Water is one of the production factors that limit the most the output of cultivated plants. In regions in which the rain distribution is irregular, it may occur significant losses in the output of cultures. In these cases, the supplemental irrigation is a technology that can be used to reduce the risks of low production, not to mention to propitiate a greater number of crops during the year. This dissertation was developed on the experimental area of Fazenda Liberdade, situated in the municipal district of Santiago, RS. The aim of this work was to evaluate the behavior of the beans and corn cultures in order to obtain growth, development and production parameters under different irrigation strategies, and to verify which strategy results in the highest productivity for the region of Santiago, RS. Bean cultivars FT Nobre and corn AGN 2012 were used. The irrigation manipulation was based on a prefixed shift of irrigation, with an interval of 5 days. The irrigation blades applied along the vital cycle of the cultures were done based on the database of evapotranspiration measured in evapometric Mini-Tank, that being 60%, 80%, 100%, and 120% of the value of evotranspiration (ETo) as reference. In a fifteen days period the growth and development parameters were measures, such as the leaf area index (LAI) and the plants height; in a period of ten days the covered surface for the beans was measured. The productivity components were determined for both cultures in the crop. It was also verified the efficiency in water use (EWU). The results were submitted to variance analysis and to the F test at 5% probability level. The averages were compared among each other by the Tuckey Test at 5% probability level. The results obtained show that no statistically significant differences occurred in the growth and development parameters for both cultures. There were statistically significant differences for most productivity components of beans; these differences were less evident with corn. The cultures submitted to the irrigation strategy of 80% of ETo show greater expansion. The LAI determination for beans may be done through covered surface measurements from time to time. The greatest grain production for beans was obtained with the irrigation strategy of 80%, and for corn it occured with the irrigation strategy of 100%, followed by greater values of EWU. The implementation of supplemental irrigation elevates the productivity of the cultures studied in the West-frontier region of Rio Grande do Sul for the conditions, considered characteristics of the period and factors. / A água é um dos fatores de produção que mais limita os rendimentos das plantas cultivadas. Em regiões em que a distribuição das chuvas é irregular, podem ocorrer perdas significativas no rendimento das culturas. Nesses casos a irrigação suplementar é uma tecnologia que pode reduzir os riscos de baixa produção, além de propiciar um maior número de safras durante o ano. O presente trabalho foi realizado em área em área experimental da Fazenda Liberdade, situada no município de Santiago, RS. Teve como objetivo avaliar o comportamento das culturas de feijão e milho, para obter parâmetros de crescimento, desenvolvimento e produção sob diferentes estratégias de irrigação e verificar a estratégia que resulte na maior produtividade fornecendo a região de Santiago, RS. Utilizaram-se as cultivares de feijão FT Nobre e de milho AGN 2012. O manejo da irrigação baseou-se no turno de rega prefixado, com intervalo de 7 dias. As lâminas de irrigação aplicadas ao longo do ciclo vital das culturas foram efetuadas com base nos dados de evapotranspiração medidos em Mini-Tanque evaporimétrico, sendo de 60%, 80%, 100% e 120% do valor da evapotranspiração de referência (ETo). Em períodos quinzenais foram medidos os parâmetros de crescimento e desenvolvimento, tais como, o índice de área foliar (IAF) e a altura de plantas; em períodos decendiais mediu-se a superfície coberta para o feijão. Na colheita foram determinados para ambas as culturas os componentes de produtividade. Verificou-se também a eficiência do uso da água (EUA). Os resultados foram submetidos a análise da variância e o Teste F ao nível de 5% de probabilidade de erro. As médias foram comparadas entre si pelo Teste de Tuckey ao nível de 5% de probabilidade de erro. Os resultados obtidos mostram que não ocorreram diferenças estatisticamente significativas nos parâmetros de crescimento e desenvolvimento para ambas as culturas; ocorreram diferenças estatisticamente significativas para a maioria dos componentes de produtividade do feijão; para o milho as diferenças foram menos evidenciadas. As culturas submetidas à estratégia de irrigação de 80% da ETo