O déficit hídrico é uma das principais causas de perdas de produtividade agrícola. No Brasil, algumas regiões sofreram reduções elevadas na produção de milho (Zea mays L.), provocadas por estiagens, por exemplo, nas safras de 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Para contornar ou minimizar situações de limitação hídrica é importante o planejamento da época de cultivo para melhor aproveitamento das condições climáticas locais e eficiência do manejo da lavoura. O presente trabalho objetivou subsidiar o planejamento de plantio do milho na região de Piracicaba, São Paulo, estimando a probabilidade de quebra de produtividade de cultivares de ciclo médio em decorrência do déficit hídrico, em função de datas de semeadura simuladas para o primeiro dia de cada decêndio entre setembro e fevereiro. Para isso, foi utilizado o modelo de balanço hídrico de Thornthwaite e Mather (1955) modificado por Barbieri et al. (2003), pelo qual é possível considerar a variação da capacidade de água disponível no solo ao longo do ciclo, acompanhando o crescimento do sistema radicular e representando de forma mais aproximada a situação real de armazenamento de água no solo do que o uso de um só valor de CAD ao longo do ciclo da cultura. Foram calculadas deficiências hídricas decendiais, obtidas pelo balanço hídrico sequencial de cultura em série de dados climatológicos de 1975 a 2008 e estimados os déficits de produtividade potencial para cada simulação de plantio, usando o coeficiente de sensibilidade da cultura ao déficit (Ky). Para cada ano, foram estimados os déficits relativos de produtividade e verificado o ajuste dos dados estimados a duas funções de probabilidade, a beta e a gama completa, tendo a segunda apresentado melhor desempenho, sendo escolhida para representar a frequencia de ocorrências dos valores nas séries. Para os plantios em cada primeiro dia dos decêndios de outubro e novembro, a probabilidade gama (Pgama) de ocorrerem déficit relativo de produtividade de até 10% é maior que 50%, isto é, a cada dois anos de plantio, ao menos um tem quebra de produtividade menor que 10%. Nesse período, destacam-se o primeiro e terceiro decêndios de outubro, com Pgama = 67% e Pgama = 63%, respectivamente, de quebra relativa inferior a 10%. Nos meses de setembro, dezembro e janeiro, a probabilidade de déficits relativos de produtividade de até 20% é maior que 50%, indicando maior efeito da ocorrência do déficit hídrico nesses meses. No mês de fevereiro, a probabilidade de perdas maiores que 1/5 da produção é superior a 75%, sendo recomendável irrigação para aumentar a produtividade das semeaduras nesse mês, principalmente no período crítico. Perdas acima de 50% são difíceis de ocorrer, sendo a probabilidade máxima igual a 23,5% no terceiro decêndio de fevereiro. / Water deficit is one of the mainly reasons of crop yield decrease in agriculture. In Brazil, drought caused serious damages in some regions to corn (Zea mays L.) production in the crops of 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Planning the sowing dates plays an essential role to mitigate the effect of limited water conditions and in the more effective use of local weather on farm management. The current work aimed to estimate probabilities of relative yield decrease in corn crop caused by soil water deficits in function of the sowing dates, by simulating plantings in ten-day basis from September to February, in order to support the decision-making process and the planning of corn cropping in Piracicaba region, São Paulo State, Brazil. Soil water deficit was estimated by using the water balance model of Thornthwaite and Mather (1955) adapted by Barbieri et al. (2003) for take into account the variation of available water capacity in the soil during the crop cycle, following the root system growth, thus rendering it a more representative model of soil water balance. For each year of data series on climate conditions from 1975 to 2008, the relative deficits of potential yield were calculated using the ten-day values of water deficit obtained from the serial water balance model, for each simulated sowing date from September 1st to February 21st. Then, the yield response factor to water deficit (Ky) was applied to relate the potential yield deficit to evapotranspiration deficit, observed in 18 sowing dates in 33 years of the study. Two probability density functions were tested, the beta and the complete gamma; the latter showed best fit to the observed frequency data and was chosen to estimate the frequency of yield occurrences in the series. Yield losses bellow 10% were more frequent in October and November, with gamma probability (Pgamma) above 50%, which means that in two years, at least one will provide conditions to have relative yield higher than 90%. In this period, the first and the third ten-days of October are highlighted with Pgamma = 67% and Pgamma = 63%, respectively. In September, December and January, the gamma probability was higher than 50% considering relative yield decreases equal or lower than 20%. In February, the probability of losing 1/5 of the productivity is above 75%. In this case, irrigation is necessary to increase the yield, mainly during the critical period (flowering and grain filling). Yield losses higher than 50% are difficult to happen and the maximum probability is 23.5% in the third ten-days of February.