ABSTRACT The decoupling factor (Ω) reflects the leading mechanisms responsible for canopy transpiration and allows to know the relevance of the control of stomatal or canopy conductance on transpiration (T). The Ω is strongly dependent on water availability and can be a good approach to describe how plants minimize excessive water loss by increasing the dominance of biotic factors that controls evapotranspiration under water deficit conditions. We provided an overview of how the Ω concept can be broadly used and applied for studying the sensitivity of evapotranspiration and water conservation potential of canopies under water deficit conditions. A decoupling condition indicates that, under water deficit, the increase of canopy resistance will not have control over the transpiration. Therefore, a structural context of the canopy in which predominantly uncoupled regions will have a lower capacity to reduce evapotranspiration and avoid water losses. Furthermore, because of the water deficit, stomatal closure restricts photosynthesis more than transpiration, and water use efficiency can be lower in decoupled canopies compared to more coupled ones. Yet, we summarized the characteristics that depict structural context predisposing coupled or decoupled conditions that can indicate the capacity of canopy/crop to reduce excessive water losses and maintain a high assimilation/transpiration relation under water deficit.e farmers to design disease management programs accordingly to avert yield losses.

ABSTRACT Climate and soil databases can be used for delineating homogenous environmental zones over large areas of agricultural land to support agricultural research planning and spatial extrapolation of the results of field experiments. In other countries, such framework has proven useful to improve the efficiency and impact of investments in agricultural research. Furthermore, this approach can also contribute to identify key locations with the greatest potential for spatial extrapolation in terms of crop production area with similar climate and soils. In this paper, soil and weather databases covering the main agricultural land in Brazil were developed, and crop-specific technology extrapolation domains (TEDs) were identified for maize, soybean, and sugarcane crops. These databases were useful and viable option for the generation of homogeneous zones maps for different crops and regions. Given the spatial scale of the database applied, it was possible to represent a large area in few TEDs, without losing information regarding climate and soil variability, facilitating the spatial extrapolation of technologies throughout Brazil. Few TEDs are needed to represent a large part of the area of sugarcane (32 TEDs to cover 51% of the area), maize (21 TEDs for 51% of the area), and soybean (17 TEDs for 50% of the total area). Such information may help several areas of the agricultural sector, such as supporting new research that works on areas with large scales, or areas not explored yet.

ABSTRACT It was evaluated how straw management modifies the development, growth, nutrient cycling and crop water productivity of sugarcane in the semiarid region of Brazil. The experiment was carried out using two plots with 5 ha each, being one without straw on the soil surface and one with 26 Mg·ha-1 covering the soil. Sugarcane growth and development and straw decomposition coefficient were evaluated, whereas the industrial yield, juice quality, dry matter partitioning, and crop water productivity were determined at harvesting. The straw decomposition coefficient was 0.0049 Mg·ha-1·day-1, and the remaining dry mass was equal to 24%. The straw affected the sugarcane growth and development until the first 100 days. The individual internode volume can be adopted as an indicator of the effect of straw on sugarcane growth because the internode volumes up to the sixth position in the with-straw treatment crop were lower than in the no-straw treatment, which was not observed in other variables of the stalks. Keeping straw on the soil surface reduced the crop lodging. Yield and juice quality were not affected, but crop water productivity was increased by keeping sugarcane straw in the field.

ABSTRACT Maize (Zea mays) is considered one of the most important crops for world food security. Globally, Brazil is the second largest maize producer and the fourth largest maize consumer. The climate variables is one of the main determining factors for crop yield. Given the possibility of future climate changes, our objective was to evaluate the impact of climate change on maize crop growth and development, assessed strategies to cope with the future crop andto quantify the impacts on various producing regions of Brazil. The DSSAT/CERES-Maize model was calibrated with field data and then used to simulate current and six future climate scenarios, according to the AgMIP protocols. We selected three regional climate circulation models (GCMs) and two representative concentration pathways (RCPs) for the period of 2040-2069. For most of the producing regions, the simulations showed a decreasing trend during both the summer and autumn sowing seasons, except the autumn crops in Southern Brazil. We found the air temperature rise as the main factor for yield decreasing, and this finding provides an adaptation option to cope with future climate, as the country has a great latitudinal range for crop management, meaning genotypes with extended cycles could compensate the climate change, and thereby avoid the yield loss for maize crops.

