Simulation of growth and development of irrigated cowpea in Piauí State by CROPGRO model

Abstract

-The objective of this work was to adapt the CROPGRO model, which is part of the DSSAT system, for simulating the cowpea (Vigna unguiculata) growth and development under soil and climate conditions of the Baixo Parnaíba region, Piauí State, Brazil. In the CROPGRO, only input parameters that define crop species, cultivars, and ecotype were changed in order to characterize the cowpea crop. Soil and climate files were created for the considered site. Field experiments without water deficit were used to calibrate the model. In these experiments, dry matter (DM), leaf area index (LAI), yield components and grain yield of cowpea (cv. BR 14 Mulato) were evaluated. The results showed good fit for DM and LAI estimates. The medium values of R 2 and medium absolute error (MAE) were, respectively, 0.95 and 264.9 kg ha -1 for DM, and 0.97 and 0.22 for LAI. The difference between observed and simulated values of plant phenology varied from 0 to 3 days. The model also presented good performance for yield components simulation, excluding 100-grain weight, for which the error ranged from 20.9% to 34.3%. Considering the medium values of crop yield in two years, the model presented an error from 5.6%.Index terms: Vigna unguiculata, models, climatic factors, edaphic factor, water availability, DSSAT. Simulação do crescimento e desenvolvimento do caupi irrigado no Estado do Piauí pelo modelo CROPGROResumo -O objetivo deste trabalho foi adaptar o modelo CROPGRO, o qual faz parte do sistema DSSAT, para simular o crescimento e desenvolvimento do caupi (Vigna unguiculata) nas condições de solo e clima do Baixo Parnaíba, Piauí. No CROPGRO, foram modificados apenas parâmetros que definem os arquivos de espécie, de cultivar e de ecótipo, visando caracterizar a cultura do caupi. Foram criados arquivos contendo as características de solo e de clima do referido local. Na calibração do modelo, foram utilizados experimentos de campo sem restrições hídricas nos quais foram avaliados a matéria seca (MS), o índice de área foliar (IAF), os componentes de produção e a produtividade de grãos da cultivar BR 14 Mulato. Os valores médios dos R 2 e do erro absoluto médio (EAM) foram, respectivamente, 0,95 e 264,9 kg ha -1 quanto à MS, e 0,97 e 0,22 quanto ao IAF. A diferença entre os valores observados e simulados da fenologia da planta variaram entre 0 e 3 dias. O modelo também apresentou bom desempenho nas simulações dos componentes de produção, exceto quanto ao peso de 100 grãos, cujos erros de estimativa variaram de 20,9% a 34,3%. Considerando os valores médios de produtividade de grãos de dois anos, o modelo apresentou erro de 5,6%.Termos para indexação: Vigna unguiculata, modelo, fator climático, fator edáfico, disponibilidade hídrica, DSSAT.

Simulation of bean crop growth, evapotranspiration and yield in Paraná State by the CROPGRO-Drybean model

“…Figure 5A and B show leaf area index behavior determined in the field and simulated by the CROPGRO-Drybean model for both experiments. at 53 days after plant emergence, and by Bastos et al (2002). These values were lower than those found by Meirelles et al (2002).…”

“…The coefficient of water application uniformity of the sprinkler system was 80% in the first experiment and 81% in the second experiment, values considered acceptable in a sprinkler irrigation system (BERNARDO et al, 2005). According to Nóbrega et al (2001), water shortage at this phase would cause large reductions in yield.…”

“…Crop models, once calibrated, allow researchers to simulate multiple years of experiments, utilizing historical weather data, in a matter of hours. Bastos et al (2002) The aims of this research were to evaluate leaf area index, evapotranspiration, grain yield and the soil-water balance module in the CROPGRODrybean model against field data from experiments conducted with a bean crop under edaphoclimatic conditions in Maringá, Paraná State, Brazil.…”

Balanço de energia e evapotranspiração de feijão caupi sob condições de sequeiro

“…Após a colheita dos grãos de caupi das quatro áreas, os mesmos foram colocados para secar até atingir uma umidade de 12%, sendo em seguida medidas as massas de grãos em kg ha -1 . Considerou-se o seguinte período de tempo para as fases fenológicas da cultura do feijão caupi (BASTOS et al, 2001): a fase de emergência foi de 3 a 8 dias após o plantio (DAP), a fase vegetativa se estendeu dos 9 aos 51 DAP, a fase reprodutiva dos 52 aos 74 DAP, a fase de maturidade fisiológica e senescência se estendeu dos 75 aos 88 DAP.…”

Níveis de probabilidade de rendimento de quatro cultivares de soja em cinco datas de semeadura

“…Em face ao exposto, observa-se que o modelo penaliza a produção da cultura excessivamente, pois, em 20 safras e 36 datas de semeadura, não se obteve a produtividade máxima. Bastos et al (2001) Ruiz-Nogueira et al (2001) calibraram o modelo CROPGRO-Soybean para simular os componentes de produção da cultura da soja para uma região da Espanha. Para contornar a excessiva penalização imposta pelo modelo, as variáveis de produção, algumas modificações foram realizadas, como profundidade do solo, capacidade de armazenamento de água pelo solo e taxa de crescimento das raízes.…”