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-03-03T14:31:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rodrigo Moura Pereira - 2015.pdf: 1322504 bytes, checksum: 556731a5041f0e932f32f21043aecae6 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-03T15:32:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rodrigo Moura Pereira - 2015.pdf: 1322504 bytes, checksum: 556731a5041f0e932f32f21043aecae6 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T15:32:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rodrigo Moura Pereira - 2015.pdf: 1322504 bytes, checksum: 556731a5041f0e932f32f21043aecae6 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-06-03 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Spectral information obtained by satellite imagery is well related to agronomic variables and can be used to monitor sugarcane growth and their responses to changes in environmental conditions of cultivation in large areas. This study is aimed to establish relationships between orbital data in the spectral ranges of the thermal and active photosynthetic radiation of Landsat-8 satellite with data observed with the leaf area index field (LAI), plant height, number of green leaves, and leaf temperature in plots planted with sugarcane, CTC-04 genotype, in a production cycle in sugarcane plant stage in Santo Antônio de Goiás-GO in the 2013/14 crop year. The first study aimed to calibrate a model to measure the temporal variation of the sugarcane LAI from the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) obtained from satellite Landsat 8’s surface reflectance images. It was conducted and the correlation between the LAI collected in the field and the NDVI with and without application of atmospheric correction. The corrected model showed the best relationship with field data. The application of the spectral model was efficient to monitor LAI over a sugarcane plant cycle. The results suggest that the NDVI-LAI relationship may vary during the production cycle of sugarcane due to variations in growth, development, and environmental conditions. Spectral variable NDVI with atmospheric correction was highly correlated (R² = 0,83) with LAI but the relationship proved to be affected by the NDVI saturation point at high values of LAI observed in the field. The second study aimed to evaluate the applicability of surface temperature (LST) obtained from the thermal bands of the Landsat-8 in correlation with the leaf temperature of sugarcane, to establish relationships able to detect water stress remotely through the images, in the occurrence period of drought throughout the year production in rain fed crop in the Cerrado region. The results showed that LST, despite having low direct association with the leaf temperature, has the potential of monitoring water stress in sugarcane within the Cerrado region, since the simulation of the difference between LST and the air temperature accompanies the spread between the leaf temperature and the air, the dynamics of soil water balance and changes in crop growth rates that occur in response to water stress. / A informação espectral obtida a partir de imagens de satélite possui boa relação com variáveis agronômicas e pode contribuir com informações para o monitoramento do crescimento e de suas respostas em relação a variações das condições ambientais de cultivo em grandes áreas. Dessa forma objetivou-se estabelecer relações entre os dados orbitais nas faixas espectrais da radiação fotossinteticamente ativa e termal do satélite Landsat-8 com dados observados em campo de índice de área foliar (IAF), altura de plantas, número de folhas verdes e temperatura foliar em talhões cultivados com cana-de-açúcar, variedade CTC-04, em um ciclo de produção no estágio de cana-planta no município de Santo Antônio de Goiás-GO na safra 2013/14. O primeiro estudo teve como objetivo calibrar um modelo para medir a variação temporal do IAF da cana-de-açúcar a partir do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) obtido a partir de imagens de reflectância de superfície do satélite Landsat 8. Foi realizada a correlação entre o IAF coletado em campo e o NDVI com e sem aplicação de correção atmosférica. O modelo corrigido apresentou a melhor relação com os dados de campo. A aplicação do modelo IAF espectral foi eficiente no acompanhamento do IAF ao longo de um ciclo de cana-planta. Os resultados sugerem que a relação NDVI-IAF pode variar durante o ciclo de produção da cana-de-açúcar em função das variações de crescimento e desenvolvimento, e condições ambientais. As relações lineares se mostraram fortes durante a fase de produção e senescência das folhas (R² = 0,83), entretanto a relação mostrou-se afetada pelo ponto de saturação do NDVI em valores altos de IAF observados em campo. O segundo estudo teve como objetivo avaliar a aplicabilidade da temperatura de superfície (LST) obtida a partir das bandas termais do Landsat-8 na correlação com a temperatura foliar da cultura, com o intuito de estabelecer relações capazes de detectar remotamente por meio de imagens, o estresse hídrico no período de ocorrência do déficit hídrico ao longo do ano de produção em cultivo de sequeiro na região do Cerrado. Os resultados mostraram que a LST, apesar de ter apresentado baixa associação direta com a temperatura foliar, possui potencial no monitoramento do eventual estresse hídrico na cana-de-açúcar na região do Cerrado, uma vez que a simulação do diferencial entre a LST e a temperatura do ar acompanha o diferencial entre a temperatura foliar e a do ar, a dinâmica do balanço de água do solo e as alterações nas taxas de crescimento da cultura que ocorrem em resposta à deficiência hídrica.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jackeline Gotardo parte 1.pdf: 5941044 bytes, checksum: e7a46324b06508bcbeab16411c56e75d (MD5) Previous issue date: 2011-02-10 / The simulation study of water availability and management of the basin was addressed in two ways. First estimate the water demand in climatological experimental catchment representative of the Savannah. Defined by the difference in the occurrence of potential evapotranspiration and precipitation minimal likely to occur on a scale ten days. In the estimation of potential evapotranspiration compared to the empirical equations of the methods Blaney-Criddle, Hargreaves, ASCE Penman-Monteith, Penman, Priestley-Taylor method with the standard Penman-Monteith FAO 56. The method presented Blaney-Criddley is recommended when there is limited availability of climatological data. To estimate the probability distribution used the gamma distribution for the time series of precipitation and evapotranspiration and precipitation time series with zero values, we used the incomplete gamma