A região de Jales é uma das principais produtoras de uvas de mesa do Estado de São Paulo. As videiras da região são irrigadas e conduzidas, normalmente, no sistema latada, sendo comum, também, a utilização de coberturas com telas plásticas para a proteção contra granizo, pássaros e morcegos. Entretanto, a irrigação, o sistema de condução e a cobertura plástica podem modificar as condições microclimáticas no parreiral. O presente trabalho teve como objetivo comparar as condições meteorológicas no interior de um parreiral de uvas, na região de Jales, com as registradas a céu aberto. As avaliações foram realizadas na Estação Experimental de Viticultura Tropical da Embrapa Uva e Vinho, em Jales-SP, em uma área conduzida no sistema latada, coberta com tela plástica de polietileno e irrigada por microaspersão. Os dados meteorológicos foram registrados fora e no interior do parreiral, empregando-se dois sistemas automáticos de aquisição de dados, com registros efetuados a cada 15 minutos. Verificou-se que o uso da cobertura de tela plástica reduziu em 20%, em média, a radiação solar incidente (Rs) acima do dossel. Os valores de Rs abaixo do dossel, durante o período de maior expansão foliar, chegaram a ser inferiores a 20% dos registrados a céu aberto. A temperatura e a umidade relativa do ar no interior do parreiral não apresentaram, em geral, diferenças para os valores registrados na estação meteorológica. Durante a irrigação, a temperatura do ar foi reduzida em 3%, e a umidade relativa do ar aumentou em 4%, em média, no interior do parreiral.

Jales is one of the most important table grape producing regions of São Paulo State, Brazil. The grapevines are usually irrigated and cultivated using the pergola training system and, also, covered with a plastic screen to protect against hail, birds and bat attacks. Nevertheless, the irrigation, the training system and the plastic covering modify the microclimatic conditions inside the vineyard. The present work aimed to compare the meteorological conditions outside and inside a vineyard in the Jales region. The evaluations were carried out in the Tropical Viticulture Experimental Station of the Brazilian Agricultural Research Corporation (Embrapa), in Jales, SP. The grapevines were conducted in a pergola training system, covered with an 18% shadow plastic screen and irrigated using micro sprinklers. The meteorological data were registered outside and inside the vineyard using two automatic systems. It was observed that the plastic screen reduced the incident solar radiation (Sr) above the canopy in 20%, in average. The Sr values bellow the canopy were lower than 20% of those registered outside, during the highest leaf expansion period. The air temperature and relative humidity did not differ from those registered outside the vineyard. During the irrigation the air temperature was reduced in 3% and the relative humidity was increased in 4%, in average.

Um conceito de eficiência de produção agrícola foi derivado da Termodinâmica, para gerar um indicador para avaliação do desempenho de sistemas de produção agrícola e quantificação da interferência dos fatores determinantes desse desempenho. Em Termodinâmica, a eficiência de um processo é dada pela razão entre a energia recuperada e a energia utilizada. Para estabelecer essa relação em sistemas agrícolas, admitiu-se que a energia utilizada seja dada pela produtividade atingível, estimada por modelos de simulação desenvolvidos com base em variáveis ambientais. O método das zonas agroecológicas da FAO foi utilizado para a estimativa da produtividade atingível, e os dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), como produtividade observada. Avaliou-se a eficiência da produção de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo, em duas safras, e calculou-se sua correlação com alguns fatores do meio físico que regulam a produção. Foi identificada forte relação da eficiência da produção agrícola com a aptidão agrícola do solo. Isto permitiu inferir sobre o efeito de fatores relativos ao agronegócio sobre a eficiência da produção agrícola. Foi possível identificar, ainda, que a radiação solar, a deficiência hídrica, a quantidade de chuva e a temperatura máxima são as principais variáveis climáticas que afetam a eficiência da produção agrícola.

