A avaliação do estado nutricional das culturas requer o uso de padrões para comparação, tais como os níveis críticos e as faixas de suficiência. Esses padrões de interesse agrícola geralmente são estimados a partir da curva de calibração da produção vegetal, que relaciona os rendimentos de uma cultura com a dose do adubo aplicada no solo ou com o teor de algum elemento nos tecidos. A curva de produção vegetal é fundamental para o desenvolvimento de pesquisas nas áreas de nutrição mineral de plantas e adubação, uma vez que o conhecimento a seu respeito possibilita o uso econômico de adubos e a elaboração de estratégias corretivas para o solo. No entanto, a curva de produção divide-se em diferentes regimes nutricionais, que lhe conferem uma forma peculiar e dificultam sua descrição matemática. O objetivo desse trabalho é a construção de modelos de regressão flexíveis, capazes de descrever adequadamente a curva de produção vegetal. Em uma primeira abordagem, modelos lineares segmentados com transições de fase suaves são usados para descrever a produção do trigo de inverno em função da adubação com nitrogênio. Por meio dos ajustes destes modelos, também são estimados os níveis críticos e as faixas de suficiência. Posteriormente, realiza-se a modelagem matemática da resposta vegetativa à adubação, desconsiderando doses tóxicas. Observa-se que cada tipo possível de resposta vegetativa é ligado de forma unívoca a uma função de produção agrícola. A técnica proposta, além de permitir a construção de novas funções de produção, fornece interpretações fisiológicas claras para parâmetros de alguns modelos de uso comum na agricultura. Com base na segunda abordagem, um novo enunciado para a lei de Mitscherlich é apresentado: quanto maior é o conteúdo total do nutriente limitante na planta, menor é o aproveitamento feito (a fim de lhe prover crescimento) de um incremento em sua disponibilidade - como consequência, os retornos da adubação são decrescentes. / The evaluation of the plant nutritional status requires standards for comparisons, such as the critical levels and sufficiency ranges. These standards are generally estimated by means of the yield curves in response to fertilizers, which relates production with doses applied or nutrient content in the plant tissues. The yield curve is essential for the development of researches on plant mineral nutrition and fertilization, since knowledge of this curve allows economic use of fertilizers and planning strategies for soil correction. However, the production curve is divided into different nutritional regimes, which give it a peculiar shape and hinders its mathematical description. In this work, the objective is to build flexible regression models, able to adequately describe the yield curves. In a first approach, linear piecewise models with smooth transitions between regimes are used to describe the winter-wheat yield in function of the nitrogen doses. By means of the fits of these models, the critical levels and sufficiency ranges are also estimated. In another approach, it is proposed a mathematical model for yield response (or returns) from fertilizers - toxic doses are neglected in this phase. It is verified that each possible yield response type is uniquely related with a production function. This approach allows to construct new production functions and, indeed, provides clear physiological interpretations for the parameters of some common models in agriculture. Based on the second approach, it is presented a new statement for the Mitscherlich law: the greater is the total content of the limiting nutrient in the plant, the lower is the exploited fraction (in order to provide growth) of an increment in its availability - as a consequence, the returns from fertilization are diminishing.