apresentam maior expansão. A determinação do IAF do feijão pode ser a partir de medidas de superfície coberta ao longo do tempo. A maior produção de grãos para o feijão foi obtida na estratégia de irrigação de 80% e para o milho ocorreu na estratégia de irrigação de 100%, seguidas de maiores valores de EUA. O uso da irrigação suplementar eleva a produtividade das culturas de feijão e milho na região fronteira-oeste do Estado do Rio Grande do Sul para as condições, características do período e fatores considerados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Among the different production s factors, water is what most limits the productivity of the cultivated plants, especially in regions where the irregular distribution of pluvial precipitation is present. In these cases, the supplemental irrigation is one of the major devices, which is capable of maximizing production, appeasing a larger number of crops throughout the year. The present work had as purpose to evaluate the behavior of soybean culture, acquiring growth, development and production parameters under different irrigation strategies, and to verify which strategy has a better result when larger productivity is concerned. The experiment was conducted in an experimental area at Fazenda Liberdade, located in the municipal district of Santiago RS, in the agricultural year of 2005/2006. The soybean cultivars 8100 and Anta were used in this experiment. The irrigation handling was based on a watering shift settled beforehand among a 7-day recess. The irrigation blades that were applied alongside the cultivation vital cycle were based on the evapotranspiration data measured in an evaporimetric Mini- Tank, being of 60%, 80%, 100% and 120% of the reference evapotranspiration value (ETo). The growth and development parameters were measured, such as, the leaf area index (LAI) and the plants heights in fortnightly periods; and the covered surface in every ten days. The productivity components were determined in the harvest. It was also verified the efficiency of the water usage (USA). The results were submitted to variation analysis and the F test in a 5% error probability level. The average results were compared among themselves using the Tuckey Test in a 5% error probability level. The results showed that no statistically significant differences occurred in the growth and development parameters for both cultivars; there were statistically significant differences with most of the productivity components of the Anta cultivar; as for the 8100 cultivar, the differences were less evident. The cultivars submitted to the ETo s 60% irrigation strategy presented a bigger leaf expansion. They presented a LAI superior to the Brazilian soybean manures. The largest grain production for the 8100 cultivar was obtained under the irrigation strategy of 60%; as for the Anta cultivar, it occurred under the irrigation strategy of 80%. Both types presented bigger values in the USA under the irrigation strategy of 80%. The use of additional irrigation in the soybean cultivation increases the grain productivity in the westborder region in the state of Rio Grande do Sul, for the conditions, considered characteristics of the period and factors. / Dentre os fatores de produção, a água é o que mais limita os rendimentos das plantas cultivadas, principalmente em regiões onde ocorre distribuição irregular da precipitação pluvial. Nesses casos a irrigação suplementar é um dos principais instrumentos capazes de maximizar a produção, propiciando um maior número de safras durante o ano. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o comportamento da cultura da soja, obtendo parâmetros de crescimento, desenvolvimento e produção sob diferentes estratégias de irrigação e verificar a estratégia de irrigação que resulte na maior produtividade. O experimento foi conduzido em área experimental da Fazenda Liberdade, situada no município de Santiago - RS, no ano agrícola de 2005/2006. Utilizaram-se as cultivares de soja transgênicas 8100 e Anta. O manejo da irrigação baseou-se no turno de rega prefixado, com intervalo de 7 dias. As lâminas de irrigação aplicadas ao longo do ciclo vital das culturas foram efetuadas com base nos dados de evapotranspiração medidos em Mini-Tanque evaporimétrico, sendo de 60%, 80%, 100% e 120% do valor da evapotranspiração de referência (ETo). Foram medidos os parâmetros de crescimento e desenvolvimento, tais como, índice de área foliar (IAF) e altura de plantas em períodos quinzenais; e superfície coberta em períodos decendiais. Na colheita foram determinados os componentes de produtividade. Verificou-se também a eficiência do uso da água (EUA). Os resultados foram submetidos à análise da variância