A conceptual framework for crop production efficiency was derived using thermodynamic efficiency concept, in order to generate a tool for performance evaluation of agricultural systems and to quantify the interference of determining factors on this performance. In Thermodynamics, efficiency is the ratio between the output and input of energy. To establish this relationship in agricultural systems, it was assumed that the input energy is represented by the attainable crop yield, as predicted through simulation models based on environmental variables. The method of FAO's agroecological zones was applied to the assessment of the attainable sugarcane yield, while Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) data were used as observed yield. Sugarcane efficiency production in São Paulo state was evaluated in two growing seasons, and its correlation with some physical factors that regulate production was calculated. A strong relationship was identified between crop production efficiency and soil aptitude. This allowed inferring the effect of agribusiness factors on crop production efficiency. The relationships between production efficiency and climatic variables were also quantified and indicated that solar radiation, annual rainfall, water deficiency, and maximum air temperature are the main factors affecting the sugarcane production efficiency.

O método do balanço de calor representa uma técnica importante para estudos sobre fisiologia vegetal, agrometeorologia e irrigação. Sua aplicação tem aumentado nos últimos anos em decorrência da maior facilidade de importação de material e equipamentos e do uso mais disseminado dos sistemas automáticos de aquisição de dados. Avanços importantes em diversas áreas de pesquisa têm sido alcançados com a possibilidade de se quantificar o consumo hídrico em plantas isoladas em diferentes escalas de tempo. Com base na teoria do método, esta revisão tem como objetivo apresentar e discutir os procedimentos de instalação, manutenção e de análise e processamento dos dados com vistas ao uso mais adequado da técnica e à obtenção de dados mais confiáveis e coerentes. Aspectos relacionados à influência das condições ambientais no funcionamento do sensor são abordados; são também discutidas diversas recomendações práticas observadas na literatura disponível. O grande número e a diversidade de procedimentos que envolvem a instalação dos sensores, sua manutenção em condições de campo e a análise dos dados conferem ao método grande aplicação na experimentação científica. Entretanto, o uso do método de balanço de calor em larga escala parece inadequado devido à dificuldade de correta operação, o que facilmente compromete a qualidade das medidas.

The stem heat balance method has become an important technique in plant physiology, agrometeorology and irrigation science. Its application has increased in the last years due to the development of less expensive automatic data acquisition systems that are widespread. Important advances in several research areas have been reached by quantifying the water consumption by isolated plants in different temporal scales. Based on the theory of the method, this review aims to present and discuss the procedures of installation and maintenance, and data analysis and processing, giving elements to improve the user's criticism about data quality. Aspects related to the impact of environmental conditions on sensor performance are presented, as well as the practical recommendations found in literature are critically discussed. The method is a useful tool for research and experimentation, but it seems to be inadequate for use in practical conditions. Difficulties involving its operational and practical aspects - installation and maintenance in field conditions - in addition to data analysis and processing are the main obstacles to the users of this technique.

Este trabalho teve por objetivo avaliar um sistema de previsão de safra de soja para o Brasil, baseado em modelos empíricos regionalizados para estimativa da produtividade, a partir de um banco de dados de área cultivada em escala municipal, e de um sistema de monitoramento agrometeorológico de abrangência nacional. Os modelos incorporam a base conceitual proposta por Doorenbos & Kassam, com ajustes empíricos para cada região do Brasil, considerando-se as diferenças quanto ao potencial produtivo das principais variedades e as peculiaridades dos sistemas de produção utilizados nas diferentes regiões. A base de informações de área cultivada de cada Estado foi constituída por dados provenientes do IBGE e da Conab. A produção de soja, entre as safras 2000/2001 e 2005/2006, foi estimada e comparada com os levantamentos da Conab. A análise estatística pelo teste t indica não haver diferença entre as estimativas e os dados oficiais. Bons ajustes (R²>0,87) foram obtidos para as produções regionalizadas, com desvios mais expressivos nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Mato Grosso do Sul, Maranhão, Piauí e Bahia. Para os dados consolidados em escala nacional, o maior desvio observado foi de 5,81%, na safra 2000/2001, e o menor de 0,62% na safra 2005/2006.

