Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / An agricultural production system is constituted by a succession of processes divided in subsystems in which it is emphasized the carriage of productive process related to the environment. In these subsystems, there are processes that can be estimated considering certain conditions such as: weather, crop adaptation and cultural practice and tillage system. The possibility of predicting dates of crop growth (phenology) and development (as harvest date, and consequently, the potential yield) has importance in the process of agricultural planning decision and crop management, not only for irrigation management, fertilizer and defensives application, but also for crop harvest planning, crop rotation, soil management, etc. The present work involved the mathematical simulation of four crop rotation systems: (i) wheat, soybean; (ii) wheat, oats, soybean and maize; (iii) wheat, oats, soybean, maize and dry beans and; (iv) wheat, oats, soybean, maize, maize in same crop sowing season, dry beans and dry beans in the same growing season. This work was conducted in Depressão Central (Santa Maria) and Planalto Médio (Cruz Alta) regions of the Rio Grande do Sul State, using meteorological data from 1990 to 2000. The crop rotation simulation systems i, ii, iii and iv for each agricultural year was conducted for five crop sowing dates of winter cultures (wheat and oats), from 15 to 15 days (first half of May; second half of May; first half of June; second half of June; and first half of July). The irrigation depth and the irrigation number applied on the crops were estimated based on soil plant available water, crop development and meteorological conditions. Production costs of the different crops were estimated adding the cultivation cost, depreciation and irrigation cost. Irrigation cost was based on an area of 380 ha of irrigated crop. The analyses of investment consisted of the determination of return and cumulative capital after 10 years of crop rotation cultivation (from 1990 to 2000) considering the following alternatives of investment of the R$ 1,258,344.00: (i) acquisition of 380 ha of center pivot irrigation system; (ii) acquisition of 134,22 ha of land and; (iii) financial application of capital. The simulated results demonstrated that the cultivation of soybean, maize, maize after a Summer crop during the same growing season, dry beans and dry beans after a Summer crop during the same growing season in Santa Maria and Cruz Alta regions, the complementary irrigation was necessary to supply water to the crops. The cumulative irrigation depth necessary to supply crop need changed according to the date of sowing and cultivation region. Dry beans cultivation after the main Summer crop during the same growing year required less amount of irrigation depth application. Among the crop rotation system tested in the region of Santa Maria and Cruz Alta, the larger cumulative net income was observed for the system IV (succession of wheat-dry beans-maize in same crop sowing season) in the third, sixth and ninth year of cultivation to the first, second and third sowing date of winter crop (wheat), respectively. The choice of the investment in irrigation resulted in investment return (payment capacity) for both regions studied in 5.5 years for the crop rotation system I, in 4.5 years for the crop rotation systems II and III, and in 3.5 years for the crop rotation system IV. The choice of the investment in land acquisition resulted in investment return (payment capacity) for both regions studied in 4.5 years. The choice of the investment in irrigation was the alternative that provided the most accumulated net income after 10 years period (R$ 3,024,395.00) compared to the choices of investment in land acquisition (R$ 1,892,259.00) and financial application (R$ 2,894,677.00) for the regions of Santa Maria and Cruz Alta. / Um sistema de produção agrícola é constituído de uma série de processos, dividido em subsistemas, onde se destaca a condução do processo produtivo que está intimamente relacionado com o ambiente. Nesses subsistemas existem processos que podem ser estimados considerando-se certas condições como: clima, adaptação das culturas e técnicas utilizadas para sua condução. A possibilidade de prever as datas de ocorrência ou os principais estádios de desenvolvimento das culturas, como data de colheita, e conseqüentemente a produtividade potencial, tem um caráter estratégico no processo de tomada de decisão no planejamento agrícola e no manejo das culturas, não só na determinação do momento de acionar um sistema de irrigação, aplicar fertilizantes e defensivos, como também no planejamento de safras e de colheita, na rotação de culturas, manejo do solo, etc. O presente trabalho teve como objetivo simular quatro sistemas de rotação de culturas: (i) sistema I- trigo e soja; (ii) sistema II - trigo-soja e aveia-milho; (iii) sistema III - trigo-soja, aveia-milho e trigo-feijão e; (iv) sistema IV - trigo-soja, aveia-milho-feijão safrinha e trigo-feijão-milho safrinha. O trabalho foi desenvolvido para os municípios de Santa Maria e Cruz Alta no Estado do Rio Grande do Sul, considerando o período de 1990 a 2000. Para a simulação matemática do ciclo de desenvolvimento das culturas foram utilizados dados meteorológicos diários. A simulação das culturas dentro dos sistemas I, II, III e IV de rotação de culturas, para cada ano agrícola, foi realizada em função de cinco épocas de semeadura das culturas de inverno (trigo e aveia), espaçadas de 15 em 15 dias (primeira quinzena de maio; segunda quinzena de maio; primeira quinzena de junho; segunda quinzena de junho e primeira quinzena de julho). Foram estimadas a lâmina e o número de irrigações necessárias para suprir as necessidades hídricas das culturas, a partir de informações de capacidade de armazenamento de água disponível no solo, estádio de desenvolvimento e condições meteorológicas. Os custos de produção das diferentes culturas foram estimados, através do cálculo dos custos de implantação, condução e irrigação das culturas. A estimativa dos custos relacionados à irrigação foi realizada para uma área irrigada de 380 ha. A análise de investimento consistiu na determinação do tempo de retorno e do capital acumulado no final do período de 10 anos (1990-2000) para as seguintes alternativas de investimento de um valor de R$ 1.258.344,00 (Um milhão, duzentos e cinqüenta e oito mil e trezentos e quarenta e quatro reais): (i) implantação de irrigação em 380 ha; (ii) aquisição de 134,22 hectares e; (iii) aplicação financeira do capital. Os resultados simulados demonstraram que para todos os anos e épocas de semeadura simuladas, para as culturas da soja, milho e milho safrinha, feijão e feijão safrinha, para as cidades de Santa Maria e Cruz Alta, houve necessidade de complementação das necessidades hídricas das culturas através de irrigação. A lâmina de irrigação acumulada necessária para atender as necessidades hídricas das culturas da soja, milho e milho safrinha, feijão e feijão safrinha variou com a época de semeadura e região de cultivo. A cultura que necessitou a menor lâmina de irrigação foi a cultura do feijão cultivado na safrinha. A maior receita líquida acumulada, entre os sistemas de rotação de culturas, verificada para Santa Maria e Cruz Alta, foi observado para o sistema IV de rotação de culturas no terceiro, sexto e nono ano de cultivo, para a primeira, segunda e terceira épocas de semeadura da cultura de inverno, respectivamente, na sucessão trigo-feijão-milho safrinha. O investimento em irrigação resultou no pagamento do investimento em 5,5 anos para o sistema I, em 4,5 anos para aos sistemas II e III e em 3,5 anos para o sistema IV de rotação de cultura, simulados para as duas regiões analisadas. O investimento em aquisição de terras resultou no pagamento do investimento em 4,5 anos para as duas regiões. O investimento em irrigação, foi a alternativa que apresentou a maior receita líquida acumulada no final do período (R$ 3.024.395,00) em comparação com as alternativas de investimento em aquisição de terras (R$ 1.892.259,00) e aplicação financeira (R$ 2.894.677,00) para as cidades de Santa Maria e Cruz Alta.