function. The adhesion of the estimated probabilities to the observed data was verified by testing, non-parametric Kolmogorov-Smirnov test, with significance level (α-0, 05) which fitted well the model distributions. The occurrence of precipitation and evapotranspiration decendial likely P (X ≥ x) for different probability levels showed drought periods of ten days between 4:32, with critical values 25-39 mm, on a scale ten days, the months from May to September. In a second stage it was considered the the reservoir of soil water management and proposes a model allowing to calculate the irrigation water demand of crops of beans and corn planting dates in two different in drought and rainy. The bowl was hydrology by the method of the turn number (CN). Simulated the water demand and availability required in ascertaining what is the risk of meeting the irrigated area. The proposed model was effective for water management in the basin throughout the year. It was found that corn and beans require different amounts of water throughout the year, and that optimizing the additional water demand is a management tool able to minimize conflicts over water use. hydrology of the basin presents risks of not having met the demand required in the dry period is necessary to establish infraestrurura water for water storage / O estudo da simulação e da gestão da disponibilidade hídrica da bacia foi abordado de duas formas. Primeiramente, foi estimada a demanda hídrica climatológica em bacia hidrográfica experimental representativa do Cerrado, definido pela diferença da ocorrência da evapotranspiração potencial e precipitação mínima provável de ocorrer, em escala decendial. Na estimativa da Evapotranspiração potencial comparou-se as equações empíricas dos métodos Blaney-Criddle, Hargreaves, Penman-Monteith ASCE, Penman, Priestley-Taylor com o método padrão de Penman-Monteith FAO 56. O método Blaney- Criddley é recomendado quando há limitação na disponibilidade de dados climatológicos. Para estimativa da distribuição de probabilidade, utilizou-se a distribuição gama para a série histórica de precipitação e evapotranspiração e, para série histórica de precipitação com valores nulos, utilizou-se a função gama incompleta. A aderência das probabilidades estimadas aos dados observados foi verificada através do teste, não-paramétrico, de Kolmogorov-Smirnov, com nível de significância (􀄮-0,05), o qual ajustou-se bem aos modelos de distribuições. A ocorrência de precipitação e evapotranspiração decendial provável P (X 􀂕 x) para diferentes níveis de probabilidades demonstrou déficit hídrico entre os decêndios 4 e 32, apresentando valores críticos de 25 a 39 mm, em escala decendial, nos meses de maio a setembro. Em um segundo momento, considerou-se o reservatório de água do solo propondo um modelo de manejo de irrigação permitindo calcular a demanda hídrica das culturas de feijão e milho em duas datas de plantio diferentes em período de seca e chuvoso. O comportamento hidrológico da bacia foi através do método do número da curva (CN). Simulou-se a demanda hídrica requerida e a disponibilidade, averiguando qual o risco de atender a área irrigada. O modelo proposto foi eficaz para a gestão hídrica da bacia ao longo do ano. Verificou-se que culturas de milho e feijão requerem diferentes quantidades de água ao longo do ano e que a otimização pela demanda hídrica complementar é um instrumento de gestão capaz de minimizar conflitos pelo uso da água. O comportamento hidrológico da bacia apresenta riscos de não ter a demanda requerida atendida no período seco, sendo necessário a implantação de infraestrutura hídrica para armazenamento de água

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jackeline Gotardo parte 1.pdf: 5941044 bytes, checksum: e7a46324b06508bcbeab16411c56e75d (MD5) Previous issue date: 2011-02-10 / The simulation study of water availability and management of the basin was addressed in two ways. First estimate the water demand in climatological experimental catchment representative of the Savannah. Defined by the difference in the occurrence of potential evapotranspiration and precipitation minimal likely to occur on a scale ten days. In the estimation of potential evapotranspiration compared to the empirical equations of the methods Blaney-Criddle, Hargreaves, ASCE Penman-Monteith, Penman, Priestley-Taylor method with the standard Penman-Monteith FAO 56. The method presented Blaney-Criddley is recommended when there is limited availability of climatological data. To estimate the probability distribution used the gamma distribution for the time series of precipitation and evapotranspiration and precipitation time series with zero values, we used the incomplete gamma function. The adhesion of the estimated probabilities to the observed data was verified by testing, non-parametric Kolmogorov-Smirnov test, with significance level (α-0, 05) which fitted well the model distributions. The occurrence of precipitation and evapotranspiration decendial likely P (X ≥ x) for different probability levels showed drought periods of ten days between 4:32, with critical values 25-39 mm, on a scale ten days, the months from May to September. In a second stage it was considered the the reservoir of soil water management and proposes a model allowing to calculate the irrigation water demand of crops of beans and corn planting dates in two different in drought and rainy. The bowl was hydrology by the method of the turn number (CN). Simulated the water demand and availability required in ascertaining what is the risk of meeting the irrigated area. The proposed model was effective for water management in the basin throughout the year. It was found that corn and beans require different amounts of water throughout the year, and that optimizing the additional water demand is a management tool able to minimize conflicts over water use. hydrology of the basin presents risks of not having met the demand required in the dry period is necessary to establish infraestrurura water for water storage / O estudo da simulação e