Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Increases of 1.1 to 6.4°C in temperature are projected by the end of the XXI century in
several locations, including Brazil. Among processes that may be affected by increasing
temperatures is the duration of the developmental cycle of crops. Simulation models are tools
that allow to describe the possible interactions that take place in agroecoystems and their
response to climate change scenarios. The objectives of this dissertation were (i) to simulate
the development of irrigated rice and red rice comparing a linear (thermal time model) with a
non-linear (WE model) model, and (ii) to investigate the response of the development of rice
and red rice to climate change scenarios in Santa Maria, RS, Brazil, considering symmetric
and asymmetric increases in minimum and maximum daily air temperatures. Data from a
four-year experiment conducted during the 2003-2004 (five sowing dates), 2004-2005 (five
sowing dates), 2005-2006 (three sowing dates), and 2006-2007 (two sowing dates) growing
seasons in Santa Maria, RS, Brazil were used. Plants were grown in 12 liter pots during the
four years, and in a paddy rice field during the 2006-2007 growing season. Nine cultivated
rice genotypes (IRGA 421, IRGA 416, IRGA 417, IRGA 420, BRS 7 TAIM, BR-IRGA 409,
EPAGRI 109, an Hybrid, and EEA 406), and two red rice biotypes (awned blackhull-
ABHRR, and awned yellowhull-AYHRR) were used. Developmental data available and used
in this study were dates of emergence (EM), panicle differentiation (R1), anthesis (R4), and
all grains with brown hulls (R9) recorded in five plants per replication in each sowing date.
Data collected in the 2004-2005 and 2005-2006 growing season were used to estimate the
coefficients of the two models and data collected in the 2003-2004 and 2006-2007 growing
season were used as an independent data set for models evaluation. A one hundred years
climate scenarios of 0°C, +1°C, +2°C, +3°C, +4°C, and +5°C, with symmetric and
asymmetric increases in minimum and maximum daily air temperatures were created with the
LARS-WG Weather Generator using a 1969-2003 database. Date of developmental stages in
each climate scenario was calculated with the non-linear model (WE model). The root mean
square error (RMSE) for all developmental stages varied from 4.9 to 10.5 days with the
thermal time model and from 4.3 to 10.9 days with the WE model. The WE model gave better
predictions in six out of eleven genotypes, with better predictions for early (R1) than for later
(R4 and R9) developmental stages. The duration of the EM-R1 phase in general decreased
whereas the duration of the R1-R4 and R4-R9 phases most often increased as temperature
increased in the climate change scenarios. The simulated rice development response to
elevated temperature was not the same when the increase in minimum and maximum
temperature was symmetric or asymmetric. Current rice genotypes may be less competitive
with red rice in future climates. / Projeções indicam aumentos de 1,1 a 6,4°C na temperatura do ar até o final do século
XXI em vários locais do planeta, incluindo o Brasil. Dentre os processos que poderão ser
afetados pelo aumento da temperatura está a duração do ciclo de desenvolvimento das
culturas. Nesse sentido, modelos de simulação são ferramentas que nos permitem descrever as
possíveis interações que acontecem nos agroecossistemas e suas respostas a cenários de
mudança climática. Os objetivos desta dissertação foram (i) simular o desenvolvimento do
arroz irrigado e do arroz vermelho comparando um modelo linear (modelo soma térmica) com
um modelo não linear (modelo WE) e (ii) avaliar a resposta do desenvolvimento do arroz e do
arroz vermelho a cenários de mudança climática em Santa Maria, RS, Brasil, considerando
aumentos simétricos e assimétricos nas temperaturas mínima e máxima diárias do ar. Foram
usados dados de um experimento de quatro anos, conduzido durante os anos agrícolas 2003-
2004 (5 datas de semeadura), 2004-2005 (5 datas de semeadura), 2005-2006 (3 datas de
semeadura) e 2006-2007 (2 datas de semeadura) em Santa Maria, RS, Brasil. As plantas
foram cultivadas em baldes de 12 litros durante os quatro anos e em uma área de várzea
durante o ano agrícola 2006-2007. Foram usados nove genótipos de arroz cultivado (IRGA
421, IRGA 416, IRGA 417, IRGA 420, BRS 7 TAIM, BR-IRGA 409, EPAGRI 109, um
Híbrido e EEA 406) e dois biótipos de arroz vermelho (casca preta aristado - ABHRR e casca
amarela aristado - AYHRR). Os dados de desenvolvimento disponíveis e usados neste estudo
foram datas de emergência (EM), diferenciação da panícula (R1), antese (R4) e todos os grãos
com casca marrom (R9) coletados em cinco plantas por repetição em cada data de semeadura.
Os dados coletados nos anos agrícolas 2004-2005 e 2005-2006 foram usados para estimar os
coeficientes dos dois modelos e os dados coletados nos anos agrícolas 2003-2004 e 2006-
2007 foram usados como dados independentes para a avaliação dos modelos. Os cenários
climáticos de 100 anos de 0°C, +1°C, + 2°C, +3°C, +4°C e +5°C, com aumentos simétricos e
assimétricos nas temperaturas mínima e máxima diárias do ar, foram gerados com Weather
Generator LARS-WG usando uma base de dados observados de 1969-2003. As datas dos
estágios de desenvolvimento, nos cenários de mudança climática, foram estimadas com o
modelo não linear (modelo WE). A raiz do quadrado médio do erro (RMSE), para todos os
estágios de desenvolvimento, variou de 4,9 a 10,5 dias com o modelo da soma térmica e de
4,3 a 10,9 dias com o modelo WE. O modelo WE teve melhores predições em seis dos onze
genótipos, com melhores predições para o estágio mais precoce (R1) do que para os mais
tardios (R4 e R9). A duração da fase EM-R1 em geral diminuiu, enquanto que a duração das
fases R1-R4 e R4-R9 geralmente aumentaram, com o aumento da temperatura nos cenários de
mudança climática. A resposta simulada do desenvolvimento do arroz a elevação da
temperatura não foi a mesma quando o aumento na temperatura mínima e máxima foi
simétrico ou assimétrico. Os atuais genótipos de arroz podem ser menos competitivos com o
arroz vermelho em climas futuros.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4972 |
| Date | 28 February 2008 |
| Creators | Lago, Isabel |
| Contributors | Streck, Nereu Augusto, Streck, Luciano, Kruse, Nelson Diehl |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, UFSM, BR, Agronomia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 500100000009, 400, 500, 500, 300, 300, 3b01ed40-f2a9-4cc8-9109-59e6f482b05d, fb614ee8-8c4e-4cfa-82f4-e62f4ca88c89, 373ab517-91e6-49c9-baed-ebeb3209bd2a, 70fef33e-25d4-4b38-8218-c5c3a451d7ec |
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