Sugarcane variety trait modelling: evaluating and improving the APSIM-Sugar model for simulating crop performance under current and future climates across Brazil (2020)
- Authors:
- Autor USP: DIAS, HENRIQUE BORIOLO - ESALQ
- Unidade: ESALQ
- Sigla do Departamento: LEB
- Subjects: BIOMASSA; CANA-DE-AÇÚCAR; CRESCIMENTO VEGETAL; MUDANÇA CLIMÁTICA; RADIAÇÃO SOLAR E TERRESTRE; SIMULAÇÃO; VARIEDADES VEGETAIS
- Language: Inglês
- Abstract: O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo e os sistemas de produção no país são bastante complexos, apresentando apreciáveis variações espaciais e temporais de produtividade. Isso é resultado da intensa interação entre genótipo × ambiente × manejo (G × A × M) que afetam o desempenho da cultura. Além disso, prováveis mudanças nas condições climáticas são esperadas no futuro impondo desafios adicionais à produção de cana-de-açúcar. A modelagem de culturas baseada em processos biofísicos é cientificamente aceita como uma maneira de entender essas interações. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo integrar conjuntos de dados de experimentos de campo com o modelo APSIM-Sugar para melhor entender as interações entre G × A × M em sistemas de produção brasileiros. A capacidade do modelo foi avaliada primeiramente com as configurações padrões e, em seguida, foram propostas modificações e parâmetros para predizer efetivamente as diferenças entre variedades (G). Com o APSIM-Sugar aprimorado, foi realizada uma projeção atualizada dos impactos de cenários climáticos futuros na cana-de-açúcar em diferentes regiões brasileiras. O conjunto de dados da cultura foram provenientes de grandes experimentos de campo realizados entre 2012 e 2017 em dois locais no Brasil tropical: Guadalupe, PI, e São Romão, MG, onde diversas variedades foram cultivadas em condições não limitantes (potenciais). Esses dados foram analisados e empregados para caracterizar os parâmetros varietaispara uso no APSIM-Sugar. Mudanças foram necessárias para permitir que o modelo simulasse o desenvolvimento do dossel e a produtividade adequadamente. Os resultados mostraram que com essas modificações o modelo é capaz, embora ainda empiricamente, de considerar o efeito da idade da cultura no acúmulo de biomassa, processo conhecido como fenômeno de crescimento reduzido, para obter melhores estimações de produtividade em ambientes de alto rendimento, assim como ter a capacidade de distinguir variedades quando se atingem ganhos acima de ~ 150 t/ha (~ 40 t/ha em massa seca). Os resultados sugerem que as modificações e parâmetros propostos no APSIM-Sugar são plausíveis e são um passo importante para desvendar as interações G × A × M visando melhorar o desempenho do setor canavieiro. Outra etapa deste estudo, antes de se aplicar o APSIM-Sugar, foi avaliar conjuntos de dados climáticos em grade (NASA/POWER e outro desenvolvido no Brasil conhecido como 'XAVIER') como fontes alternativas de dados entrada no modelo. Os resultados indicaram que essas fontes devem ser empregadas com cautela quando o objetivo é simular a produtividade devido à baixa qualidade dos dados de chuva em grade, ao menos no Centro-Sul do Brasil. Por fim, foi realizada uma avaliação do impacto das mudanças climáticas na cultura da cana-de-açúcar por meio do APSIM-Sugar, considerando os novos recursos e parâmetros, em 10 localidades brasileiras, sendo seis em cultivo de sequeiro e quatro sob irrigação plena.Cinco modelos climáticos globais foram selecionados para representar classes básicas de mudanças climáticas: relativamente frio/úmido; frio/seco; mediano; quente/úmido; e quente/seco, para quatro cenários futuros. Essas séries climáticas foram usadas como entrada para simulações de sistemas típicos de cultivo. O conjunto de projeções futuras sugere que a produtividade de cana diminuirá em muitos casos para ambos os sistemas (sequeiro e irrigado), todavia, os cenários gerados pelos modelos climáticos apresentaram grande incerteza, o que faz com que essas projeções devam ser interpretadas com cautela
- Imprenta:
- Publisher place: Piracicaba
- Date published: 2020
- Data da defesa: 05.06.2020
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ABNT
DIAS, Henrique Boriolo. Sugarcane variety trait modelling: evaluating and improving the APSIM-Sugar model for simulating crop performance under current and future climates across Brazil. 2020. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2020. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-14082020-105124/. Acesso em: 16 abr. 2026. -
APA
Dias, H. B. (2020). Sugarcane variety trait modelling: evaluating and improving the APSIM-Sugar model for simulating crop performance under current and future climates across Brazil (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-14082020-105124/ -
NLM
Dias HB. Sugarcane variety trait modelling: evaluating and improving the APSIM-Sugar model for simulating crop performance under current and future climates across Brazil [Internet]. 2020 ;[citado 2026 abr. 16 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-14082020-105124/ -
Vancouver
Dias HB. Sugarcane variety trait modelling: evaluating and improving the APSIM-Sugar model for simulating crop performance under current and future climates across Brazil [Internet]. 2020 ;[citado 2026 abr. 16 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-14082020-105124/ - Sugarcane: contribution of process-based models for understanding and mitigating impacts of climate variability and change on production
- Optimizing Sugarcane Planting Windows Using a Crop Simulation Model at the State Level
- Intercomparação de modelos de simulação da cana-de-açúcar e seu uso na avaliação da quebra de produtividade e dos impactos da irrigação em diferentes regiões do Brasil
- High-yielding sugarcane in tropical Brazil – integrating field experimentation and modelling approach for assessing variety performances
- Sugarcane yield future scenarios in Southern Brazil as predicted by the APSIM-Sugar model with a new feature for transpiration efficiency
- Assessing the performance of two gridded weather data for sugarcane crop simulations with a process-based model in Center-South Brazil
- Sugarcane yield future scenarios in Southern Brazil as predicted by the APSIM-Sugar model with a new feature for transpiration efficiency
- Traits for canopy development and light interception by twenty-seven Brazilian sugarcane varieties
- Sugarcane yield future scenarios in Brazil as projected by the APSIM-Sugar model
- Citrus postbloom fruit drop risk in Southern Brazil as influenced by different El Niño Southern Oscillation (ENSO) phases
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