RESUMO Determinar as necessidades adequadas de água para as culturas agrícolas associada à quantidade ideal de palhada verde no solo é uma das questões mais discutidas pelos produtores de cana-de-açúcar. Nesse contexto, o objetivo desta pesquisa foi avaliar diferentes quantidades de resíduos da palhada da cana-de-açúcar (GCTB) e diferentes cenários de reposição da evapotranspiração sobre a produtividade da cana-de-açúcar nas principais regiões produtoras do Brasil usando o simulador de sistemas de produção agrícola (APSIM). O simulador de sistemas de produção agrícola para a cana-de-açúcar (APSIM-sugar) foi parametrizado e validado para a cana-de-açúcar no Brasil, em comparação com a manutenção de 100% da GCTB e solo descoberto, ambos totalmente irrigados. Após a validação através dos dados de campo, o modelo APSIM foi utilizado para simular 25 cenários diferentes (quantidade de GCTB e demanda de irrigação) considerando doze regiões do Brasil por 30 anos para estimar a produtividade de colmos. No geral, os dados modelados e de campo tiveram forte concordância com a umidade do solo e as variáveis biométricas e fisiológicas, alcançando uma forte eficiência de modelagem. Para a maioria das regiões produtoras do Brasil, a interação entre os tratamentos não aumenta a produtividade de colmos significativamente, e até 50% reposição da evapotranspiração resultou nas maiores taxas de aumento de colmos, com o maior incremento entre 0 e 25% com uma média de 30 Mg ha-1 por ano. A quantidade recomendada de palhada deixada sobre o solo é de no mínimo 5,50 Mg ha-1, levando em consideração o dilema entre a conservação do solo e a necessidade de geração de biocombustíveis.

ABSTRACT Determining the proper crop water requirement associated with the optimum amount of green cane trash blanket (GCTB) on the soil is one of the most discussed issues for sugarcane growers. In this context, this research aimed to evaluate the effects of different amounts of GCTB and ETc replacement scenarios on sugarcane yields across key producing regions in Brazil using the agricultural production systems simulator (APSIM). The sugarcane APSIM (APSIM-Sugar) was parameterized and validated for sugarcane in Brazil, compared to both 100% GCTB cover and bare soil, both fully irrigated. After validation through field data, the APSIM-Sugar model was used to simulate 25 different scenarios with varying GCTB amounts and irrigation demands in 12 regions of Brazil for a 30-year period to estimate stalk yield. Overall, modeled and field data agreed very well regarding soil moisture and biometric and physiological variables, achieving strong modeling efficiency. For most producing regions of Brazil, interaction between the factors did not increase stalk yield significantly, and up to 50% of ETc replacement resulted in the highest increases in stalk yield, with the greatest improvement between 0-25%, producing an average increase of 30 Mg ha-1 per year. The recommended amount of GCTB is at least 5.50 Mg ha-1, taking into account soil health and the need for biofuel generation.

Dynamic simulation models can increase research efficiency and improve risk management of agriculture. Crop models are still little used for sugarcane (Saccharum spp.) because the lack of understanding of their capabilities and limitations, lack of experience in calibrating them, difficulties in evaluating and using models, and a general lack of model credibility. This paper describes the biophysics and shows a statistical evaluation of a simple sugarcane processbased model coupled with a routine for model calibration. Classical crop model approaches were used as a framework for this model, and fitted algorithms for simulating sucrose accumulation and leaf development driven by a source-sink approach were proposed. The model was evaluated using data from five growing seasons at four locations in Brazil, where crops received adequate nutrients and good weed control. Thirteen of the 27 parameters were optimized using a Generalized Likelihood Uncertainty Estimation algorithm using the leave-one-out cross-validation technique. Model predictions were evaluated using measured data of leaf area index, stalk and aerial dry mass, and sucrose content, using bias, root mean squared error, modeling efficiency, correlation coefficient and agreement index. The model well simulated the sugarcane crop in Southern Brazil, using the parameterization reported here. Predictions were best for stalk dry mass, followed by leaf area index and then sucrose content in stalk fresh mass.