da gestão da disponibilidade hídrica da bacia foi abordado de duas formas. Primeiramente, foi estimada a demanda hídrica climatológica em bacia hidrográfica experimental representativa do Cerrado, definido pela diferença da ocorrência da evapotranspiração potencial e precipitação mínima provável de ocorrer, em escala decendial. Na estimativa da Evapotranspiração potencial comparou-se as equações empíricas dos métodos Blaney-Criddle, Hargreaves, Penman-Monteith ASCE, Penman, Priestley-Taylor com o método padrão de Penman-Monteith FAO 56. O método Blaney- Criddley é recomendado quando há limitação na disponibilidade de dados climatológicos. Para estimativa da distribuição de probabilidade, utilizou-se a distribuição gama para a série histórica de precipitação e evapotranspiração e, para série histórica de precipitação com valores nulos, utilizou-se a função gama incompleta. A aderência das probabilidades estimadas aos dados observados foi verificada através do teste, não-paramétrico, de Kolmogorov-Smirnov, com nível de significância (􀄮-0,05), o qual ajustou-se bem aos modelos de distribuições. A ocorrência de precipitação e evapotranspiração decendial provável P (X 􀂕 x) para diferentes níveis de probabilidades demonstrou déficit hídrico entre os decêndios 4 e 32, apresentando valores críticos de 25 a 39 mm, em escala decendial, nos meses de maio a setembro. Em um segundo momento, considerou-se o reservatório de água do solo propondo um modelo de manejo de irrigação permitindo calcular a demanda hídrica das culturas de feijão e milho em duas datas de plantio diferentes em período de seca e chuvoso. O comportamento hidrológico da bacia foi através do método do número da curva (CN). Simulou-se a demanda hídrica requerida e a disponibilidade, averiguando qual o risco de atender a área irrigada. O modelo proposto foi eficaz para a gestão hídrica da bacia ao longo do ano. Verificou-se que culturas de milho e feijão requerem diferentes quantidades de água ao longo do ano e que a otimização pela demanda hídrica complementar é um instrumento de gestão capaz de minimizar conflitos pelo uso da água. O comportamento hidrológico da bacia apresenta riscos de não ter a demanda requerida atendida no período seco, sendo necessário a implantação de infraestrutura hídrica para armazenamento de água

Com a continuação do aquecimento global, prevê-se o aumento dos períodos de seca, um dos mais importantes fatores abióticos a afetar o crescimento dos eucaliptos no Brasil. Nessa direção, as práticas silviculturais poderiam adaptar-se para favorecer os mecanismos de adaptação das árvores à seca. Assim, na Estação Experimental de Itatinga, foram avaliados os efeitos da adubação potássica sobre os aspectos produtivos e fisiológicos de um povoamento de Eucalyptus grandis, em primeira rotação, submetido à exclusão parcial de chuva durante trinta meses após o plantio. O dispositivo experimental foi um split plot, com três blocos completos e quatro tratamentos: dois regimes hídricos (100% e 63% das chuvas, com exclusão parcial artificial) e duas doses de K (0 e 4,5 kmol ha-1). A meta foi avaliar a influência da nutrição potássica sobre as características e a atividade fotossintética das folhas. A transpiração foi medida por sensores de fluxo de seiva para estimar a eficiência de transpiração do povoamento. O potencial foliar e as trocas gasosas foliares foram monitorados, enquanto os valores de \'delta\'13C do floema foram medidos, para avaliar o estado hídrico e o funcionamento estomático das árvores, em função da disponibilidade de K e de água. Os resultados mostraram que a adição de K atuou sobre vários mecanismos responsáveis pelo aumento do crescimento e da produção de madeira: aumento da área foliar total e individual, da duração de vida foliar, do tamanho e da turgescência celular foliar, da espessura foliar e dos espaços intercelulares no mesófilo foliar, da capacidade fotossintética, da condutância dos estômatos e do mesófilo, da exportação dos fotoassimilados, produzidos nas folhas-fontes, do fluxo de seiva, da eficiência de transpiração na produção de madeira, pelo aumento da repartição de biomassa nesse compartimento. Folhas com sintomas de deficiência de K mostraram concentrações de nutrientes, espaços intercelulares e atividade fotossintética inferiores, e concentrações de açúcares solúveis superiores, na comparação com o tratamento com K, sugerindo uma ligação entre nutrição, anatomia e fisiologia foliar. Durante o déficit hídrico, o E. grandis mostrou um comportamento isohidrodinâmico, associado ao fechamento estomático, ao ajustamento foliar osmótico, à diminuição na elasticidade das paredes celulares, ao aumento na eficiência de uso da água nas folhas, à diminuição da área foliar total e à rápida absorção da água nas camadas profundas do solo. A partir de aproximadamente 22 meses após o plantio, o estado hídrico das árvores diminuiu: (1) nas parcelas com exclusão parcial de chuva, em relação às parcelas sem exclusão parcial de chuva, e (2) nas parcelas com adição de K, em relação às parcelas sem essa adição. Embora a adição de K melhore as relações hídricas nas folhas, o controle dos movimentos estomáticos e as trocas gasosas foliares, ela agravou o estado hídrico das árvores durante períodos de seca intensa, devido ao maior crescimento e à demanda hídrica. Assim, os efeitos benéficos da adição de K sobre a adaptação à seca das árvores poderiam não contrabalançar o aumento do déficit hídrico durante períodos mais intensos de seca. Em relação às previsões futuras de seca, as empresas florestais, provavelmente, terão de adaptar a fertilização para minimizar a demanda de água e os riscos de mortalidade / Global warming is predicted to exacerbate drought, one of the most important abiotic stress factors affecting eucalypts growth in Brazil. Silvilcultural practices might be adapted to enhance drought adaptation mechanisms of trees. This study examined the effects of K addition on productive and physiological aspects of Eucalyptus grandis stands in first rotation submitted to partial through fall