Parametrização de modelo para estimação da produtividade de soja nas regiões do Planalto ...

197 Pages·2005·1.34 MB·Portuguese

Universidade de São Paulo
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”

Parametrização de modelo para estimação da
produtividade de soja nas regiões do Planalto Médio, das
Missões e do Alto Vale do Uruguai, Rio Grande do Sul

Ricardo Wanke de Melo

Tese apresentada para obtenção do título de Doutor
em Agronomia. Área de concentração: Física do
Ambiente Agrícola.

Piracicaba
2005
Ricardo Wanke de Melo
Engenheiro Agrônomo

Parametrização de modelo para estimação da
produtividade de soja nas regiões do Planalto Médio, das
Missões e do Alto Vale do Uruguai, Rio Grande do Sul

Orientador:
Prof. Dr. DURVAL DOURADO NETO

Tese apresentada para obtenção do título de Doutor
em Agronomia. Área de concentração: Física do
Ambiente Agrícola.

Piracicaba
2005
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
DIVISÃO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - ESALQ/USP

Melo, Ricardo Wanke de
Parametrização de modelo para estimação da produtividade de soja nas regiões
do Planalto Médio, das Missões e do Alto Vale do Uruguai, Rio Grande do Sul /
Ricardo Wanke de Melo. - - Piracicaba, 2005.
196 p. : il.
Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2005.
Bibliografia.
1. Produtividade 2. Rio Grande do Sul 3. Soja I. Título
CDD 633.34

“Permitida a cópia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor”
3

À Martina Grohs de Melo.
4
AGRADECIMENTOS

Aos meus pais e irmãos, por sempre confiarem e acreditarem em mim e pela
contribuição inestimável à minha formação como pessoa.
À minha esposa Cimara Regina Grohs, pelo apoio, companheirismo e
confiança constantes, sem os quais não seriam possíveis o início, o desenvolvimento e
a conclusão deste trabalho, e à minha filha Martina, pelo impulso na reta final e por
encher de alegria meus dias.
À Annelise Wanke Olbrzymek, Johan Olbrzymek e Faride Grandolpho, minha
família no Estado de São Paulo.
Ao meu orientador, Dr. Durval Dourado Neto, pelo conhecimento e lições
transmitidas e pela amizade.
Ao Dr Moacir Berlato, por ter despertado em mim a curiosidade científica e a
busca pela perfeição, pelo exemplo profissional e pela amizade.
À Dra. Denise Cybis Fontana, por me encaminhar na pesquisa
agrometeorológica, pelo exemplo profissional, pela preocupação demonstrada com o
lado humano da pesquisa, pelo estímulo constante para a continuidade do trabalho e
pela amizade.
À ESALQ/USP – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – pela
disponibilização do espaço físico e material para a realização dos trabalhos.
Aos meus amigos e colegas Adriano Gonçalves, Angélica Prela, Beatriz
Garcia, Cleusa Bianchi, Eduardo Santos, Felipe Pilau, Flávia Fernandes, José Eduardo
Monteiro, Luciana Cunha, Lucieta Martorano, Marcela Campos, Rafael Ribeiro,
Reinaldo Bonnecarrère, Rodrigo Rizzi, Shiguekazu Karasawa, Solange França, Sulivan
Alves e Thomas Martin pelo apoio, amizade e eventual participação direta em etapas
deste trabalho.
Aos professores Jarbas Honório de Miranda, Luis Roberto Angelocci, Nilson
Villa Nova, Paulo Sentelhas, Paulo Manfron, Quirijn van Lier e à secretária Solange
Sabadin, pelo conhecimento transmitido, amizade e apoio.
Às minhas amigas Patrícia Campos, Sueli Berneira, Márcia Tempesta,
Roberta Uzzo e Tatiana Henriques, pelo apoio e amizade fora do ambiente acadêmico.
A Vera Maria Otto Grohs, Prof. Álvaro de Bortoli (Matemática UFRGS) e a
todos aqueles que de alguma forma contribuíram para os trabalhos.
Á CAPES pelo aporte financeiro.