A avaliação do estado nutricional das culturas requer o uso de padrões para comparação, tais como os níveis críticos e as faixas de suficiência. Esses padrões de interesse agrícola geralmente são estimados a partir da curva de calibração da produção vegetal, que relaciona os rendimentos de uma cultura com a dose do adubo aplicada no solo ou com o teor de algum elemento nos tecidos. A curva de produção vegetal é fundamental para o desenvolvimento de pesquisas nas áreas de nutrição mineral de plantas e adubação, uma vez que o conhecimento a seu respeito possibilita o uso econômico de adubos e a elaboração de estratégias corretivas para o solo. No entanto, a curva de produção divide-se em diferentes regimes nutricionais, que lhe conferem uma forma peculiar e dificultam sua descrição matemática. O objetivo desse trabalho é a construção de modelos de regressão flexíveis, capazes de descrever adequadamente a curva de produção vegetal. Em uma primeira abordagem, modelos lineares segmentados com transições de fase suaves são usados para descrever a produção do trigo de inverno em função da adubação com nitrogênio. Por meio dos ajustes destes modelos, também são estimados os níveis críticos e as faixas de suficiência. Posteriormente, realiza-se a modelagem matemática da resposta vegetativa à adubação, desconsiderando doses tóxicas. Observa-se que cada tipo possível de resposta vegetativa é ligado de forma unívoca a uma função de produção agrícola. A técnica proposta, além de permitir a construção de novas funções de produção, fornece interpretações fisiológicas claras para parâmetros de alguns modelos de uso comum na agricultura. Com base na segunda abordagem, um novo enunciado para a lei de Mitscherlich é apresentado: quanto maior é o conteúdo total do nutriente limitante na planta, menor é o aproveitamento feito (a fim de lhe prover crescimento) de um incremento em sua disponibilidade - como consequência, os retornos da adubação são decrescentes. / The evaluation of the plant nutritional status requires standards for comparisons, such as the critical levels and sufficiency ranges. These standards are generally estimated by means of the yield curves in response to fertilizers, which relates production with doses applied or nutrient content in the plant tissues. The yield curve is essential for the development of researches on plant mineral nutrition and fertilization, since knowledge of this curve allows economic use of fertilizers and planning strategies for soil correction. However, the production curve is divided into different nutritional regimes, which give it a peculiar shape and hinders its mathematical description. In this work, the objective is to build flexible regression models, able to adequately describe the yield curves. In a first approach, linear piecewise models with smooth transitions between regimes are used to describe the winter-wheat yield in function of the nitrogen doses. By means of the fits of these models, the critical levels and sufficiency ranges are also estimated. In another approach, it is proposed a mathematical model for yield response (or returns) from fertilizers - toxic doses are neglected in this phase. It is verified that each possible yield response type is uniquely related with a production function. This approach allows to construct new production functions and, indeed, provides clear physiological interpretations for the parameters of some common models in agriculture. Based on the second approach, it is presented a new statement for the Mitscherlich law: the greater is the total content of the limiting nutrient in the plant, the lower is the exploited fraction (in order to provide growth) of an increment in its availability - as a consequence, the returns from fertilization are diminishing.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriano Haliski.pdf: 1087998 bytes, checksum: 06568ec8622f2204e3d6d86c65fa29a8 (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nitrogen fertilization can increase the efficiency of surface liming on soil acidity correction and benefit crop production in long term no-till systems. Because the soil organic matter content under no-till is high, especially in the soil surface layers, the aluminum (Al) toxicity may be low, even in high acidity conditions. This study was carried out with the purpose of evaluate the soil chemical attributes, grain yield, and critical levels for the development of soybean after surface application of lime and ammoniacal nitrogen (N-NH4NO3) in