exclusion over thirty months after planting. A large-scale through fall exclusion experiment using a split plot design was conducted with three blocks and four treatments: two water regimes (100% and 63% of through fall with partial artificial exclusion) and two K doses (0 and 4.5 kmol ha-1). The influence of K nutrition on characteristics and photosynthetic activity of leaves was assessed Tree transpiration was measured from sap flow probes to estimate water use efficiency. Foliar water potential and gas exchange were monitored, and phloem \'delta\'13C was measured in order to evaluate tree water status and stomatal regulation depending on K and water availabilities. The results showed that K supply influence various mechanisms responsible for tree growth enhancement: increase in total and individual leaf area, leaf lifespan, cell turgor and cell size due to an increase in turgor, leaf thickness and intercellular spaces, photosynthetic capacity, stomata and mesophyll conductances, photoassimilate export from source leaves and transpiration efficiency for wood production through increase of biomass partitioning to this compartment. Leave with K-deficiency symptoms exhibited lower nutrient concentrations and photosynthetic activity, reduced intercellular spaces, and higher soluble sugar contents compared to healthy leaves, which suggested a strong link between nutrition, leaf anatomy and physiology. The adaptive mechanisms of E. grandis trees to cope with water restriction were an isohydrodynamic behavior associated with stomatal closure, osmotic adjustment, a decrease in wall cell elasticity, an increase in foliar water use efficiency, a decrease in total leaf area and a fast water uptake in very deep soil layers. From approximately 22 months after planting onwards, tree water status was lower: (1) in droughted plots compared to the rain-fed plots and, (2) in K-fertilized plots, compared to the K-unfertilized trees. Although K addition enhanced tree water relations, stomatal control and leaf gas exchange, it exacerbated tree water deficit during severe drought as a result of high water demand throughout tree development. Therefore, the beneficial effects of K supply on tree acclimation to drought may not counterbalance the increase in water deficit during severe water restriction periods compared to the K-unfertilized trees. Regarding future drought previsions, forest managers might have to adapt their fertilization regimes to minimize water demand and risks of mortality

O déficit hídrico é uma das principais causas de perdas de produtividade agrícola. No Brasil, algumas regiões sofreram reduções elevadas na produção de milho (Zea mays L.), provocadas por estiagens, por exemplo, nas safras de 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Para contornar ou minimizar situações de limitação hídrica é importante o planejamento da época de cultivo para melhor aproveitamento das condições climáticas locais e eficiência do manejo da lavoura. O presente trabalho objetivou subsidiar o planejamento de plantio do milho na região de Piracicaba, São Paulo, estimando a probabilidade de quebra de produtividade de cultivares de ciclo médio em decorrência do déficit hídrico, em função de datas de semeadura simuladas para o primeiro dia de cada decêndio entre setembro e fevereiro. Para isso, foi utilizado o modelo de balanço hídrico de Thornthwaite e Mather (1955) modificado por Barbieri et al. (2003), pelo qual é possível considerar a variação da capacidade de água disponível no solo ao longo do ciclo, acompanhando o crescimento do sistema radicular e representando de forma mais aproximada a situação real de armazenamento de água no solo do que o uso de um só valor de CAD ao longo do ciclo da cultura. Foram calculadas deficiências hídricas decendiais, obtidas pelo balanço hídrico sequencial de cultura em série de dados climatológicos de 1975 a 2008 e estimados os déficits de produtividade potencial para cada simulação de plantio, usando o coeficiente de sensibilidade da cultura ao déficit (Ky). Para cada ano, foram estimados os déficits relativos de produtividade e verificado o ajuste dos dados estimados a duas funções de probabilidade, a beta e a gama completa, tendo a segunda apresentado melhor desempenho, sendo escolhida para representar a frequencia de ocorrências dos valores nas séries. Para os plantios em cada primeiro dia dos decêndios de outubro e novembro, a probabilidade gama (Pgama) de ocorrerem déficit relativo de produtividade de até 10% é maior que 50%, isto é, a cada dois anos de plantio, ao menos um tem quebra de produtividade menor que 10%. Nesse período, destacam-se o primeiro e terceiro decêndios de outubro, com Pgama = 67% e Pgama = 63%, respectivamente, de quebra relativa inferior a 10%. Nos meses de setembro, dezembro e janeiro, a probabilidade de déficits relativos de produtividade de até 20% é maior que 50%, indicando maior efeito da ocorrência do déficit hídrico nesses meses. No mês de fevereiro, a probabilidade de perdas maiores que 1/5 da produção é superior a 75%, sendo recomendável irrigação para aumentar a produtividade das semeaduras nesse mês, principalmente no período crítico. Perdas acima de 50% são difíceis de ocorrer, sendo a probabilidade máxima igual a 23,5% no terceiro decêndio de fevereiro. / Water deficit is one of the mainly reasons of crop yield decrease in agriculture. In Brazil, drought caused serious damages in some regions to corn (Zea mays L.) production in the crops of 1995/1996, 1996/1997, 1998/1999, 1999/2000, 2004/2005. Planning the sowing dates plays an essential role to mitigate the effect of limited water conditions and in the more effective use of local weather on farm management. The current work aimed to estimate probabilities of relative yield decrease in corn crop caused by soil water deficits in function of the sowing dates, by simulating plantings in ten-day basis from September to February, in order to support the decision-making process and the planning of corn cropping in Piracicaba region, São Paulo State, Brazil. Soil