A disponibilidade de recursos, tanto de ordem financeira quanto de mão-de-obra, é escassa. Sendo assim, deve-se incentivar o planejamento regional que minimize a utilização de recursos. A previsão de safra por intermédio de técnicas de modelagem deve ser realizada anteriormente com base nas características regionais, indicando assim as diretrizes básicas da pesquisa, bem como o planejamento regional. Dessa forma, os objetivos deste trabalho são: (i) caracterizar as variáveis do clima por intermédio de diferentes distribuições de probabilidade; (ii) verificar a homogeneidade espacial e temporal para as variáveis do clima; (iii) utilizar a distribuição normal bivariada para simular parâmetros utilizados na estimação de produtividade da cultura de soja; e (iv) propor um modelo para estimar a ordem de magnitude da produtividade potencial (dependente da interação genótipo, temperatura, radiação fotossinteticamente ativa e fotoperíodo) e da produtividade deplecionada (dependente da podutividade potencial, da chuva e do armazenamento de água no solo) de grãos de soja, baseados nos valores diários de temperatura, insolação e chuva, para o estado de São Paulo. As variáveis utilizadas neste estudo foram: temperatura média, insolação, radiação solar fotossinteticamente ativa e precipitação pluvial, em escala diária, obtidas em 27 estações localizadas no Estado de São Paulo e seis estações localizadas em Estados vizinhos. Primeiramente, verificou-se a aderência das variáveis a cinco distribuições de probabilidade (normal, log-normal, exponencial, gama e weibull), por intermédio do teste de Kolmogorov-Smirnov. Verificou-se a homogeneidade espacial e temporal dos dados por intermédio da análise de agrupamento pelo método de Ward e estimou-se o tamanho de amostra (número de anos) para as variáveis. A geração de números aleatórios foi realizada por intermédio do método Monte Carlo. A simulação dos dados de radiação fotossinteticamente ativa e temperatura foram realizadas por intermédio de três casos (i) distribuição triangular assimétrica (ii) distribuição normal truncada a 1,96 desvio padrão da média e (iii) distribuição normal bivariada. Os dados simulados foram avaliados por intermédio do teste de homogeneidade de variância de Bartlett e do teste F, teste t, índice de concordância de Willmott, coeficiente angular da reta, o índice de desempenho de Camargo (C) e aderência à distribuição normal (univariada). O modelo utilizado para calcular a produtividade potencial da cultura de soja foi desenvolvido com base no modelo de De Wit, incluindo contribuições de Van Heenst, Driessen, Konijn, de Vries, dentre outros. O cálculo da produtividade deplecionada foi dependente da evapotranspiração potencial, da cultura e real e coeficiente de sensibilidade a deficiência hídrica. Os dados de precipitação pluvial foram amostrados por intermédio da distribuição normal. Sendo assim, a produção diária de carboidrato foi deplecionada em função do estresse hídrico e número de horas diárias de insolação. A interpolação dos dados, de modo a englobar todo o Estado de São Paulo, foi realizada por intermédio do método da Krigagem. Foi verificado que a maior parte das variáveis segue a distribuição normal de probabilidade. Além disso, as variáveis apresentam variabilidade espacial e temporal e o número de anos necessários (tamanho de amostra) para cada uma delas é bastante variável. A simulação utilizando a distribuição normal bivariada é a mais apropriada por representar melhor as variáveis do clima. E o modelo de estimação das produtividades potencial e deplecionada para a cultura de soja produz resultados coerentes com outros resultados obtidos na literatura. / The availability of resources, as much of financial order and human labor, is scarse. Therefore, it must stimulates the regional planning that minimizes the use of resources. Then, the forecast of harvests through modelling techniques must previously on the basis of be carried through the regional characteristics, thus indicating the routes of the research, as well as the regional planning. Then, the aims of this work are: (i) to characterize the climatic variables through different probability distributions; (ii) to verify the spatial and temporal homogeneity of the climatic variables; (iii) to verify the bivaried normal distribution to simulate parameters used to estimate soybean crop productivity; (iv) to propose a model of estimating the magnitud order of soybean crop potential productivity (it depends on the genotype, air temperature, photosynthetic