MUITO OBRIGADO!
5
SUMÁRIO

Página
LISTA DE FIGURAS.............................................................................................. 7
LISTA DE TABELAS.............................................................................................. 10
RESUMO............................................................................................................... 12
ABSTRACT............................................................................................................ 13
1 INTRODUÇÃO................................................................................................. 14
2 DESENVOLVIMENTO...................................................................................... 17
2.1 Revisão de Literatura..................................................................................... 17
2.1.1 A cultura da soja......................................................................................... 17
2.1.1.1 Histórico................................................................................................... 17
2.1.1.2 Classificação botânica.............................................................................. 19
2.1.1.3 Características morfológicas da planta.................................................... 19
2.1.1.4 Estádios de desenvolvimento................................................................... 20
2.1.1.5 Exigências bioclimáticas.......................................................................... 21
2.1.1.6 Disponibilidade hídrica............................................................................. 22
2.1.1.7 Temperatura............................................................................................. 23
2.1.2 O ciclo da cultura no Rio Grande do Sul..................................................... 24
2.1.3 Zoneamento agroclimático da soja no Rio Grande do Sul.......................... 24
2.1.4 Modelos e modelagem (conceitos e definições)......................................... 27
2.1.5 Modelos agrometeorológicos de estimativa de produtividade.................... 29
2.1.6 Modelos espectrais..................................................................................... 30
2.1.6.1 Resposta espectral de culturas agrícolas................................................ 30
2.1.6.2 Índices de Vegetação............................................................................... 31
2.1.7 Modelos agrometeorológico-espectrais...................................................... 34
2.2 Material e métodos........................................................................................ 37
2.2.1 Região de estudo........................................................................................ 37
2.2.1.1 Classificação Climática............................................................................ 38
2.2.1.2 Solos........................................................................................................ 38
2.2.2 Dados.......................................................................................................... 40
2.2.2.1 Dados meteorológicos.............................................................................. 40
6
2.2.2.2 Imagens NOAA........................................................................................ 41
2.2.2.3 Estatísticas oficiais................................................................................... 42
2.2.2.4 Mapeamento da produtividade................................................................. 42
2.2.3 Parametrização do modelo......................................................................... 43
2.2.3.1 Área de abrangência................................................................................ 44
2.2.3.2 Obtenção do termo agrometeorológico.................................................... 44
2.2.3.3 Obtenção do termo espectral................................................................... 47
2.2.4 Verificação da acurácia das estimativas..................................................... 47
2.3 Resultados e discussão................................................................................. 48
2.3.1 Parâmetros de cálculo do termo agrometeorológico e do modelo
agrometeorológico-espectral....................................................................... 48
2.3.2 Estimativas de produtividade...................................................................... 156
2.2.3.1 Desvios das estimativas de produtividade............................................... 166
2.3.3 Análise de erros.......................................................................................... 183
2.3.4 Considerações finais e sugestões.............................................................. 184
3 CONCLUSÕES................................................................................................ 186
REFERÊNCIAS..................................................................................................... 187
ANEXO.................................................................................................................. 194
7
LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Produção total de soja no Brasil e no Estado do Rio Grande do Sul,
de 1990 a 2003. Valores em mil toneladas (IBGE, 2005)................... 18

Figura 2 - Zoneamento agroclimático para a cultura da soja no Estado do Rio
Grande do Sul (RIO GRANDE DO SUL, 1994).................................... 26

Figura 3 - Municípios do Estado do Rio Grande do Sul. Em vermelho está
representada a região de produção significativa de soja (Berlato;
Fontana, 1999)..................................................................................... 37

Figura 4 - Área de abrangência da parametrização sobreposta à malha
municipal do Estado do Rio Grande do Sul. Em destaque, as áreas
correspondentes à localização das estações meteorológicas
utilizadas............................................................................................... 44

Figura 5 - Estimativas de produtividade através do termo agrometeorológico
(a) e do modelo agrometeorológico-espectral (b) no período de 1982
a 2000, para as diversas CADs, na área correspondente à estação
meteorológica de Erechim.................................................................... 158

Figura 6 - Estimativas de produtividade através do termo agrometeorológico
(a) e do modelo agrometeorológico-espectral (b) no período de 1982
a 2000, para as diversas CADs, na área correspondente à estação
meteorológica de Santa Rosa.............................................................. 159

Figura 7 - Estimativas de produtividade através do termo agrometeorológico
(a) e do modelo agrometeorológico-espectral (b) no período de 1982
a 2000, para as diversas CADs, na área correspondente à estação
meteorológica de Passo Fundo............................................................ 160

