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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2015.tde-17092015-103840
Documento
Autor
Nome completo
Iuri Emmanuel de Paula Ferreira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Zocchi, Silvio Sandoval (Presidente)
Candolo, Cecilia
Lara, Idemauro Antonio Rodrigues de
Leandro, Roseli Aparecida
Trinca, Luzia Aparecida
Título em português
Modelos de regressão e curvas de produção vegetal: aplicações nas áreas de nutrição mineral de plantas e adubação
Palavras-chave em português
Funções de produção
Modelos segmentados
Níveis críticos
Retornos decrescentes
Resumo em português
A avaliação do estado nutricional das culturas requer o uso de padrões para comparação, tais como os níveis críticos e as faixas de suficiência. Esses padrões de interesse agrícola geralmente são estimados a partir da curva de calibração da produção vegetal, que relaciona os rendimentos de uma cultura com a dose do adubo aplicada no solo ou com o teor de algum elemento nos tecidos. A curva de produção vegetal é fundamental para o desenvolvimento de pesquisas nas áreas de nutrição mineral de plantas e adubação, uma vez que o conhecimento a seu respeito possibilita o uso econômico de adubos e a elaboração de estratégias corretivas para o solo. No entanto, a curva de produção divide-se em diferentes regimes nutricionais, que lhe conferem uma forma peculiar e dificultam sua descrição matemática. O objetivo desse trabalho é a construção de modelos de regressão flexíveis, capazes de descrever adequadamente a curva de produção vegetal. Em uma primeira abordagem, modelos lineares segmentados com transições de fase suaves são usados para descrever a produção do trigo de inverno em função da adubação com nitrogênio. Por meio dos ajustes destes modelos, também são estimados os níveis críticos e as faixas de suficiência. Posteriormente, realiza-se a modelagem matemática da resposta vegetativa à adubação, desconsiderando doses tóxicas. Observa-se que cada tipo possível de resposta vegetativa é ligado de forma unívoca a uma função de produção agrícola. A técnica proposta, além de permitir a construção de novas funções de produção, fornece interpretações fisiológicas claras para parâmetros de alguns modelos de uso comum na agricultura. Com base na segunda abordagem, um novo enunciado para a lei de Mitscherlich é apresentado: quanto maior é o conteúdo total do nutriente limitante na planta, menor é o aproveitamento feito (a fim de lhe prover crescimento) de um incremento em sua disponibilidade - como consequência, os retornos da adubação são decrescentes.
Título em inglês
Regression models and yield curves: with applications in plant mineral nutrition and fertilization
Palavras-chave em inglês
Critical level
Diminishing returns
Production function
Segmented regression
Resumo em inglês
The evaluation of the plant nutritional status requires standards for comparisons, such as the critical levels and sufficiency ranges. These standards are generally estimated by means of the yield curves in response to fertilizers, which relates production with doses applied or nutrient content in the plant tissues. The yield curve is essential for the development of researches on plant mineral nutrition and fertilization, since knowledge of this curve allows economic use of fertilizers and planning strategies for soil correction. However, the production curve is divided into different nutritional regimes, which give it a peculiar shape and hinders its mathematical description. In this work, the objective is to build flexible regression models, able to adequately describe the yield curves. In a first approach, linear piecewise models with smooth transitions between regimes are used to describe the winter-wheat yield in function of the nitrogen doses. By means of the fits of these models, the critical levels and sufficiency ranges are also estimated. In another approach, it is proposed a mathematical model for yield response (or returns) from fertilizers - toxic doses are neglected in this phase. It is verified that each possible yield response type is uniquely related with a production function. This approach allows to construct new production functions and, indeed, provides clear physiological interpretations for the parameters of some common models in agriculture. Based on the second approach, it is presented a new statement for the Mitscherlich law: the greater is the total content of the limiting nutrient in the plant, the lower is the exploited fraction (in order to provide growth) of an increment in its availability - as a consequence, the returns from fertilization are diminishing.
 
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Data de Publicação
2015-09-25
 
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