e o Teste F ao nível de 5% de probabilidade de erro. As médias foram comparadas entre si pelo Teste de Tuckey ao nível de 5% de probabilidade de erro. Os resultados mostraram que não ocorreram diferenças estatisticamente significativas nos parâmetros de crescimento e desenvolvimento para ambas as cultivares; ocorreram diferenças estatisticamente significativas para a maioria dos componentes de produtividade da cultivar Anta; para a cultivar 8100 as diferenças foram menos evidenciadas. As cultivares submetidas à estratégia de irrigação de 60% da ETo apresentam maior expansão foliar. As cultivares apresentaram IAF superior as cultivares de soja brasileiras. A maior produção de grãos para a cultivar 8100 foi obtida na estratégia de irrigação de 60%, para a cultivar Anta ocorreu na estratégia de irrigação de 80%. As duas cultivares apresentaram maiores valores de EUA na estratégia de irrigação de 80%. O uso da irrigação suplementar na cultura da soja aumenta a produtividade de grãos na região fronteira-oeste do Estado do Rio Grande do Sul, para as condições, características do período e fatores considerados.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The efficient model preparation allows a crop forecast, better research strategies and the correct allocation of a determinate crop in an environment, according to weather conditions. With the techniques uses as the modeling, it is possible to create future scenarios using simulations, which use equations to represent a process. To achieve the high agricultural productive, there is a necessity to identify the production factors that limit the plants growth. The most part of the years, the rain frequency and its intensity in the soybean development period aren t enough to a crop shows its productive potential. So, the present research has as a purpose the application of a simulation model to the soybean crop in the region of Santiago RS, allowing to know the production response of many different water lengths. To accomplish the job it was necessary to develop an experimental proceeding to generate necessary datas to calibrate, test and apply a simulation model of water extraction from the soil and its respective response in the crop production. As experimental results, it was obtained variation in the growth and soybean crop development with the application of many different irrigation strategies, resulting in distinct productivities. The increase in the irrigation length provided an increment in the production components of the studied crops. The production model applied was able to simulate satisfactorily the total dry matter and the grain production to the soybean crop. The water balance components were influenced by different simulated irrigation strategies, and these influenced in the final productivity of the crop studied. The efficiency of the water use and the efficiency of the water application became less with the irrigation strategies increase. The production model application to the production functions showed that, the applied length since 800 mm caused a reduction in the production of soybean crop grains. The model showed itself as an important tool in the productive preview in irrigated conductions, showing the best strategies of irrigation that result in a high grain production. / A elaboração de modelos eficientes permite a previsão de safra, melhores estratégias de pesquisa e a alocação correta de determinada cultura em um ambiente, estando na dependência do conhecimento das condições climáticas. A partir da utilização de técnicas como a modelagem, é possível a criação de cenários futuros por intermédio de simulações, que utilizam um conjunto de equações que irão representar um processo. Para se alcançar altas produtividades agrícolas, há necessidade de se identificar os fatores de produção que limitam o crescimento das plantas. Na maior parte dos anos, a freqüência e a intensidade das chuvas no período de desenvolvimento da soja, são insuficientes para que a cultura manifeste seu potencial produtivo. Desta forma, o presente trabalho propõe a aplicação de um modelo de simulação para a cultura da soja na região de Santiago, RS, permitindo conhecer a resposta da produção a diferentes lâminas de água aplicada. Para isto, foi necessário desenvolver procedimento experimental para geração de dados necessários para calibrar, testar e aplicar um modelo de simulação da extração da água do solo e a respectiva resposta em produção da cultura. Como resultados experimentais, obteve-se variações no crescimento e desenvolvimento da cultura da soja com a aplicação de diferentes estratégias de irrigação, resultando em produtividades distintas. O aumento nas lâminas de irrigação proporcionou