Sugarcane model intercomparison: Structural differences and uncertainties under current and potential future climates

Marin, Fábio Ricardo; Thorburn, Peter J.; Nassif, Daniel Silveira Pinto; Costa, Leandro G.

doi:10.1016/j.envsoft.2015.02.019

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“…The sugarcane crop has importance in the Brazilian agricultural scenario because of its versatility, being used from the simplest form as animal feed, even the most noble as sugar, ethanol and energy (Schneider et al, 2012;Marin et al, 2015).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Brazilian sugarcane sector: an economic and environmental approach

Oliveira

2016

LAJMSD

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Abstract:The Brazilian sugarcane industry constitutes a main player in the domestic economic environment and more specifically in the state of São Paulo. In this sense, engendering an economic and environmental analysis of the São Paulo sugarcane industry, and to identify possible points of conflict between the expansion of crop area and environmental conservation, constitutes the main objective of this essay. Using a combined approach with descriptive purposes, it was precede unstructured interview with technical manager of the Rural Association of Growers and Sugarcane Suppliers of Sorocaba region, primary documentary evidence obtained from the entity and secondary data from various official sources. The results showed that reduction in the number of agro-industrial units due to the strong economic crisis now facing the sector. However, the expansion of cultivation area has increased and, in parallel, the industry has been engaged in environmental conservation, especially with the increase of green areas, protection of water sources and reduced water consumption in the production process.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Brazilian sugarcane sector: an economic and environmental approach

Oliveira

2016

LAJMSD

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“…Para cana-de-açúcar, Marin et al (2015) utilizaram a abordagem multimodelos com os modelos DSSAT/CANEGRO e APSIM-Sugarcane para experimentos nas condições agroclimáticas brasileiras e verificaram a mesma melhoria do valor estimado.…”

Section: (Food and Agriculture Organization Of The United Nations) (Munclassified

Section: Introductionunclassified

“…Asseng et al (2013) avaliaram 27 modelos para a cultura do trigo cultivado em diversos locais ao redor do mundo e constataram que três modelos, adequadamente calibrados, são suficientes para reduzir as incertezas a um nível aceitável. Marin et al (2015) avaliaram o desempenho dos modelos DSSAT/CANEGRO e APSIM-Sugarcane para cana planta em condições experimentais em diversos locais do Brasil e constaram melhoria do valor estimado da produtividade de colmos e do índice de área foliar quando utilizados em conjunto.As ações de manejo adotadas no sistema de produção da cana-de-açúcar em escala operacional, notadamente após a primeira colheita, fazem com que a planta não responda apenas aos fatores edafoclimáticos, os quais são satisfatoriamente explicados pelos modelos de simulação de culturas. Desse modo, o uso de modelos de simulação, no caso da cana-de-açúcar, pode resultar em resultados insatisfatórios se o manejo da cultura não for adequadamente considerado.…”

unclassified

“…A única exceção é a calibração para cultivar RB86-7515 de Marin et al (2015) que apresenta EAM inferior a 15,5 t ha -1 , que, no entanto, apresentou baixa precisão (R 2 = 0,50) e as produtividades, mesmo em situações bem supridas de água e nitrogênio, não ultrapassaram 143 t ha -1 (dados não apresentados). Assim como demais modelos, o uso do kdec propiciou melhoria expressiva nos desempenhos de todas as calibrações, sendo que na maioria dos casos o EAM foi inferior a 16 t ha -1 , com exceção da calibração para a cultivar RB86-7515 de Marin et al (2015), para a qual o uso do kdec piorou o desempenho.Tabela 2.15 -Desempenho do modelo APSIM-Sugarcane para a estimação da produtividade de colmos da cana-de-açúcar com as parametrizações da cultivar padrão (Q117) e para calibrações para duas cultivares brasileiras, com e sem o fator de decaimento de produtividade (kdec) Figura 2.8 -Relação entre a produtividade de colmos da cana-de-açúcar observada e estimada pelo modelo APSIM-Sugarcane, sem e com o fator de decaimento de produtividade (kdec), durante o processo de ajuste do modelo. Dados provenientes da cultura em condições de sequeiro (○) e irrigada (▲) …”

unclassified

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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