Figura 8 - Estimativas de produtividade através do termo agrometeorológico
(a) e do modelo agrometeorológico-espectral (b) no período de 1982
a 2000, para as diversas CADs, na área correspondente à estação
meteorológica de São Luiz Gonzaga................................................... 161

Figura 9 - Estimativas de produtividade através do termo agrometeorológico
(a) e do modelo agrometeorológico-espectral (b) no período de 1982
a 2000, para as diversas CADs, na área correspondente à estação
meteorológica de Cruz Alta.................................................................. 162

Figura 10 - Estimativas de produtividade através do termo agrometeorológico
(a) e do modelo agrometeorológico-espectral (b) no período de
1982 a 2000, para as diversas CADs, na área correspondente à
estação meteorológica de Júlio de Castilhos.................................... 163
8
Figura 11 - Estimativas de produtividade através do termo agrometeorológico
(a) e do modelo agrometeorológico-espectral (b) no período de
1982 a 2000, para as diversas CADs, em área na qual o
coeficiente de determinação foi negativo.......................................... 164

Figura 12 - Freqüências médias dos desvios de estimativa de produtividade do
termo agrometeorológico (a) e do modelo agrometeorológico-
espectral (b) no período de 1982 a 2000, para a CAD de 50mm...... 167

Figura 13 - Freqüências médias dos desvios de estimativa de produtividade do
termo agrometeorológico (a) e do modelo agrometeorológico-
espectral (b) no período de 1982 a 2000, para a CAD de 75mm...... 168

Figura 14 - Freqüências médias dos desvios de estimativa de produtividade do
termo agrometeorológico (a) e do modelo agrometeorológico-
espectral (b) no período de 1982 a 2000, para a CAD de 100mm.... 169

Figura 15 - Freqüências médias dos desvios de estimativa de produtividade do
termo agrometeorológico (a) e do modelo agrometeorológico-
espectral (b) no período de 1982 a 2000, para a CAD de 125mm.... 170

Figura 16 - Freqüências médias dos desvios de estimativa de produtividade do
termo agrometeorológico (a) e do modelo agrometeorológico-
espectral (b) no período de 1982 a 2000, para a CAD de 150mm.... 171

Figura 17 - Freqüências médias dos desvios de estimativa de produtividade do
termo agrometeorológico (a) e do modelo agrometeorológico-
espectral (b) no período de 1982 a 2000, para a CAD de 175mm.... 172

Figura 18 - Freqüências médias dos desvios de estimativa de produtividade do
termo agrometeorológico (a) e do modelo agrometeorológico-
espectral (b) no período de 1982 a 2000, para a CAD de 200mm.... 173

Figura 19 - Imagens de desvios médios absolutos de estimativa de
produtividade obtida pelo termo agrometeorológico (a) e pelo
modelo agrometeorológico-espectral (b) para a CAD de 50mm....... 175

Figura 20 - Imagens de desvios médios absolutos de estimativa de
produtividade obtida pelo termo agrometeorológico (a) e pelo
modelo agrometeorológico-espectral (b) para a CAD de 75mm....... 176

Figura 21 - Imagens de desvios médios absolutos de estimativa de
produtividade obtida pelo termo agrometeorológico (a) e pelo
modelo agrometeorológico-espectral (b) para a CAD de 100mm..... 177
9
Figura 22 - Imagens de desvios médios absolutos de estimativa de
produtividade obtida pelo termo agrometeorológico (a) e pelo
modelo agrometeorológico-espectral (b) para a CAD de 125mm..... 178

Figura 23 - Imagens de desvios médios absolutos de estimativa de
produtividade obtida pelo termo agrometeorológico (a) e pelo
modelo agrometeorológico-espectral (b) para a CAD de 150mm..... 179

Figura 24 - Imagens de desvios médios absolutos de estimativa de
produtividade obtida pelo termo agrometeorológico (a) e pelo
modelo agrometeorológico-espectral (b) para a CAD de 175mm..... 180

Figura 25 - Imagens de desvios médios absolutos de estimativa de
produtividade obtida pelo termo agrometeorológico (a) e pelo
modelo agrometeorológico-espectral (b) para a CAD de 200mm..... 181