PARAMETRIZAÇÃO DO MODELO APSIM EM SISTEMA DE CULTIVO MILHO- BRAQUIÁRIA EM REGIME SEQUEIRO E IRRIGADO

Abstract

Modelos mecanicistas baseados em processos, tais como o Simulador de Sistemas de Produção Agrícola (APSIM), têm sido utilizados em várias pesquisas para simular o crescimento e o desenvolvimento de pastagens e graníferas, tanto em cultivo solteiro como consorciado. O presente estudo objetivou parametrizar e avaliar o desempenho do Simulador de Sistemas de Produção Agrícola (APSIM), para a estimativa do crescimento e produtividade de milho e braquiária em sistemas de cultivo solteiro e consórcio milho-braquiária, no Norte Piauiense e Leste Maranhense. A parametrização foi realizada com dados experimentais coletados no Campo Experimental da Embrapa Meio-Norte, em Teresina-PI, situada na região Centro- Norte Piauiense, e a parametrização, com dados experimentais coletados na Fazenda Barbosa, em Brejo-MA, localizada no Leste Maranhense. A radiação PAR e o teor de água do solo foram os principais parâmetros aferidos, com o objetivo de calibrar o coeficiente de extinção de luz e a eficiência de uso da radiação, além de ajustes nos parâmetros fenológicos e estruturais do milho. Avaliações subsequentes incluíram biomassa seca total, biomassa de folhas, caules, índice de área foliar (IAF) para ambas as culturas, e órgãos reprodutivos do milho (palha, ráquis e grãos). Na calibração, o modelo apresentou valores para R2 variando entre 0,81 e 0,99 e NSE entre 0,72 e 0,99, para braquiária solteira, e R2 variando entre 0,87 e 0,93 e NSE entre 0,62 e 0,67, para braquiária consorciada, respectivamente. Na calibração do milho solteiro, o modelo apresentou variação de R2 entre 0,43 e 0,97 e o NSE entre -3,33 e 0,95. Na calibração do milho consorciado, o R2 variou entre 0,30 e 0,93 e NSE entre 0,21 e 0,92, respectivamente. Na calibração no segundo ambiente, o modelo simulou a braquiária solteira, para as mesmas variáveis com boa precisão, variando o R2 entre 0,95 a 0,97 e o NSE entre 0,08 a 0,97; e a braquiária consorciada variou o R2 entre 0,09 a 0,87 e apresentou inexatidão para todas as variáveis, com NSE variando entre -1035,25 a -3,33, respectivamente. Na parametrização do milho solteiro, o R2 variou entre 0,11 e 0,90 e o NSE variou de inexato a exato entre -0,37 e 0,90. O milho consorciado variou o R2 entre 0,44 e 0,87 paras as melhores simulações e o NSE variou de inexato a exato com valores entre -4,39 a 0,68. O modelo APSIM apresentou boa performance nas simulações realizadas na calibração da braquiária Ruziziensis, em cultivo solteiro e consórcio; e, na calibração da braquiária Marandu, apenas em cultivo solteiro. As simulações da braquiária Marandu consorciada foram imprecisas. As simulações do milho em cultivo solteiro e consorciado apresentaram, na calibração para os dois ambientes, performance satisfatória a razoável. Process-based mechanistic models, such as the Agricultural Production Systems Simulator (APSIM), have been used in several research studies to simulate the growth and development of pastures and grain crops, both in single and intercropped cultivation. The present study aimed to parameterize and evaluate the performance of the Agricultural Production Systems Simulator (APSIM) to estimate the growth and productivity of corn and brachiaria in single and consortium cropping systems in the North of Piauí and in the East of Maranhão State. The parameterization was carried out with experimental data collected at the Experimental Field of Mid-North Embrapa, in Teresina-PI, located in the Center-North region of Piauí, and the parameterization with experimental data collected at Barbosa Farm in Brejo-MA, located in the East of Maranhão. PAR radiation and soil water content were the main parameters measured, with the aim of calibrating the light extinction coefficient and radiation use efficiency, as well as adjustments to the phenological and structural parameters of maize. Subsequent assessments included total dry biomass, biomass of leaves, stems, leaf area index (LAI) for both crops, and maize reproductive organs (straw, rachis and grains). In calibration, the model presented values for R2 varying between 0.81 and 0.99 and NSE between 0.72 and 0.99, for single brachiaria, and R2 varying between 0.87 and 0.93 and NSE between 0.62 and 0.67 for intercropped brachiaria, respectively. In the single maize calibration, the model presented a variation in R2 between 0.43 and 0.97 and the NSE between -3.33 and 0.95. In the calibration of intercropped maize, R2 varied between 0.30 and 0.93 and NSE between 0.21 and 0.92, respectively. In the calibration in the second environment, the model simulated single brachiaria for the same variables with good precision, varying the R2 between 0.95 and 0.97 and the NSE between 0.08 and 0.97; and the intercropped brachiaria varied the R2 between 0.09 and 0.87 and presented inaccuracy for all variables with NSE varying between -1035.25 and -3.33, respectively. In the single maize parameterization, the R2 varied between 0.11 and 0.90 and the NSE varied from inaccurate to exact between - 0.37 and 0.90. The intercropped maize varied the R² between 0.44 and 0.87 for the best simulations and the NSE varied from inaccurate to exact with values between - 4.39 to 0.68. The APSIM model showed good performance in the simulations carried out to calibrate the Brachiaria ruziziensis in single and intercropped cultivation; and, in the calibration of brachiaria Marandu, only in single cultivation. The simulations of the Marandu brachiaria intercrop were inaccurate. The simulations of maize in single and intercropped cultivation presented, in the calibration for both environments, satisfactory to reasonable performance.