Dias¹

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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 Henrique Boriolo DiasDissertação apresentada para obtenção do título de Mestre em Ciências. Piracicaba 2016 Dados Internacionais de Catalogação na Publicação DIVISÃO DE BIBLIOTECA -DIBD/ESALQ/USPDias, Henrique Boriolo 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 / Henrique Boriolo Dias. --versão revisada de acordo com a resolução CoPGr 6018 de 2011. --Piracicaba, 2016. 166 p. : il.Dissertação (Mestrado) --Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz". Aos meus pais Neusa S. B. Dias e Moacir F. Dias e ao meu irmão Fernando B. Dias, os quais sempre me apoiaram, cada qual à sua maneira.À minha tia e segunda mãe, Madalena F. Dias, que sempre me apoiou e incentivou a buscar os meus sonhos.À Clarissa B. Gomes, amiga e companheira desde minha graduação, por todo amor, carinho, paciência e incentivo dispensados durante todos os momentos.Ao meu orientador e, sobretudo, amigo Prof. Paulo Cesar Sentelhas pelos ensinamentos, oportunidades, confiança depositada e por todo incentivo durante a minha vida acadêmica e profissional.Aos meus orientadores em outras ocasiões, Prof. Antonio C. de Azevedo e Fabio V.Scarpare, pelos ensinamentos. RESUMOIntercomparação 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 O sistema de produção da cana-de-açúcar é altamente complexo e a expansão do cultivo tem ocorrido para locais com considerável déficit hídrico (DH). Nesse contexto, o DH e o manejo agrícola são os principais fatores determinantes das quebras de produtividade da cana-de-açúcar, sendo a irrigação uma das alternativas para minimizá-las. Modelos de simulação podem ser utilizados para avaliar a quebra de produtividade e os impactos da irrigação na cana-de-açúcar. Assim, o presente estudo teve por objetivos: i) avaliar e ajustar os modelos MZA-FAO, DSSAT/CANEGRO e APSIM-Sugarcane e propor um fator de manejo (kdec); ii) avaliar a magnitude da quebra de produtividade e suas causas (DH e manejo); iii) avaliar os impactos da irrigação na produtividade da cana-de-açúcar e; iv) estimar o número de dias de suspensão da irrigação antes da colheita. Comparando-se com dados de produtividade de cana de 12 meses com diversos cortes e sistemas (sequeiro e irrigado) para diversas regiões brasileiras, o desempenho de todos os modelos foi fraco com grande erro absoluto médio (EAM > 29 t ha -1 ) e baixa precisão (R 2 < 0,54), já que esses não consideram o manejo agrícola. A introdução do kdec propiciou melhoria no desempenho dos modelos (EAM < 14 t ha -1 e R 2 ≥ 0,63). Utilizando a média de produtividade dos três modelos, a precisão e acurácia melhoraram e o EAM diminuiu. Para o estudo da quebra de produtividade foram utilizadas simulações apenas de cana...

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Cultivar coefficient stability and effects on yield projections in the SPUDSIM model

2020

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Crop model calibration refers to the process where values are obtained for a subset of model parameters that represent cultivar traits. Calibrated parameters, however, are just as likely to compensate for limitations in model structure as well as reflect true phenotypic characteristics. This confounding of genetics with production environment limits model accuracy particularly for climate assessments and can result in crop parameter values that are location dependent. We evaluated the calibration stability of the potato (Solanum tuberosum L.) model SPUDSIM for two cultivars grown in two sites in the United States sites using a location specific (R1) and cross-location (R2) methodology. Differences between R1 coefficient values ranged from 4 to 17% between the two sites depending on cultivar. This likely reflected over-coupling of canopy expansion rate within the model structure as well as an over-sensitivity to temperature and photoperiod. Broader site differences were observed for growth coefficients, particularly when compared with the R2 method. Validation year end-ofseason yields (17% error or less) and in-season RMSE (<36.1 g plant −1 ) were similar for both methods. The R2 calibration overpredicted yields by 5% or less as compared with R1, with a maximum discrepancy of 0.35 Mg ha −1 in climate forecasted impacts. Consistent differences between R1 and R2 calibrated models in rates of yield decline per decade were not observed for cultivar, location, or climate scenario, and averaged 0.034 Mg ha −1 yr −1 for R1 and 0.038 for R2. Thus, calibration for these cultivars and locations was relatively stable in SPUDSIM for the temperate climate evaluated.

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Sugarcane model intercomparison: Structural differences and uncertainties under current and potential future climates

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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

Cultivar coefficient stability and effects on yield projections in the SPUDSIM model

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