The aim of this work was to evaluate a system to forecast soybean crop yield for Brazil, based on regional empirical models to assess crop yield, with data from a national database of soybean cropped area in municipal scale, and from an agrometeorological monitoring system covering all Brazilian States. The models incorporated the conceptual bases proposed by Doorenbos & Kassam, with empirical adjustments for each region of Brazil, considering the diverse potential yield of most used varieties and the regional differences in the soybean production systems. Cultivated area database from each State was structured with data from IBGE and Conab. Soybean yield was estimated for harvests from 2000/2001 to 2005/2006 and compared to Conab surveys. Statistical analysis using Test t point out that there is no significant difference between estimates and official data. Good fittings were gotten for region grouped yield data (R²>0.87), with higher deviations for harvest assessment of Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Mato Grosso do Sul, Maranhão, Piauí and Bahia. In national scale, the highest observed deviation was 5.81% for the 2000/2001 harvest, and the smaller one was 0.62% for the 2005/2006 yield.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da clorose variegada dos citros (CVC), no fluxo de seiva, trocas gasosas e atividade fotoquímica em laranjeira 'Natal', com e sem CVC, em condição de campo. O curso diário do fluxo de seiva, potencial da água na folha, assimilação de CO2, transpiração, condutância estomática e eficiência quântica máxima e efetiva do fotossistema II foram avaliados. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com cinco repetições. O fluxo de seiva foi 1,9 vez superior nas plantas sadias em relação às doentes. Em plantas doentes ocorreu queda de 43, 28 e 33% na assimilação de CO2, condutância estomática e transpiração, respectivamente. As plantas com CVC apresentaram fotoinibição dinâmica. Uma vez que a eficiência quântica efetiva apresentou um padrão de resposta semelhante, durante o dia, em ambos os tratamentos, o efeito protetor da fotorrespiração no aparato fotoquímico em plantas com CVC é discutido. As quedas de assimilação de CO2, transpiração e de fluxo de seiva, nas plantas com CVC, foram decorrentes do menor valor da condutância estomática, possivelmente causado pela colonização dos vasos do xilema pela Xylella fastidiosa.

The objective of this work was to evaluate the effects of citrus variegated chlorosis (CVC) on sap flow, gas exchanges and photochemical activity in 'Natal' sweet orange plants with and without CVC under field condition. Diurnal courses of sap flow, leaf water potential, CO2 assimilation rate and transpiration, stomatal conductance, potential and effective quantum efficiency of photosystem II were evaluated. The experiment was arranged in a random block design with five repetitions. Healthy plants showed sap flow values around 1.9 times higher than injured ones. Injured plants exhibited reductions of 43, 28 and 33% in CO2 assimilation rate, stomatal conductance and leaf transpiration, respectively. CVC-affected plants showed dynamic photoinhibition. Since healthy and injured plants showed similar diurnal course of effective quantum efficiency, the possible influence of photorespiration on photochemical apparatus in CVC-affected plants is discussed. Reductions in CO2 assimilation rate, transpiration and sap flow of injured plants were induced by low stomatal conductance values, which was probably due to the xylem vessel colonization by Xylella fastidiosa.

O objetivo deste trabalho foi estimar a perda de produtividade potencial do sorgo em 36 épocas de semeadura, para quatro localidades do Estado de São Paulo: Manduri, Piracicaba, Ribeirão Preto e Ilha Solteira. As estimativas basearam-se nas chances de atendimento das exigências hídricas da cultura, utilizando-se do método de Doorenbos e Kassam/FAO, para estimativa da produtividade potencial e real. Foi necessário acrescentar um fator de correção com base na temperatura do ar para a obtenção de estimativas coerentes com o modelo. Utilizaram-se séries de dados climatológicos entre 10 e 40 anos. Foi possível identificar épocas de semeadura com menores riscos para o cultivo do sorgo e as chances de perda para cada época do ano. Em Manduri, Piracicaba, Ilha Solteira e Ribeirão Preto, os riscos de quebra de produção foram menores nas semeaduras entre 15-10 e 15-11, com quebras inferiores a 5%. Em todas as localidades, foram observadas perdas inferiores a 5% para semeaduras realizadas em fevereiro.

