Leaf development of cultivated rice and weedy red rice under elevated temperature scenarios

Abstract

The objective of this study was to simulate leaf development of cultivated rice genotypes and weedy red rice biotypes in climate change scenarios at Santa Maria, RS, Brazil. A leaf appearance (LAR) model adapted for rice was used to simulate the accumulated leaf number, represented by the Haun Stage, from crop emergence to flag leaf appearance (EM-FL). Three cultivated rice genotypes and two weedy red rice biotypes in six emergence dates were used. The LAR model was run for each emergence date using 100 years of synthetic daily weather data and six climate scenarios, including current, +1, +2, +3, +4 and +5 °C increase in mean air temperature, with symmetric and asymmetric increase in daily minimum and maximum temperature. The increase in air temperature scenarios decreased the duration of the EM-FL phase in the earlier emergence dates (08/20, 09/20, 10/20) whereas in mid (11/20) and late emergence dates (12/20 and 01/20) the longest EM-FL phase was in the symmetric +5 °C scenario and the shortest duration was in the asymmetric +3 and +4 °C scenarios. The timing of the onset of flooding irrigation and nitrogen dressing may be altered if global warming takes place and weedy red rice has a potential to enhance its competitiveness with cultivated rice in future climates.Key words: Oryza sativa, global warming, plant competition, climate change, nitrogen management Desenvolvimento foliar de arroz cultivado e arroz vermelho em cenários de aumento de temperatura RESUMO Objetivou-se com este estudo simular o desenvolvimento foliar de genótipos de arroz cultivados e biótipos invasores de arroz vermelho em cenários de mudança climática em Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil. Um modelo de aparecimento de folhas foi usado para simular o número de folhas acumuladas, representadas pelo Estádio de Haun, a partir da emergência da cultura até o aparecimento da folha bandeira (EM-FB). Foram utilizados três genótipos de arroz cultivados e dois biótipos de arroz vermelho, em seis épocas de emergência. O modelo foi rodado em cem anos de seis cenários climáticos: atual, +1, +2, +3, +4 e +5 °C, com aumentos simétricos e assimétricos na temperatura mínima e máxima diária do ar. O aumento da temperatura nos cenários ocasiona uma redução da duração da fase EM-FB nas datas de emergência mais cedo (20/08, 20/09, 20/10) enquanto no período intermediário (20/11) e nas datas de emergência tardias (20/12 e 20/01) a maior duração da fase EM-FB foi no cenário simétrico +5 °C e a menor duração foi nos cenários assimétricos de +3 e +4 °C. O momento do início da irrigação por inundação e manejo do nitrogênio em cobertura pode ser alterado com o aquecimento global e o arroz vermelho tem potencial para aumentar sua competitividade com arroz cultivado em climas futuros. Palavras

Simulação do crescimento e produtividade de arroz no Rio Grande do Sul pelo modelo SimulArroz

“…O modelo de simulação do rendimento de grãos de arroz usado neste estudo foi o modelo SimulArroz© (Streck et al, 2013c). O SimulArroz calcula a taxa de crescimento dos diferentes compartimentos da planta (raízes, caule, folhas e panículas) e de desenvolvimento (emissão de folhas e avanço na fenologia da cultura) no passo de tempo de um dia usando variáveis meteorológicas disponíveis em estações meteorológicas (temperatura mínima e máxima diária do ar e radiação solar).…”

“…A descrição do desenvolvimento foliar pela Escala de Haun dá um caráter mecanístico à variável do desenvolvimento pois ela é uma escala numérica contínua, o que facilita sua modelagem numérica (Streck et al, 2013c).…”

“…O modelo SimulArroz é um modelo de simulação, determinístico dinâmico, baseado em processos (processbased model) para simular o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade de grãos na cultura do arroz (Streck et al, 2013c). Desenvolvido com base nos modelos InfoCrop (Aggarwal et al, 2006), ORYZA (Bouman & Laar, 2006) e no modelo de aparecimento de folhas de Wang-Engel modificado (Streck et al, 2008c) o SimulArroz é um modelo calibrado para cultivares de arroz usadas no Rio Grande do Sul e assim atende às demandas como ferramenta computacional em nível regional.…”

Mudanças climáticas e seus efeitos no rendimento de arroz irrigado no Rio Grande do Sul

“…O Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz (Oryza sativa L.) e representa 69% do arroz colhido no Brasil (Instituto Rio Grandense do Arroz, 2014 Estudos sobre o impacto das possíveis mudanças climáticas na agricultura brasileira têm aumentado nos últimos anos, e estimativas de rendimento, por meio de modelos matemáticos, têm sido obtidas em diversas regiões e para diferentes culturas (Siqueira et al, 2000;Assad et al, 2004;Streck & Alberto, 2006a, 2006bStreck et al, 2008Streck et al, , 2013aStreck et al, , 2013bWalter et al, 2010). Para a cultura do arroz irrigado, Lago et al (2008) Recentemente, o modelo SimulArroz (Streck et al, 2013a) foi desenvolvido e testado para simular o crescimento, o desenvolvimento e o rendimento da cultura do arroz em vários locais do Rio Grande do Sul, com uso de dados experimentais e de lavouras (Rosa, 2013 (Figura 1 A).…”

Impacts of climatic changes on the vegetative development of olive cultivars

“…June: 4.8; July: 4.5; August: 4.5; September: 3.8; October: 3.5; November: 3.9; December: 3.2 (ºC)). Finally, to evaluate the impact of climate change on the DSS variable, the analysis of variance (ANOVA) was applied in a tri-factorial scheme (9 x 3 x 3) to evaluate the effect of the sources of variation: transplanting dates (nine periods), representative concentration pathways (RCPs 2.6, 4.5 and 8.5) and projections (PR1 = 2011-2040, PR2 = 2041-2070 and PR3 = 2071-2100), as recommended by Streck et al (2013). The DSS values were submitted to the Shapiro-Wilk normality test (p ≤ 0.05) and the means were compared by the Scott-Knott test (p ≤ 0.05) using the software SISVAR 5.3 (Ferreira, 2011).…”