water deficit was estimated by using the water balance model of Thornthwaite and Mather (1955) adapted by Barbieri et al. (2003) for take into account the variation of available water capacity in the soil during the crop cycle, following the root system growth, thus rendering it a more representative model of soil water balance. For each year of data series on climate conditions from 1975 to 2008, the relative deficits of potential yield were calculated using the ten-day values of water deficit obtained from the serial water balance model, for each simulated sowing date from September 1st to February 21st. Then, the yield response factor to water deficit (Ky) was applied to relate the potential yield deficit to evapotranspiration deficit, observed in 18 sowing dates in 33 years of the study. Two probability density functions were tested, the beta and the complete gamma; the latter showed best fit to the observed frequency data and was chosen to estimate the frequency of yield occurrences in the series. Yield losses bellow 10% were more frequent in October and November, with gamma probability (Pgamma) above 50%, which means that in two years, at least one will provide conditions to have relative yield higher than 90%. In this period, the first and the third ten-days of October are highlighted with Pgamma = 67% and Pgamma = 63%, respectively. In September, December and January, the gamma probability was higher than 50% considering relative yield decreases equal or lower than 20%. In February, the probability of losing 1/5 of the productivity is above 75%. In this case, irrigation is necessary to increase the yield, mainly during the critical period (flowering and grain filling). Yield losses higher than 50% are difficult to happen and the maximum probability is 23.5% in the third ten-days of February.

Water availability is a strategy resource for forest plantation. Many authorities and researches are concerned about the water use and the impact of forest plantation. Water use and water use efficiency have been measuring in all over the world. High productivity of Eucalyptus sp plantation are depend of environmental resources such water, nutrients, light and also genotype resource efficiency. High water use is also associated with high productivity and water use efficiency. Many reports were published about water use in eucalyptus plantation. Water use might vary among 1100 mm to 1300 mm for eucalyptus plantation. Climate conditions, soil characteristics and forest management might influence water use. Currently, studies aim to understand hydrology cycle at the leaf, trees and on landscape scale. Previous studies showed that K fertilizer increase water demand. Leaf biomass and LAI also increase due to K fertilizer application, which suggest increase in water use. Eucalyptus forest plantation may also decrease water discharge in catchment, which might decrease water availability in local scale. However, transpiration varied within soil moisture, precipitation, temperature, atmosphere conditions, fertilizer application, genotype and latitude. The main objective of forest managers was often find a technique regime which forester may use to achieve the target growth rate. Nowadays, it is important to manage the forest taking to account local resource supply, local climate condition and resource availability. These strategies might increase the sustainability of forest plantation. Measurement of physiological functioning might help forests manager to understand the growth response of our forest as result of climate condition and also planning new strategies to increase forest sustainability. / A alta produtividade das florestas de Eucalyptus sp está diretamente associada aos recursos disponíveis no ambiente como água, nutrientes e luz, como também pelo uso eficiente dos recursos por diferentes genótipos. Diversos trabalhos foram realizados sobre o uso da água das florestas de eucalipto. Pesquisadores e gestores florestais sempre são questionados sobre o uso da água e a eficiência do uso da água pelas florestas de eucalipto. Diversos trabalhos mostraram que o uso da água em florestas de eucalipto podem alcançar 1100 mm a 1300 mm. No entanto, essas estimativas podem variar em função das condições edafoclimáticas e de manejo da floresta O objetivo principal dos estudos atuais é entender a dinâmica do ciclo da água em diferentes escalas da floresta, na folha, a árvore e na escala da bacia hidrográfica. Alguns estudos vêm mostrando que a adubação, em particular com potássio, também pode aumentar a demanda de água por parte das árvores. O K propicia aumento de biomassa foliar e IAF das plantas, sugerindo aumento da transpiração das árvores. Estudos na escala da bacia hidrográfica, mostraram que bacias hidrográficas ocupadas por florestas de eucalipto podem reduzir o fluxo superficial dos cursos da água como também o estoque de água nas diferentes camadas do solo, o que pode comprometer a disponibilidade hídrica numa escala local. Por outro lado, alguns trabalhos mostraram que os impactos das florestas plantadas nos recursos hídricos dependem do regime pluviométrico local. Outros fatores podem influenciar o uso da água pelas florestas tais como a capacidade de retenção de água no solo, condições atmosféricas, espaçamento e genótipos. O principal objetivo dos gestores florestais, frequentemente, tem sido a busca por uma técnica de manejo florestal que permita o alcance de altas taxas de produtividade dos genótipos plantados. Atualmente, o manejo florestal não leva em conta a disponibilidade dos recursos ambientais, principalmente a água por meio do regime pluviométrico. Essas estratégias são importantes para aumentar a sustentabilidade das florestas plantadas, principalmente em áreas em que a disponibilidade de água é crítica. A compreensão da dinâmica dos parâmetros fisiológicos pode ajudar os gestores florestais a entenderem as respostas das árvores em função das condições climáticas e planejar estratégias que possam aumentar a sustentabilidade dos plantios florestais de Eucalyptus sp.

