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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-07052020-084423
Document
Author
Full name
Juliano Mantellatto Rosa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2020
Supervisor
Committee
Marin, Fábio Ricardo (President)
Nassif, Daniel Silveira Pinto
Lier, Quirijn de Jong van
Vianna, Murilo dos Santos
Title in Portuguese
O papel do manejo e da água na variabilidade espaço-temporal da eficiência agrícola de uma usina de cana-de-açúcar
Keywords in Portuguese
Saccharum spp.
Consumo hídrico
Intensificação
Interações edafo-climáticas
Práticas agronômicas
Simulação em modelos
Abstract in Portuguese
O sistema de produção da cana-de-açúcar é altamente complexo e a intensificação agrícola é uma necessidade notável, dado o cenário de aumento da demanda por biocombustível relacionado à preocupações ambientais e políticas de menor emissão de dióxido de carbono, bem como um cenário de projeções de crescimento populacional pressionando a demanda para áreas de produção de alimentos. Nesse contexto, a identificação do yield-gap nas áreas produtivas pode ser uma ferramenta de auxílio no processo de tomada de decisões, permite que técnicas de manejo mais adequadas sejam realizadas, contribuindo para canaviais mais eficientes, possibilitando o incremento da eficiência. De acordo com as evidências de necessidade de incremento de produtividade (Ya), este estudo assume que o setor sucroenergético brasileiro exija informações consistentes para melhorar a Ya, principalmente em regiões onde as áreas cultivadas estão em expansão e a identificação das áreas ineficientes poderão ajudar na mitigação de riscos climáticos através da adaptação de melhores práticas de manejo adotadas. Os modelos de simulação podem ajudar a quantificar o yield-gap (Yg) a partir da estimativa da produtividade potencial e real medida nos talhões da usina podendo então ser usados para estimar o (Yg). Assim, o presente estudo teve por objetivos quantificar e representar no espaço e tempo a eficiência agrícola de cana-de-açúcar em escala de talhão, avaliar a influência dos fatores de manejo e solo na Ya, quantificar e representar no espaço a produtividade da água no talhões comercias de cana-de-açúcar. Os resultados demonstraram que apesar da usina apresentar talhões com eficiência agrícola acima da média brasileira, ela possui potencial de incremento de Ya, evidenciado pelo amplo Yg. A avaliação dos fatores de manejo mostrou sua importância na variabilidade espaço-temporal, destacando a necessidade de melhoria nos fatores de manejo, enquanto os solos apresentaram efeito na variabilidade espacial da Ya. Em relação à produtividade da água (WP), a função linear derivada da relação entre a produtividade atingível simulada sob condições de sequeiro com água consumida pela cultura, mostrou um inclinação das linhas de regressão, cujos valores representaram ganho de 0,02 Mg ha-1 e 0,03 Mg ha-1 para Ya e Yw, respectivamente, para cada milímetro de água evapotranspirada. Houve tendência de incremento de rendimento em massa em função da evapotranspiração, uma vez que a maior disponibilidadede água para as raízes represente um fator de aumento de massa, devido à maior absorção radicular sugerindo maior consumo hídrico. Para o período de 2013-2017, o clima representou 52% da variação de WPa, enquanto os fatores de manejo contaram com 40% e o solo contribuiu com 8%. Esses resultados sugerem que apesar de o clima ser o principal fator de influência da WPa, os fatores de manejo se destacam pela grande representação da variabilidade dos dados e como fatores manipuláveis.
Title in English
The role of crop management and water productivity on-farm spatio-temporal variability of sugarcane yield efficiency
Keywords in English
Saccharum spp.
Crop models simulation
Edapho-climatic interactions
Intensification
Management practices
Water consumption
Abstract in English
The sugarcane production system is highly complex and the agricultural intensification is a remarkable need, given the market scenario of increasead demand for biofuel related to environmental concerns and policies of lower emission of carbon dioxide, as well as a scenario of population growth projections pressing on demand for food production areas. In this context, the assessment of the yield gap in farming systems can be a tool to assist in the decisions making process, better management techniques to be used, increasing on-farm efficiency. According to how the needing to yield increase (Ya), this study assumes that the Brazilian sugar-energy sector requires information to consistently improve Ya, especially in regions where the cultivated areas are expanding and the indentification of inefficients areas can help mitigate risks influenced by climate changes adapting the better management practices adopted. Simulation in crop models can help to quantify the yield gap (Yg) by estimating the crop yield potential, and Ya measured by sugar mills can be them used for estimating the Yg. The objectives of this study were to quantify and represent spatio-temporal on-farm yield efficiency, evaluate the influence of management factors and soil in Ya, to quantify and represent in space water productivity. The results showed that despite the sugar mill presents blocks accounting to yield efficiency above the Brazilian average, it has potential to increase the yield among the plots, evidenced by the wide range of Yg between the blocks. The evaluation of management factors showed its importance in spatio-temporal variability, highlighting the need for improvement in management factors, while soils showed an effect on spatial variability. In relation to water productivity (WP), the linear function derived from the relationship between the attainable yield under rainfed conditions and evapotranspirated water by the crop, showed a slope of 0.02 Mg ha-1 and 0.03 Mg ha-1 for Ya and Yw, respectively, for each millimeter of evapotranspirated water. There was a trend to increase in mass yield due to evapotranspiration, since the greater availability of water to the roots represents an increase in mass, due to the greater root absorption suggesting greater water consumption. For the 2013-2017 period, the climate represented 52% of the WPa spatio-temporal variation, while management factors accounted for 40% and the soil contributed to 8%. These results suggest that despite the the climate is the main factor influencing WPa, the management factors stand out due to the great representation of the variability of the data as manipulable factors.
 
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Publishing Date
2020-05-07
 
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