active radiation; and photoperiod) and the depleted soybean crop productivity (it pedends on the potential productivity, rainfall and soil watter availability) based on daily values of temperature, insolation and rain, for the State of São Paulo. The variable used in this study had been the minimum, maximum and average air temperature, insolation, solar radiation, fotosynthetic active radiation and pluvial precipitation, in daily scale, gotten in 27 stations located in the State of São Paulo and six stations located in neighboring States. First, it was verified tack of seven variables in five probability distributions (normal, log-normal, exponential, gamma and weibull), through of Kolmogorov-Smirnov. The spatial and temporal verified through the analysis of grouping by Ward method and estimating the sample size (number of years) for the variable. The generation of random numbers was carried through the Monte Carlo Method. The simulation of the data of photosyntetic active radiation and temperature had been carried through three cases: (i) nonsymetric triangular distribution (ii) normal distribution truncated at 1.96 shunting line standard of the average and (iii) bivaried normal distribution. The simulated data had been evaluated through the test of homogeneity of variance of Bartlett and the F test, t test, agreement index of Willmott, angular coefficient of the straight line, the index of performance index of Camargo (C) and tack the normal distribution (univarieted). The proposed model to simulate the potential productivity of soybean crop was based on the de Wit concepts, including Van Heenst, Driessen, Konijn, Vries, and others researchers. The computation of the depleted productivity was dependent of the potential, crop and real evapotranspirations and the sensitivity hydric deficiency coefficient. The insolation and pluvial precipitation data had been showed through the normal distribution. Being thus, the daily production of carbohydrate was depleted as function of hydric stress and insolation. The interpolation of the data, in order to consider the whole State of Sao Paulo, was carried through the Kriging method. The results were gotten that most of the variable can follow the normal distribution. Moreover, the variable presents spatial and temporal variability and the number of necessary years (sample size) for each one of them is sufficiently changeable. The simulation using the bivaried normal distribution is most appropriate for better representation of climate variable. The model of estimating potential and depleted soybean crop productivities produces coherent values with the literature results.

Com os objetivos de (i) elaborar uma adaptação do método da zona agroecológica, proposto por De Wit, para estimar a produtividade potencial e deplecionada da cultura de milho, utilizando procedimento estocástico, no Rio Grande do Sul; e de (ii) testar procedimentos estocásticos (distribuição normal truncada, triangular assimétrica e triangular simétrica) para simular dados de temperatura e de insolação para estimar produtividade potencial e deplecionada da cultura de milho, foi desenvolvida uma metodologia computacional. A quantidade de energia solar disponível às plantas (em função da latitude, declinação solar e nebulosidade), bem como a capacidade de sua conversão em fotossintetizado, contabilizado em termos de carboidrato, possibilita prever produtividade potencial de grãos de milho. Sem limitação de água no solo, o CO2 assimilado é convertido em massa de carboidrato em função do índice de área foliar (IAF), temperatura, radiação solar absorvida. fotoperíodo e duração do ciclo. Considerando os fatores de correção quanto à respiração e ao IAF, pode-se transformar a massa de carboidrato total final em massa de matéria seca referente a cada órgão (folha, raiz, colmo e órgão reprodutivo), considerando-se as partições de fotoassimilados e a composição da matéria seca. A produtividade potencial (PP) foi calculada com base na fitomassa seca total, no índice de colheita e no teor de água nos grãos. O balanço hídrico cíclico (Thornthwaite & Mather, 1955) foi utilizado para estimar o armazenamento de água no solo no decêndio que antecede a semeadura de milho. O balanço hídrico seqüencial, com variação do coeficiente de cultivo (Kc), foi utilizado para estimar a evapotranspiração da cultura (ETc) e a real (ETr). A produtividade deplecionada foi estimada a partir dos valores de PP, ETr, ETc e do coeficiente de resposta da cultura (Ky). Os dados climáticos de 16 municípios no Rio Grande do Sul, a capacidade de água dispoível (50 mm) e procedimentos estocásticos (distribuição normal truncada, triangular assimétrica e triangular simétrica para simular dados de temperatura e de insolação), foram usados para estimar PP e deplecionada para cada localidade, em diferentes épocas de semeadura. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que: (i) a adaptação do método da zona agroecológica possibilita definir a ordem de grandeza das PP e deplecionada da cultura de milho, e produziu resultados coerentes com valores citados na literatura, identificando a melhor época de semeadura, e (ii) o procedimento estocástico pode ser utilizado nos seguintes casos: quando se dispõe de uma série histórica de temperatura, utiliza-se a distribuição normal truncada; quando não se dispõe de uma série histórica utiliza-se a distribuição triangular assimétrica, preferencialmente, ou a distribuição triangular simétrica. / With de purpose of (i) adapting of the agroecological zone method, proposed by De Wit, to estimate potential and depleted corn crop productivity, using stochastic procedure, in the Rio Grande do Sul State, Brazil; and (ii) testing stochastic procedures (normal, and symmetric and non-symmetric distributions) to simulate air temperature and insolation data to estimate potential and depleted corn crop productivity, was developed a computational methodology. The amount of available solar energy to the plants (as function of the latitude, solar declination and cloudiness), as well as the capacity of energy conversion in photosyntates, computed in terms of carbohydrate, makes it possible to forecast corn productivity. Without soil water shortage the assimilated CO2 can be converted in mass of carbohydrate as a function of leaf area index (LAI), air temperature, absorbed solar radiation, photoperiod and cycle duration. Considering the correction factors related to respiration and LAI, this value can be converted into mass of carbohydrate, per hectare, produced during the cycle. To transform carbohydrate mass in dry biomass referring to each organ (leaf, root, stem and reproductive organs), the assimilates partition and dry matter composition. The potential productivity (PP) was computed using the total dry mass, harvest index and the grain water content. The water balance (Thornthwaite & Mather, 1955) was used to estimate the amount of soil water in the period before corn crop sowing date. The sequential water balance, with temporal variation of crop coefficient (Kc), was used to estimate crop (ETc) and actual (ETr) evapotranspirations. The depleted productivity was estimated using PP, ETr, ETc and the yield response factor (Ky) values. The climatic data of 16 counties in the Rio Grande do Sul State, the soil water holding capacity (50 mm) and stochastic procedures (normal and triangular distributions to simulate air temperature and insolation) were used to estimate PP and depleted corn productivity for each local in different sowing dates. The following conclusions can be reported: (i); the adaptation of the agroecological zone method allowed to calculate the PP and depleted productivity with coherent productivity values, as well as it identifies the best sowing date; and (ii) the stochastic procedure can be used in the following cases: the normal distribution approach can be utilized when air temperature historic series is available; and the triangular distribution (non-symmetric triangular distribution is preferable in relation to symmetric distribution) approach can be used when there is no historic series.

Com os objetivos de (i) elaborar uma adaptação do método da zona agroecológica, proposto por De Wit, para estimar a produtividade potencial e deplecionada da cultura de milho, utilizando procedimento estocástico, no Rio Grande do Sul; e de (ii) testar procedimentos estocásticos (distribuição normal truncada, triangular assimétrica e triangular simétrica) para simular dados de temperatura e de insolação para estimar produtividade potencial e deplecionada da cultura de milho, foi desenvolvida uma metodologia computacional. A quantidade de energia solar disponível às plantas (em função da latitude, declinação solar e nebulosidade), bem como a capacidade de sua conversão em fotossintetizado, contabilizado em termos de carboidrato, possibilita prever produtividade potencial de grãos de milho. Sem limitação de água no solo, o CO2 assimilado é convertido em massa de carboidrato em função do índice de área foliar (IAF), temperatura, radiação