incremento nos componentes de produção das cultivares estudadas. O modelo de produção aplicado foi capaz de simular satisfatoriamente o acúmulo de matéria seca total e a produção de grãos para a cultura da soja. Os componentes do balanço hídrico foram influenciados pelas diferentes estratégias de irrigação simuladas, e estas influenciaram na produtividade final da cultura em estudo. A eficiência do uso da água e a eficiência de aplicação da água diminuíram com o aumento da estratégia de irrigação. A aplicação do modelo de produção para funções de produção mostrou que, lâmina aplicada a partir de 800 mm causou redução na produção de grãos na cultura da soja. O modelo se mostrou uma importante ferramenta na previsão da produtividade em condições irrigadas, evidenciando as melhores estratégias de irrigação que resultem em elevadas produções de grãos.

The sugarcane is emphasized in the national economy since colonization to the current days. It contributed mainly to highlight the country as the biggest producer and exporter of sugar and alcohol (ethanol) in the world. Irrigation is the main technology to combat the random rains and decrease productivity oscillations. The success of irrigation is conditioned to the quantity of water applied, since it is expensive. Thus, searching for a minimal quantity of water applied focusing on the maximum return on the investment (deficit irrigation) is a recommended strategy in the context of the sugarcane culture, mainly when the irrigation type is spraying mobile, which makes possible the selection of areas according to their water needs. Agronomical productivity, applied water and rainfall data provided by the Coruripe sugar mill (head office), production functions considering the varieties RB 92579, RB 867515 and RB 93509 were developed. Moreover, it was calculated the water irrigation quantity to obtain the maximum productivity, the maximum net income, and the net income equivalent to the maximum productivity. The results indicated that apply a reduced quantity of water in order to obtain the net income equivalent to the full irrigation is a good strategy. In the cases where exist more available resources, the maximum return of investment should be sought. In this sense, using the Bayesian network tool support, a model was elaborated to determine the net income, treat randomness rainfalls, and make inferences and simulations. The knowledge contained in the networks illustrates that when it rains more than expected, not rare, the irrigation becomes unfeasible. On the other hand, when it rains a little, irrigation is economically viable and essential to continue the business. / A cana-de-açúcar tem destaque na economia nacional desde a colonização até os dias atuais. Ela contribui especialmente para a posição global do país como o maior produtor e exportador de açúcar e de álcool (etanol) do mundo. Fatores climáticos e pluviométricos aleatórios afetam diretamente sua produção. A irrigação é a principal tecnologia para combater a aleatoriedade das chuvas e diminuir as oscilações da produtividade. O êxito econômico desse procedimento está condicionado à lâmina de água aplicada uma vez que a irrigação tem elevados custos. Buscar um compromisso entre fornecer uma lâmina mínima de água e obter o máximo de retorno financeiro (irrigação com déficit) é uma estratégia recomendada à cultura da cana-de-açúcar, principalmente quando o tipo de irrigação é por aspersão com mobilidade, que possibilita irrigar áreas escolhidas em função das necessidades do manejo agrícola. Com dados de produtividade, lâminas de irrigação aplicada e precipitações pluviométricas fornecidos pela Usina Coruripe unidade matriz , foram geradas funções de produção para as variedades RB 92579, RB 867515 e RB 93509. Após isso, foram calculadas as quantidades de água para obter a máxima produtividade, a máxima receita líquida e a receita líquida equivalente à máxima produtividade. Os resultados indicaram que uma boa estratégia é aplicar uma quantidade de água reduzida para obter receita líquida equivalente à da irrigação plena. Para os casos de maior disponibilidade de recursos, deve-se buscar o máximo retorno financeiro. Nesse sentido, de posse do ferramental de redes bayesianas, elaboraram-se modelos para apurar as receitas líquidas, tratar da aleatoriedade das precipitações pluviométricas e fazer inferências e simulações. Os conhecimentos representados nas redes ilustram que quando chove acima do esperado, a irrigação torna-se, não raro, inviável economicamente; já quando chove pouco, ela é viável financeiramente e indispensável à continuidade do negócio.