This study was carried out to estimate the sorghum yield loss for 36 different sowing dates for four regions of the State of São Paulo, Brazil: Manduri, Piracicaba, Ribeirão Preto and Ilha Solteira. The Doorenbos and Kassam/FAO method was applied to estimate the potential and actual yield. It was necessary to use a temperature dependent factor to correct incoherent estimates provide by Doorenbos and Kassam method. Historical series of meteorological data ranging from 10 to 40 years were used to identify the periods of the year with low risks to sorghum crop, besides the probabilities of losses to each sowing date. In Manduri, Piracicaba, Ilha Solteira and Ribeirão Preto, the loss risk is minimized when sowing is made between 15 October and 15 November, with losses lower than 5%. For all regions, yeld losses below 5% observed in more than 30% of the years.

Realizaram-se determinações de condutância foliar à difusão de vapor (gl) e de transpiração (T) em plantas de lima ácida 'Tahiti' com o uso de porômetros de equilíbrio dinâmico e balanço nulo, em pomar irrigado em Piracicaba, SP. O clima da região é do tipo subtropical. Efetuaram-se as medidas ao longo do período diurno, em vários dias entre fevereiro e novembro de 1998, e, em setembro e outubro, em folhas em expansão e naquelas totalmente expandidas, tanto ao sol quanto à sombra, bem como em folhas de lançamentos antigos, no interior da copa. As folhas mais antigas apresentaram valores menores de gl e de T em relação aos outros grupos. Nos outros meses, as medidas foram feitas somente em folhas plenamente expandidas ao sol e à sombra. Os maiores valores de gl e T foram observados de fevereiro a abril. Para folhas ao sol, os valores de gl foram altos desde 8-9h até o meio-dia, decrescendo gradualmente à tarde, com oscilações. Para as folhas à sombra, a variação de gl ao longo do dia apresentou crescente aumento desde a primeira medida até o meio-dia, chegando a valores próximos daqueles obtidos nas folhas ao sol e diminuindo à tarde. Em abril, a primeira medida realizada às 9 h mostrou baixos valores de gl e de T para as folhas ao sol e à sombra, sendo crescentes para aquelas ao sol até o meio-dia, com decréscimo à tarde. De maio a novembro, houve uma diminuição acentuada de gl e de T em relação aos meses anteriores. Realizaram-se análises de regressão para estabelecer relações matemáticas entre os valores médios de gl e de densidade de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos, temperatura e déficit de pressão de vapor do ar. Com base nessas análises, discutem-se as causas de ocorrência dos padrões de variação de gl e de T observados ao longo do dia e do período experimental, discutindo-se o efeito de cada variável ambiental sobre a resposta estomática.

Leaf vapor diffusive conductance (gl) and transpiration (T) measurements in an irrigated orchard of the acid lime "Tahiti" were carried out in a subtropical climatic condition in the State of São Paulo, Brazil. Measurements were made using steady-state null-balance porometers and were taken throughout the day, on several occasions from February to November, 1998. During September and October, measurements were performed on exposed and shaded young and fully expanded leaves, as well as on old leaves inside the tree canopy. The old leaves showed lower values of gl and T when compared to the other groups. In the other months, measurements were taken only with exposed and shaded fully expanded leaves. The highest values of gl and T were obtained from February to April. For exposed leaves gl was higher from early morning to midday, decreasing thereafter with some oscillation in the afternoon. Shaded leaves produced a pattern of increasing gl and T from 8:00-9:00 a.m. to midday, followed by a decrease when values matched those of the exposed leaves in the afternoon. In April, the first measurement in midmorning showed low gl and T values, increasing sharply in the exposed leaves until midday and then decreasing until the end of the afternoon. Between May and November, gl and T decreased sharply compared to the previous months. Boundary line and regression analysis were used to find the mathematical relationships between mean values of gl for the tree and photosynthetic photons flux density, temperature, and vapor pressure deficit of the air measured in the orchard. Based on this analysis, the reasons for the gl and T diurnal and annual variation patterns are discussed, with emphasis on the effects of atmospheric variables upon stomatal regulation.