RESUMO Objetivou-se, com o presente trabalho, descrever e testar um método simplificado de baixo custo (IAF-LUX) para estimativa do índice de área foliar (IAF) em comparação com um equipamento comercial (LAI-2000, Li-Cor®). Ambos foram avaliados em um seringal e em árvores de lima ácida "Tahiti"; posteriormente, os dois métodos foram comparados com medidas destrutivas de área foliar realizadas em uma árvore adulta de lima ácida 'Tahiti'; notou-se, então, que os desvios dos resultados pelo IAF-LUX em relação aos do LAI-2000 foram no máximo de 7,4% na seringueira e de 3,6% em lima ácida "Tahiti". A estimativa da área foliar total utilizando-se o LAI 2000, mostrou boa concordância com as medidas diretas; resultados semelhantes foram obtidos com o IAF-LUX (5% de erro). Para as condições em que foi desenvolvido o trabalho os métodos com base em medida de radiação apresentaram boa precisão na estimativa da área foliar total das árvores de lima ácida, ficando patente que este método pode substituir vantajosamente as outras técnicas usadas, em comparação pelo baixo custo do equipamento, pela facilidade de operação no campo e análise dos dados.

ABSTRACT This paper aimed to describe and evaluate a low-cost simplified method (IAF-LUX method) for leaf area index (LAI) estimation, in comparison with well-tested commercial equipment (LAI-2000, Li-Cor®), being both applied for a rubber tree plantation and for a 'Tahiti' acid lime orchard. Later, the results of the both methods were also compared with destructive measurements of leaf area carried out in other 'Tahiti' acid lime adult tree. Considering LAI-2000 as reference, the proposed IAF-LUX method showed deviations of 7.4% for rubber tree and 3.6% for acid lime 'Tahiti'. Comparing the IAF-LUX with destructive measurements, a deviation of 5.0% was observed in acid lime, while LAI-2000 showed deviation of 7.0%. Based on these results, it is concluded that the IAF-LUX method may be used for determining leaf area in the two species, replacing advantageously the other destructive or non-destructive techniques because it is of low cost, easily operated and non-destructive procedure.

A radiação, tanto de ondas curtas como de ondas longas, absorvida por um renque de plantas de uma cultura que cobre de forma descontínua o solo, é uma variável importante para os estudos das trocas de massa e de energia com a atmosfera. Este trabalho apresenta um dispositivo que movimenta oito saldo-radiômetros dispostos em torno de um renque. O movimento de ida e volta ao longo de um trecho de um renque, permite a integração do saldo de radiação na superfície de um cilindro nocional de medidas, representando o balanço de radiação (Rnc) do trecho amostrado. O equipamento apresentou um bom desempenho quando empregado em dois cafezais, mostrando potencial para a realização de medidas de campo, com valores medidos confiáveis. Foram obtidas boas correlações entre Rnc e a irradiância solar global e, também, entre Rnc e o saldo de radiação medido sobre gramado e sobre o cafezal, para dados obtidos em intervalos de 15 minutos, diurnos e diários. Uma adaptação da Lei de Beer também foi avaliada para modelagem de Rnc, resultando valores superestimados em 10% em relação aos valores integrados em 15 minutos pelo dispositivo móvel , mas para os integrados no período diurno a concordância entre dados estimados e medidos não foi boa.

The radiation balance of hedgerows is an important variable in studies of mass and energy exchanges between parcial ground cover crops and the atmosphere. This paper describes a device with eight net radiometers encompassing the plants of a hedgerow. The radiometers were moved along a length of hedgerow, in a continuous and reversible movement. The canopy net radiation in this length (Rnc) was found by integration of the measurements over the notional cylinder formed. The device showed good performance and provided reliable measurements of Rnc of coffee hedgerows, showing itselfto be an useful technique of measurement in field conditions. Good correlations between Rnc and global solar radiation, turfgrass and coffee crop net radiation were found in 15-min, daytime and 24-hr periods, allowing the possibility of estimating Rnc from these simple measurements. Beer’s law was also used to have an independent estimation of Rnc. A good agreement was found between values of Rnc estimated by this law of attenuation and those integrated by the device in periods of 15 min, with overestimation of 10%, whereas for values integrated over daytime periods the agreement was not satisfactory.