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The development of math models can available a tool to estimate and understand the behavior of the system in face of diferent situations, helping in the decision-making process, through a simplified representation of reality, allowing to simulate several scenes and to estimate the different action courses impact about the production systems, helping in the activity planning. In the case of use simulation models of crops production, about different irrigation strategies, the procedure allows to get all the possible informations, that in field experiments would require time and necessary features to the research. So, this work proposes a simulation of maize and beans crops production, considering a field experiment characteristics and the agricultural year climate characteristics, in which the experiment was managed, with the goal to calibrate, test and apply a simulation model to the cycle of maize and beans crops in the region of Santiago, RS. As experimental results, it was obtained variations in maize and beans crops growth, development, and production, with the apply of different irrigation strategies. The irrigation blades growth increased the grain and dry matter production of the studied crops. The production model applied could simulate properly the grain and dry matter production for both crops. The different strategies of irrigation simulated by the model, influenced the water balance components and in the final productivity of studied crops. Water blades of 800 mm e 500 mm resulted in maize and beans production decrease, respectively. The efficiency of water application from 550 mm and 500 mm to the maize and the beans have been decreased, respectively. The proposed model can be used as a tool for regional planning in the deployment of maize and beans crops in irrigated conditions and allows the identification of irrigation strategies that result in higher grain production, and could be considered an excellent tool for predicting crops yields in irrigated conditions. Thus, it was possible to offer to the studied region, yield data with the irrigation use and, especially, with the simulation use, providing greater security for producers and technicians of the region, in future installations of irrigated systems. / O desenvolvimento de modelos matemáticos pode disponibilizar uma ferramenta para estimar e entender o comportamento do sistema em face de diferentes situações, auxiliando no processo de tomada de decisão através de uma representação simplificada da realidade, permitindo simular vários cenários e estimar a repercussão de diferentes cursos de ação sobre os sistemas produtivos, auxiliando no planejamento da atividade. No caso da utilização de modelos de simulação da produção das culturas, sob diferentes estratégias de irrigação, o procedimento permite obter todas as informações possíveis, que em experimentos de campo demandariam tempo e recursos necessários para a pesquisa. Desta forma, o presente trabalho propõe uma simulação da produção das culturas de milho e feijão, levando em consideração as características de um experimento de campo e as características climáticas do ano agrícola em que o experimento foi conduzido, com o objetivo de calibrar, testar e aplicar um modelo de simulação para o ciclo das culturas do milho e do feijão na região de Santiago, RS. Como resultados experimentais, obteve-se variações no crescimento, desenvolvimento e produção das culturas de milho e feijão com a aplicação de diferentes estratégias de irrigação. O aumento nas lâminas de irrigação aumentou a produção de grãos e matéria seca das culturas em estudo. O modelo de produção aplicado foi capaz de simular adequadamente a produção de grãos e a produção de matéria seca para ambas culturas. As diferentes estratégias de irrigação simuladas pelo modelo, influenciaram nos componentes do balanço hídrico e na produtividade final das culturas em estudo. Lâminas de água de 800 mm e 500 mm acarretaram redução na produção de milho e feijão, respectivamente. A eficiência de aplicação de água a partir de 550 mm e 500 mm para o milho e o feijão, respectivamente, foi reduzida. O modelo proposto pode ser utilizado como ferramenta para o planejamento regional na implantação da cultura de milho e feijão em condições de irrigação e possibilita a identificação de estratégias de irrigação que resultem em elevadas produções de grãos, podendo ser considerado uma excelente ferramenta para previsão de rendimento das culturas em condições de irrigação. Desta forma foi possível oferecer a região em estudo dados de produtividade com a utilização da irrigação e em especial com a utilização de simulação, trazendo maior segurança para produtores e técnicos da região em futuras instalações de sistemas irrigados.