Construiu-se um psicrômetro de termopar aspirado, de baixo custo e fácil utilização em sistemas automáticos de aquisição de dados, utilizando-se tubos de PVC. A aspiração foi feita por ventiladores utilizados em microcomputadores e as temperaturas foram determinadas com junções de termopar de cobre-constantan. Para umidecimento do bulbo, utilizou-se um cordão de algodão. Os resultados da comparação com higrômetro capacitivo Vaisala Inc. e com psicrômetro aspirado tipo Assman mostraram que tanto em ambientes naturais como em controlados, a precisão e a exatidão das medidas foi muito boa, de maneira que o psicrômetro aqui descrito pode ser empregado para determinação da pressão atual de vapor e da umidade relativa sem perda de qualidade dos dados, e também em estudos que levem em conta gradientes de temperatura e umidade específica.

The construction of a low cost aspirated thermocouple psychrometer made of PVC tubes is described. The instrument can easily be connected to dataloggers. The aspiration is made by fans used in microcomputers and temperatures measured with cooper-constantan thermocouples. A cotton string was used to make the wet junction. Its perfomance was evaluated in comparison to an Assman aspirated psychrometer and a Vaisala Inc. capacitive higrometer, in natural and controlled environments. The results show a good agreement between measures, allowing air vapour, relative humidity, temperature and specific humidity gradients to be determined using the proposed psychrometer.

O presente trabalho teve por objetivo estimar a perda potencial de rendimento para 36 épocas de semeadura, para a cultura do girassol, em três localidades do Estado de São Paulo: Piracicaba, Ribeirão Preto e Manduri. As estimativas basearam-se nas chances de atendimento das exigências hídricas da cultura e, para tanto, utilizou-se o método da "Zona Agroecológica" para estimativa do rendimento potencial, e o método da FAO de Doorenbos & Kassam, para o cálculo da quebra relativa de rendimento devida à deficiência hídrica, a qual foi estimada pelo balanço hídrico da cultura. Utilizando-se séries históricas que variaram de 28 a 40 anos, foram obtidos resultados que possibilitaram identificar épocas de semeadura de menores riscos para o cultivo do girassol, sob o aspecto hídrico. Em Piracicaba e Ribeirão Preto, os riscos de quebra de rendimento são minimizados quando as semeaduras são realizadas entre 11 de Outubro e 01 de Dezembro, com as quebras sendo inferiores a 10% em cerca de 90% dos casos, podendo a semeadura se prolongar até meados de Fevereiro, porém, com as chances de quebra de rendimento acima de 10% se elevando até cerca de 40%. Em Manduri, em cerca de 85% dos anos ocorreram quebras relativas inferiores a 10% para semeaduras efetuadas entre 21 de Setembro e 11 de Janeiro.

The present study was performed to estimate the possible sunflower relative yield loss, for 36 differents sowing dates for three distinct areas in São Paulo, Brazil: Piracicaba, Ribeirão Preto and Manduri. The "Agroecological Zone" method was used to estimate the potential yield, and the crop water balance was used to calculate the relative yield loss caused by water deficit, using the FAO method of Doorenbos & Kassam. It was used historical series of meteorological data ranging from 28 to 40 years to simulate crop-environment relationship. The results showed that in Piracicaba and in Ribeirão Preto, the risks of losses were minimized in sowing between October 11 and December 1st, when less than 10% of yield losses occurred in 90% of the years. Although, in these regions sunflower crop can be sowing until February 11 but with more than 10% losses increasing to 40% of probability. In Manduri, almost 85% of the years had crop yield losses lower than 10% when sowings were made between September 21 and January 11.