entre as condições climáticas e a produtividade de diversas culturas, auxiliando também na determinação de estratégias de manejo para buscar maiores produtividades e diminuir os riscos associados a adversidades climáticas. Os modelos de estimativa de produtividade apresentam base fisiológica. Thornley (1970) descreve que a taxa de crescimento para cada período que

resultara na produtividade total ao final do ciclo é função da fotossíntese bruta e da taxa de respiração de manutenção em função da fitomassa da planta existente, incluindo um fator de eficiência de conversão da cultura, como apresentado na eq. (2).

ΔW/Δt = Y (Fb – M W) (2)

em que: ΔW/Δt é a taxa de crescimento da planta; Y é a eficiência do processo de conversão

de fotossintetizados; Fb é a taxa de fotossíntese bruta; W é a fitomassa existente; e M é o coeficiente de manutenção.

O modelo da Zona Agroecológica – FAO, desenvolvido por Kassam (1977), estima a

produtividade potencial da cultura partindo-se do modelo teórico de De Wit (1965), que leva em consideração a produção máxima de matéria seca em função da disponibilidade de radiação solar e da temperatura do ar. Na Figura 4 é apresentada a produção de matéria seca

(MS) bruta a partir do modelo da Zona Agroecológica – FAO, apresentado em Doorenbos e

Kassam (1979) para plantas de mecanismo de fixação de CO2do tipo C3 de verão, como é o

caso da cultura da soja, em função da temperatura média do ar e da radiação global extraterrestre (Qo), para um dia totalmente nublado e um dia totalmente sem nuvens.

Figura 4 – Matéria seca (MS) bruta acumulada por plantas C3 de verão com base no modelo

da Zona Agroecológica – FAO para diferentes condições de temperatura do ar e

radiação solar extraterrestre (Qo), em dia de céu nublado (a) e claro (b)

A partir das curvas apresentadas na Figura 4 é obtido de forma relativa o total diário de matéria seca bruta acumulada pela planta, por exemplo, se a relação entre insolação e fotoperíodo for de 50%, a curva do dia nublado corresponde a 50% de seu valor e a do dia de

céu claro com mais 50% do valor total de matéria seca acumulada no dia. Observe que para um mesmo valor de radiação solar e de temperatura do ar o dia de céu nublado contribui menos na produção bruta de matéria seca que no dia de céu claro, fator este associado a qualidade e quantidade de radiação disponível em cada condição, já que nos dias de céu claro a disponibilidade de radiação do espectro da radiação fotossinteticamente ativa é maior, resultando em maior taxa fotossintética (PEREIRA et al., 2002).

A partir do acúmulo de matéria seca bruta durante o ciclo da cultura, apresentadas na Figura 4, é realizada a correção deste valor para se obter a produtividade da cultura. A correção é realizada em função da taxa de respiração, índice de área foliar, índice de colheita e umidade residual na parte colhida, que são função das características da cultura, obtendo-se assim a produtividade potencial da parte de interesse comercial da cultura, no caso da soja os grãos.

O coeficiente da taxa de respiração é utilizada para obter-se o balanço entre o total do fotoassimilados que a cultura obteve e a parte que foi gasta para a sua manutenção, função da temperatura do ar, com coeficiente igual a 0,50 para quando a temperatura do ar é superior a 20°C, ou seja, 50% dos fotoassimilados são gastos para a manutenção da cultura, e 0,60 para quando a temperatura do ar é menor que 20°C. Para a correção para a umidade residual na parte colhida, é adicionada à produtividade potencial final 13%, o que se refere ao volume total de água presente na parte colhida da cultura, pois o acúmulo de fotoassimilados é feito em base de matéria seca.

A correção do índice de área foliar máximo é utilizado para corrigir a interceptação de radiação solar com base no valor de índice de área foliar máximo para cada cultura, e pelo fato de o modelo original de estimativa de produtividade potencial considerar valor de índice de área foliar igual a 5. Para a cultura da soja, Board e Harville (1992) avaliaram diferentes espaçamentos e apresentaram um índice de área foliar ideal entre 3,5 a 4,0, quando a cultura encontra-se na fase de início de floração. Mayers et al. (1991) obteve índice próximo ao anterior, de 3,9, para que houvesse interceptação de 95% da radiação fotossinteticamente ativa incidente na cultura. O índice de área foliar é altamente dependente de condições como plasticidade da cultura, arranjo populacional, condições ambientais, período vegetativo, manejo cultural e peso específico da folha (HEIFFIG et al., 2006; RODRIGUES et al., 2006; BOOTE et al., 2003).

Para o índice de colheita, obtido pela relação entre a matéria seca da parte colhida e a matéria seca total, Boote et al. (2003) comentaram que muitas vezes em modelos de simulação de crescimentos de plantas, ao índice de colheita é atribuído apenas um valor

especifico, mas este coeficiente é função de vários traços genéticos, superiores a dez para a cultura da soja, os quais estão associados com o ciclo de desenvolvimento da cultura. Estes autores também destacam que além de características da duração do ciclo, principalmente de enchimento de grão, fatores como a interação do genótipo com o ambiente afeta o índice de colheita.

Lawn e James (2011) observaram que este índice de colheita é inversamente proporcional a duração do ciclo. Ludwig et al. (2010) observaram que esta relação inversamente proporcional, entre índice de colheita e duração do ciclo, pode ser dependente do maior tempo em que as plantas estão propensas ao ataque de pragas e com isso há redução do rendimento e do índice de colheita. Esses autores também verificaram efeito significativo para cultivar e manejo de fungicida sobre o índice de colheita, informação esta que condiz com o apresentado por Boote et al. (2003), em que o índice de colheita é função da interação entre genótipo e ambiente.

Boote et al. (2003) também verificaram que o índice de colheita se incrementa assintoticamente com o aumento da duração do período reprodutivo da planta, até alcançar o valor máximo de 0,6, sob ótimas condições de desenvolvimento. Sob condições de menor disponibilidade hídrica, baixa mobilidade de nitrogênio ou outros fatores de estresse, este valor máximo pode ser reduzido. Assim, pode-se definir que o índice de colheita está relacionando com o local de cultivo, época de semeadura e cultivar, pois estes definem a duração do ciclo e das fases de desenvolvimento.

Quanto aos valores de índice de colheita observados na literatura, estes são bem amplos. Kuss et al. (2008) ao avaliar diferentes populações de plantas e estratégias de manejo de irrigação obteve valores de 0,41 a 0,49 utilizando apenas uma cultivar de soja. Ludwig et al. (2010), avaliando quatro cultivares de soja em diferentes manejos de herbicida e fungicida, obteve variação de 0,31 a 0,56. Já Masoumi et al. (2011) e Ghassemi-Golezani et al. (2011) avaliando diferentes níveis de disponibilidade hídrica para a soja também obtiveram valores de índice de colheita de 0,21 a 0,50 e de 0,48 a 0,51, respectivamente.

A duração total do ciclo é altamente dependente das condições de temperatura do ar e fotoperíodo, como verificado por Rodrigues et al. (2001) para condições de cultivo do Rio Grande do Sul. Lawn e James (2011) apresentaram que a duração do ciclo da cultura da soja afeta diretamente a produção de matéria seca total, efeito este associado diretamente à interceptação de radiação solar.

Portanto, a máxima produtividade é aquela obtida em condições de inexistência de déficit hídrico, pragas e doenças, limitações nutricionais e entre outras, ou seja, será apenas

função das condições de temperatura do ar, fotoperíodo, radiação solar e características genéticas da cultura (DOORENBOS; KASSAM, 1979).