solar absorvida. fotoperíodo e duração do ciclo. Considerando os fatores de correção quanto à respiração e ao IAF, pode-se transformar a massa de carboidrato total final em massa de matéria seca referente a cada órgão (folha, raiz, colmo e órgão reprodutivo), considerando-se as partições de fotoassimilados e a composição da matéria seca. A produtividade potencial (PP) foi calculada com base na fitomassa seca total, no índice de colheita e no teor de água nos grãos. O balanço hídrico cíclico (Thornthwaite & Mather, 1955) foi utilizado para estimar o armazenamento de água no solo no decêndio que antecede a semeadura de milho. O balanço hídrico seqüencial, com variação do coeficiente de cultivo (Kc), foi utilizado para estimar a evapotranspiração da cultura (ETc) e a real (ETr). A produtividade deplecionada foi estimada a partir dos valores de PP, ETr, ETc e do coeficiente de resposta da cultura (Ky). Os dados climáticos de 16 municípios no Rio Grande do Sul, a capacidade de água dispoível (50 mm) e procedimentos estocásticos (distribuição normal truncada, triangular assimétrica e triangular simétrica para simular dados de temperatura e de insolação), foram usados para estimar PP e deplecionada para cada localidade, em diferentes épocas de semeadura. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que: (i) a adaptação do método da zona agroecológica possibilita definir a ordem de grandeza das PP e deplecionada da cultura de milho, e produziu resultados coerentes com valores citados na literatura, identificando a melhor época de semeadura, e (ii) o procedimento estocástico pode ser utilizado nos seguintes casos: quando se dispõe de uma série histórica de temperatura, utiliza-se a distribuição normal truncada; quando não se dispõe de uma série histórica utiliza-se a distribuição triangular assimétrica, preferencialmente, ou a distribuição triangular simétrica. / With de purpose of (i) adapting of the agroecological zone method, proposed by De Wit, to estimate potential and depleted corn crop productivity, using stochastic procedure, in the Rio Grande do Sul State, Brazil; and (ii) testing stochastic procedures (normal, and symmetric and non-symmetric distributions) to simulate air temperature and insolation data to estimate potential and depleted corn crop productivity, was developed a computational methodology. The amount of available solar energy to the plants (as function of the latitude, solar declination and cloudiness), as well as the capacity of energy conversion in photosyntates, computed in terms of carbohydrate, makes it possible to forecast corn productivity. Without soil water shortage the assimilated CO2 can be converted in mass of carbohydrate as a function of leaf area index (LAI), air temperature, absorbed solar radiation, photoperiod and cycle duration. Considering the correction factors related to respiration and LAI, this value can be converted into mass of carbohydrate, per hectare, produced during the cycle. To transform carbohydrate mass in dry biomass referring to each organ (leaf, root, stem and reproductive organs), the assimilates partition and dry matter composition. The potential productivity (PP) was computed using the total dry mass, harvest index and the grain water content. The water balance (Thornthwaite & Mather, 1955) was used to estimate the amount of soil water in the period before corn crop sowing date. The sequential water balance, with temporal variation of crop coefficient (Kc), was used to estimate crop (ETc) and actual (ETr) evapotranspirations. The depleted productivity was estimated using PP, ETr, ETc and the yield response factor (Ky) values. The climatic data of 16 counties in the Rio Grande do Sul State, the soil water holding capacity (50 mm) and stochastic procedures (normal and triangular distributions to simulate air temperature and insolation) were used to estimate PP and depleted corn productivity for each local in different sowing dates. The following conclusions can be reported: (i); the adaptation of the agroecological zone method allowed to calculate the PP and depleted productivity with coherent productivity values, as well as it identifies the best sowing date; and (ii) the stochastic procedure can be used in the following cases: the normal distribution approach can be utilized when air temperature historic series is available; and the triangular distribution (non-symmetric triangular distribution is preferable in relation to symmetric distribution) approach can be used when there is no historic series.