In the last decade, Brazilian soybean and maize, cultivated in succession, accounted for 23.8 ± 1.9% and 6.9 ± 0.9% of world\'s production, respectively. More than 80% of soybean and maize production in Brazil is under rainfed conditions, which results in a high interannual yield variability and, consequently, increasing the risks for food supply, not only in the country but also around the world. Among the natural phenomena that cause climate and yield variability in Brazil, El Niño Southern Oscillation (ENSO) is the most important. The best way to minimize the impacts of ENSO, mainly those associated to water deficit in rainfed crops, is by defining the most favorable sowing dates, when the probability of crop failure is small. Based on that, this study aimed: to determine the best sowing dates for the soybean-maize production system, based on the economic profitability at national scale; to assess the influence of the ENSO phases (El Niño, La Niña and Neutral) on spatial and temporal soybean and maize off-season yield variabilities for different sowing dates; and to determine the magnitude of the current soybean- maize succession yield gap due to water deficit and crop management in different Brazilian producing regions. To achieve such goals, soybean and maize off-season simulations were performed using three previously calibrated and validated crop simulation models (FAO-AZM, DSSAT and APSIM), in a multi-model approach. Soybean and maize yields were simulated for 29 locations in 12 states, with soybean sowing dates ranging from 21st September to 1st January, for a period of 34 years (1980-2013). Maize sowings were simulated in the same day soybean was harvested. The optimal sowing dates for soybean-maize succession varied according to the Brazilian region, with water deficit, solar radiation and air temperature being the main weather variables that influenced this crop system. ENSO phases affected soybean and maize yields across the country, having, in general, opposite effects during the warm (El Niño) and cold (La Niña) phases, but also depending on the sowing date considered. The yield gap (YG) of soybean-maize succession varied among locations, sowing dates and growing seasons. However, the yield gaps caused by water deficit (YGw) were, on average, higher than those caused by sub-optimal crop management (YGm), which can be explained by the high inter-annual and spatial climate variability observed in the Brazilian territory. / Na última década, a soja e o milho safrinha, cultivados em sucessão no Brasil, contribuíram com 23.8 ± 1.9% e 6.9 ± 0.9% da produção mundial, respectivamente. Mais de 80% da soja e do milho brasileiro são produzidos em condições de sequeiro, o que resulta em uma alta variabilidade interanual da produtividade e, consequentemente, aumenta os riscos de falhas no abastecimento alimentar no Brasil e no mundo. Entre os fenômenos causadores da variabilidade climática e da produtividade agrícola no Brasil, o El Niño Oscilação Sul (ENOS) é o mais importante. A melhor maneira para minimizar os impactos do ENOS, principalmente os associados ao déficit hídrico em culturas de sequeiro, é definindo as datas de semeaduras mais favoráveis, onde as chances de grandes perdas são menores. Assim, os objetivos deste estudo foram: determinar a melhor data de semeadura para o sistema de produção em sucessão soja - milho safrinha, baseado na rentabilidade econômica em escala nacional; indicar a influência das fases do ENOS (El Niño, La Niña e Neutro) sobre a sucessão soja - milho safrinha em escala espacial e temporal, em diferentes datas de semeaduras; e determinar a magnitude da quebra de produtividade da sucessão soja - milho safrinha devido ao déficit hídrico e ao manejo sub ótimo do cultivo. Para atingir os objetivos, simulações de produtividade para soja e milho safrinha foram realizadas usando três modelos de simulação de cultura (FAO-AZM, DSSAT e APSIM), previamente calibrados, em uma abordagem multi-modelos. As produtividades das culturas da soja e do milho foram simuladas para 29 locais em 12 estados, com as datas de semeadura da soja variando de 21 de setembro a 1º de janeiro, para um período de 34 anos (1980-2013). A semeadura do milho ocorreu imediatamente após a colheita da soja. A data de semeadura ótima para a sucessão soja - milho safrinha variou de acordo com a região brasileira, tendo o déficit hídrico, radiação solar e a temperatura do ar como as principais variáveis que influenciam o sistema. As fases do ENOS afetaram a produtividade da soja e do milho safrinha no Brasil, tendo, efeitos opostos durante as fases quentes (El Niño) e frias (La Niña). Os impactos das fases do ENOS também variaram de acordo com as datas de semeadura. As quebras de produtividade da sucessão soja - milho safrinha variaram entre os locais, datas de semeadura e safras. Entretanto, as quebras de produtividade causadas pelo déficit hídrico foram, em média, superiores àquelas causadas pelo manejo subótimo das culturas, o que pode ser explicado pela alta variabilidade espacial e interanual das condições meteorológicas no território brasileiro.