crops of autumn-winter predecessors. The experiment was conducted in Ponta Grossa, Parana State, Brazil, on a loamy, kaolinitic, thermic Typic Hapludox (Oxisol) under long term continuous no-till (26 years). The experimental design used was a randomized block, in a split plot arrangement, with three replications. In the plots, were applied, in May 2004, four rates of lime on the soil surface (0, 4, 8, and 12 t ha-1) and, in the subplots, were applied annually, since 2004, four rates of N-NH4NO3 (0, 60, 120 and 180 kg ha-1) in top dressing in the black oat or wheat crops. In crop rotation was used corn, soybeans or beans in the spring-summer season and black oat or wheat in the autumn-winter season. Soybean was sown in November 2007 (cv. CD 214 RR), 2009 (cv. CD 206 RR), 2010 (cv. BMX Apolo RR), 2012 (cv. NA 5909 RG), and 2013 (cv. BMX Ativa RR). Soil samples were collected annually before soybean sowing at the 0–0.05, 0.05–0.10, and 0.10–0.20 m depths. Surface liming increased pH and the contents of exchangeable Ca2+ and Mg2+, and reduced the content of exchangeable Al3+ to a depth of 0.20 m. Nitrogen fertilization reduced pH and the contents of exchangeable Ca2+ and Mg2+, especially to a depth of 0.10 m, and increased the content of exchangeable Al3+ to a depth of 0.20 m. Surface application of lime increased the soybean grain yields for all N-NH4NO3 rates used in black oat or wheat crops. In unlimed plots, acidification caused by nitrogen fertilization severely limited the soybean grain yield. The critical levels of pH in CaCl2, base saturation, exchangeable Al3+, and Al3+ saturation in the 0–0.20 m layer for soybean production were 4.9, 33%, 8.0 mmolc dm-3, and 30%, respectively. Surface application of lime proved to be a key practice to ensure high soybean yields when high ammoniacal fertilizer rates are applied frequently in no-till systems. / A adubação nitrogenada pode aumentar a eficiência da calagem superficial na correção da acidez do solo e beneficiar a produção das culturas em longo prazo no sistema plantio direto. Como no sistema plantio direto os teores de matéria orgânica são elevados, especialmente nas camadas superficiais do solo, a toxicidade de alumínio (Al) pode ser baixa, mesmo em condições de alta acidez. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar as alterações químicas do solo, a produtividade, e os níveis críticos para o desenvolvimento da cultura da soja após aplicação superficial de calcário e de nitrogênio amoniacal (N–NH4NO3) nas culturas antecessoras de outono–inverno. O experimento foi realizado em Ponta Grossa (PR), em um Latossolo Vermelho distrófico textura média manejado há 26 anos sob plantio direto no momento da instalação. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, com três repetições. Nas parcelas, foram aplicadas, em maio de 2004, quatro doses de calcário dolomítico na superfície (0, 4, 8 e 12 t ha-1) e, nas subparcelas, foram aplicadas, anualmente, desde 2004, quatro doses de N–NH4NO3 (0, 60, 120 e 180 kg ha-1) em cobertura nas culturas de aveia preta ou trigo. Na rotação de culturas foram utilizados milho, soja ou feijão na estação de primavera–verão e aveia preta ou trigo na estação de outono–inverno. A soja foi cultivada em novembro de 2007 (cv. CD 214 RR), 2009 (cv. CD 206 RR), 2010 (cv. BMX Apolo RR), 2012 (cv. NA 5909 RG) e 2013 (cv. BMX Ativa RR). Amostras de solo foram coletadas anualmente, antes da semeadura de soja, nas camadas de 0–0,05, 0,05–0,10 e 0,10– 0,20 m. A aplicação superficial de calcário elevou o pH e os teores de Ca2+ e Mg2+ trocáveis, e reduziu o teor de Al3+ trocável até a profundidade de 0,20 m. A adubação nitrogenada diminuiu o pH e os teores de Ca2+ e Mg2+ trocáveis, principalmente até a profundidade de 0,10 m, e elevou o teor de Al3+ trocável até a profundidade de 0,20 m. A aplicação superficial de calcário aumentou a produtividade de grãos de soja para todas as doses de N–NH4NO3 empregadas nas culturas de aveia preta ou trigo. Nas parcelas sem calagem, a acidificação provocada pela adubação nitrogenada limitou severamente a produtividade de grãos de soja. Os níveis críticos de pH em CaCl2, saturação por bases, Al3+ trocável e saturação por Al 3+, na camada de 0–0,20 m, para a produção de soja foram 4,9, 33%, 8,0 mmolc dm-3 e 30%, respectivamente. A calagem na superfície mostrou ser uma prática fundamental para garantir altos tetos de produtividade de soja quando altas doses de nitrogênio amoniacal são aplicadas com frequência no sistema plantio direto.