A disponibilidade de recursos, tanto de ordem financeira quanto de mão-de-obra, é escassa. Sendo assim, deve-se incentivar o planejamento regional que minimize a utilização de recursos. A previsão de safra por intermédio de técnicas de modelagem deve ser realizada anteriormente com base nas características regionais, indicando assim as diretrizes básicas da pesquisa, bem como o planejamento regional. Dessa forma, os objetivos deste trabalho são: (i) caracterizar as variáveis do clima por intermédio de diferentes distribuições de probabilidade; (ii) verificar a homogeneidade espacial e temporal para as variáveis do clima; (iii) utilizar a distribuição normal bivariada para simular parâmetros utilizados na estimação de produtividade da cultura de soja; e (iv) propor um modelo para estimar a ordem de magnitude da produtividade potencial (dependente da interação genótipo, temperatura, radiação fotossinteticamente ativa e fotoperíodo) e da produtividade deplecionada (dependente da podutividade potencial, da chuva e do armazenamento de água no solo) de grãos de soja, baseados nos valores diários de temperatura, insolação e chuva, para o estado de São Paulo. As variáveis utilizadas neste estudo foram: temperatura média, insolação, radiação solar fotossinteticamente ativa e precipitação pluvial, em escala diária, obtidas em 27 estações localizadas no Estado de São Paulo e seis estações localizadas em Estados vizinhos. Primeiramente, verificou-se a aderência das variáveis a cinco distribuições de probabilidade (normal, log-normal, exponencial, gama e weibull), por intermédio do teste de Kolmogorov-Smirnov. Verificou-se a homogeneidade espacial e temporal dos dados por intermédio da análise de agrupamento pelo método de Ward e estimou-se o tamanho de amostra (número de anos) para as variáveis. A geração de números aleatórios foi realizada por intermédio do método Monte Carlo. A simulação dos dados de radiação fotossinteticamente ativa e temperatura foram realizadas por intermédio de três casos (i) distribuição triangular assimétrica (ii) distribuição normal truncada a 1,96 desvio padrão da média e (iii) distribuição normal bivariada. Os dados simulados foram avaliados por intermédio do teste de homogeneidade de variância de Bartlett e do teste F, teste t, índice de concordância de Willmott, coeficiente angular da reta, o índice de desempenho de Camargo (C) e aderência à distribuição normal (univariada). O modelo utilizado para calcular a produtividade potencial da cultura de soja foi desenvolvido com base no modelo de De Wit, incluindo contribuições de Van Heenst, Driessen, Konijn, de Vries, dentre outros. O cálculo da produtividade deplecionada foi dependente da evapotranspiração potencial, da cultura e real e coeficiente de sensibilidade a deficiência hídrica. Os dados de precipitação pluvial foram amostrados por intermédio da distribuição normal. Sendo assim, a produção diária de carboidrato foi deplecionada em função do estresse hídrico e número de horas diárias de insolação. A interpolação dos dados, de modo a englobar todo o Estado de São Paulo, foi realizada por intermédio do método da Krigagem. Foi verificado que a maior parte das variáveis segue a distribuição normal de probabilidade. Além disso, as variáveis apresentam variabilidade espacial e temporal e o número de anos necessários (tamanho de amostra) para cada uma delas é bastante variável. A simulação utilizando a distribuição normal bivariada é a mais apropriada por representar melhor as variáveis do clima. E o modelo de estimação das produtividades potencial e deplecionada para a cultura de soja produz resultados coerentes com outros resultados obtidos na literatura. / The availability of resources, as much of financial order and human labor, is scarse. Therefore, it must stimulates the regional planning that minimizes the use of resources. Then, the forecast of harvests through modelling techniques must previously on the basis of be carried through the regional characteristics, thus indicating the routes of the research, as well as the regional planning. Then, the aims of this work are: (i) to characterize the climatic variables through different probability distributions; (ii) to verify the spatial and temporal homogeneity of the climatic variables; (iii) to verify the bivaried normal distribution to simulate parameters used to estimate soybean crop productivity; (iv) to propose a model of estimating the magnitud order of soybean crop potential productivity (it depends on the genotype, air temperature, photosynthetic active radiation; and photoperiod) and the depleted soybean crop productivity (it pedends on the potential productivity, rainfall and soil watter availability) based on daily values of temperature, insolation and rain, for the State of São Paulo. The variable used in this study had been the minimum, maximum and average air temperature, insolation, solar radiation, fotosynthetic active radiation and pluvial precipitation, in daily scale, gotten in 27 stations located in the State of São Paulo and six stations located in neighboring States. First, it was verified tack of seven variables in five probability distributions (normal, log-normal, exponential, gamma and weibull), through of Kolmogorov-Smirnov. The spatial and temporal verified through the analysis of grouping by Ward method and estimating the sample size (number of years) for the variable. The generation of random numbers was carried through the Monte Carlo Method. The simulation of the data of photosyntetic active radiation and temperature had been carried through three cases: (i) nonsymetric triangular distribution (ii) normal distribution truncated at 1.96 shunting line standard of the average and (iii) bivaried normal distribution. The simulated data had been evaluated through the test of homogeneity of variance of Bartlett and the F test, t test, agreement index of Willmott, angular coefficient of the straight line, the index of performance index of Camargo (C) and tack the normal distribution (univarieted). The proposed model to simulate the potential productivity of soybean crop was based on the de Wit concepts, including Van Heenst, Driessen, Konijn, Vries, and others researchers. The computation of the depleted productivity was dependent of the potential, crop and real evapotranspirations and the sensitivity hydric deficiency coefficient. The insolation and pluvial precipitation data had been showed through the normal distribution. Being thus, the daily production of carbohydrate was depleted as function of hydric stress and insolation. The interpolation of the data, in order to consider the whole State of Sao Paulo, was carried through the Kriging method. The results were gotten that most of the variable can follow the normal distribution. Moreover, the variable presents spatial and temporal variability and the number of necessary years (sample size) for each one of them is sufficiently changeable. The simulation using the bivaried normal distribution is most appropriate for better representation of climate variable. The model of estimating potential and depleted soybean crop productivities produces coherent values with the literature results.