La raréfaction des ressources en eau associée au changement climatique menace particulièrement la durabilité de la viticulture en climat Méditerranéen. Pour y faire face, la création ou le choix de cépages économes en eau et suffisamment vigoureux en cas de déficit hydrique se présente comme un levier important. Une compréhension approfondie des mécanismes qui gouvernent le maintien de l'état hydrique par la plante est indispensable pour avancer dans cette direction. Dans ce travail les déterminants génétiques et physiologiques de l'utilisation de l'eau ont été explorés chez la vigne. Une descendance F1, issue d'un croisement entre les cépages Syrah et Grenache, a été soumise à deux scénarios hydriques dans des pots (bonne irrigation et déficit modéré) en combinant de nouveaux outils de phénotypage, une démarche de génétique quantitative (pour la détection de QTLs) et des approches physiologiques. L'analyse de l'architecture génétique du maintien du potentiel hydrique par la plante, plus ou moins efficace en cas de déficit hydrique (i.e. iso- ou aniso-hydrique), a révélé un double déterminisme, impliquant non seulement la régulation stomatique de la transpiration mais également le maintien de la conductance hydraulique à travers la plante. Nous avons démontré l'existence d'une action indirecte de l'acide abscissique sur la fermeture stomatique à travers une diminution de la conductance hydraulique dans la feuille avec une variabilité génétique reliée aux comportements iso- ou aniso-hydriques. Par ailleurs, nous avons mis en évidence une variabilité génétique importante de la transpiration nocturne, liée à celle de l'efficience d'utilisation de l'eau, avec des déterminants génétiques et physiologiques que nous avons identifiés. Au-delà de l'utilité des QTLs détectés pour l'amélioration variétale, les résultats originaux de ce travail démontrent l'intérêt de la génétique quantitative pour progresser dans la compréhension de mécanismes physiologiques. / In Mediterranean regions, water scarcity associated with climate change particularly threatens the sustainability of viticulture. Breeding grapevine for reduced water use and maintained production is therefore of major interest. This requires a comprehensive knowledge of the plant physiological responses to drought. In this study we focused on the determinism of transpiration rate as a key trait regulating water status in plant tissues, and on its relationship with water-use efficiency (WUE). We used a F1 progeny from a cross between cultivars Syrah and Grenache and combined powerful phenotyping tools on potted plants submitted to either well-watered or mild deficit conditions with quantitative genetics (for QTL detection) and physiological experiments. Analysis of the genetic control of water status maintenance in the plant, more or less efficient under soil water deficit (i.e. iso- or anisohydric), revealed a dual physiological determinism with a key role for plant hydraulic conductance beside that of stomatal control of transpiration. An indirect role of abscisic acid on stomatal conductance was also evidenced, mediated by the downregulation of leaf hydraulic conductance, with a genetic variability which correlated with genetic variation in iso- or aniso-hydric behaviour. We then revealed wide genetic variations in nocturnal transpiration, which correlated with variations in water use efficiency, and identified corresponding genetic and physiological determinants. In a final switch to the field, we showed consistency between QTLs detected for daytime WUE in pots and in the vineyard. Beyond the potential interest of the QTLs detected in this study for breeding prospects, this work demonstrated the benefits of quantitative genetics to shed light on ecophysiological and physiological processes.

The main goal of this thesis is to ascertain the influence of a water stress on regenerative and growth properties of grasses which were exposed to a water deficit and the influence on area composition of certain permanent grass vegetation. Assessment levels were based on container experiments. Each container contained selected class and subclass of a grass with different water regime demands. The aim of these experiments was to determine regenerative and growth abilities of chosen grasses which were exposed to water deficit and their ability to regenerate after drought during the grass branching phase. Another part of these experiments was to assess water regime impact on distribution of grasses in chosen areas. In the Czech Republic, grass vegetation is one of the basic food components for farm animals, mainly cattle, and it is an important landscaping element. It is also a component of forage industry which is a significant part of an agriculture output and the main goal in practice is to provide sufficient production of high quality,biologically valuable and healthy fodder.