Für die ortsspezifische Düngung spielt die räumliche Erfassung von ertragsrelevanten Standorteigenschaften (z.B. Textur und Nährstoffnachlieferungsvermögen) eine große Rolle bei der Bemessung der Düngungsempfehlung. Durch die Berücksichtigung der schlaginternen Variabilität ist eine abgestufte standortangepasste Bewirtschaftung möglich. Auf fünf ackerbaulich genutzten Schlägen in verschiedenen Bodenregionen Deutschlands wurden räumliche und zeitliche Untersuchungen zur vertikalen und horizontalen Mineralstickstoffverteilung in Rasterform durchgeführt. Mit Hilfe des N-Modells HERMES wurden Simulationsrechnungen zur N-Dynamik durchgeführt und anhand des volumetrischen Wassergehalts, des Ertrags und des mineralischen Stickstoffgehalts überprüft. Als Referenz dienten die Daten aus der Rasterbeprobung. Die Vergleiche zwischen den simulierten und gemessenen Werten zeigen beim volumetrischen Wassergehalt, beim Ertrag und beim mineralischen Stickstoff auch über mehrere Vegetationsperioden hinweg eine gute Übereinstimmung bei den Mittelwerten, so dass man die Modellergebnisse auch für die N-Düngungsempfehlung herangezogen hat. Datensätze der Reichsbodenschätzung und der digitalen Hofbodenkarte wiesen im Gegensatz zur kleinräu­migen Rasterbeprobung keine ausreichende Genauigkeit bei den räumlichen Verteilungsmustern der ertragsrelevanten Standortgrößen auf und sind demnach nicht als Planungsgrundlage für die ortsspezifische Düngung geeignet. Über Szenariorechnungen lassen sich verschiedene Düngungsvarianten (wie einheitlich und ortsspezifisch gedüngte Variante) für identische Flächen direkt miteinander vergleichen. Die Ergebnisse zeigten beim Einsatz des preagro-N Moduls über drei Vegetationsperioden (2000 bis 2002) ein Einsparungspotential bei der ortsspezifischen Düngung von durchschnittlich 4 %, bei Verwendung der Modellempfehlungen (HERMES) sogar von durchschnittlich 18 % gegenüber der einheitlichen Variante ohne Ertragsdepressionen beführten zu müssen. / For the site-specific fertilization plays the spatial variability of soil parameters (such as texture) an important role for the calculation of fertilizer recommendation. In consideration of spatial variability is a gradual management in the field possible. The distribution of the vertical and horizontal soil mineral nitrogen patterns on five fields were investigated in different regions in Germany. Additionally these data were used for the validation of the nitrogen dynamics of the nitrogen crop growth model HERMES. The comparison between simulate and measurement data showed for the soil moisture, the grain yield and the mineral nitrogen over many vegetation periods good results by the average values. Under this situation is it possible to use simulation model for the nitrogen fertilizer recommendation. Simulations with data sets from the plot sampling (large scale soil map) compared against simulating using German Soil Appraisal or digital farm soil map data showed information losses. The temporal dynamic by soil mineral nitrogen content in the rooting zone and the spatial pattern by the grain yield show a much better agreement with observed values, if large scale data were used for the simulation. The results from the preagro-N model showed at site-specific part over three vegetation periods (2000 to 2002) an economize effect from average 4 % against the uniform fertilisation part. If we had used the fertilizer recommendation from the nitrogen crop growth model HERMES over the same time, the economize effect conducted average 18 % against the uniform fertilisation part without yield depression.