ABSTRACT It is projected an increase of about 30% in the world population by 2050 and a food demand increase by 60%, mainly vegetable proteins. Due to this, soybean is being introduced in new production systems, such as in rotation with irrigated rice in lowlands. Irrigated and non-irrigated experiments were conducted in order to determine the influence of irrigation on maturity groups, on yield components and yield in lowlands. Five soybean cultivars with maturity groups (MG) ranging from 4.8 to 7.8 were used, representing the cultivars sowing in southern Brazil, and three sowings were performed (October, November and January). A decrease in the number of pods m-2 was observed with the delay in the sowing date in both water regimes and MG, except MG 4.8 and 5.5, which had a higher number of pods m-2 when irrigated and sown in November. The leaf area index (LAI) was higher under the irrigated condition, for all MGs and sowing dates. The interaction between the yield components can be maximized by the combination of supplemental irrigation, anticipation of sowing date and the choice for cultivars with MG from 6.2 to 6.8 for lowland environments.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi modelar, no modelo SimulArroz, as três cultivares de arroz (Oryza sativa) irrigado atualmente mais cultivadas no Estado do Rio Grande do Sul. Os experimentos para calibrar e validar o modelo foram conduzidos nos municípios de Cachoeirinha, Santa Maria, Uruguaiana, Santa Vitória do Palmar e Cachoeira do Sul, durante quatro safras. Foram avaliados o número de folhas, a fenologia, a biomassa da matéria seca da parte aérea e a produtividade de cada cultivar. Os resultados mostraram uma leve superestimativa dos estádios R1, R4 e R9; no entanto, no geral, o modelo SimulArroz apresentou bom desempenho na simulação da fenologia do arroz para os três genótipos estudados. Além disso, o modelo teve uma precisão razoável em simular matéria seca da parte aérea e produtividade. A raiz quadrada do erro quadrático médio (RMSE) para matéria seca da parte aérea (folhas, caules, panículas e grãos) variou de 0,5 a 3,0 Mg ha-1. Para produtividade, a RMSE variou de 0,8 a 1,3 Mg ha-1. A calibração do modelo SimulArroz é eficiente em simular o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade de grãos das cultivares de arroz irrigado mais importantes no Sul do Brasil e pode ser utilizada para estimar a previsão de safra e o potencial de produtividade, bem como para estudos de lacunas de produtividade.

Abstract: The objective of this work was to model, in the SimulArroz model, the three flood-irrigated rice (Oryza sativa) cultivars currently most grown in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The experiments to calibrate and validate the model were conducted in the municipalities of Cachoeirinha, Santa Maria, Uruguaiana, Santa Vitória do Palmar, and Cachoeira do Sul during four crop seasons. The number of leaves, phenology, aboveground dry matter biomass, and yield of each cultivar were evaluated. The results showed a slight overestimate of the R1, R4, and R9 stages; however, overall, the SimulArroz model had a good performance in simulating rice phenology for the three studied genotypes. Furthermore, the model had a reasonable accuracy in simulating aboveground dry matter and yield. The root-mean-square error (RMSE) for aboveground dry matter (leaves, stems, panicles, and grains) ranged from 0.5 to 3.0 Mg ha-1. For yield, the RMSE ranged from 0.8 to 1.3 Mg ha-1. The calibration of the SimulArroz model is efficient in simulating the growth, development, and grain yield of the most important flood-irrigated rice cultivars in Southern Brazil and can be used to estimate harvest forecast and yield potential, as well for yield gap studies.

ABSTRACT The goal of this study was to define an empirical model to calculate the leaf area in rice from linear leaf measure in genotypes used by farmers in Brazil. Through the leaf dimensions it is possible to identify the final crop yield from the LAI. Therefore, the leaves shape is closely related to the production of photoassimilates that will be converted into grain yield. Field experiments were carried out in four counties of Rio Grande do Sul with twelve-three varieties of rice in four growing seasons. We measured the length and width of leaves to construct the model. The relationship between leaf area and linear dimensions was shaped using a linear model for each genotype, and general model grouping all genotypes. The model accuracy was measure following statistics: Root Mean Square Error, BIAS, modified index of agreement and coefficient r. The non-destructive method for individual leaves was appropriate for estimating the leaf area in rice. Moreover, the general equation was estimated and can be used for all modern genotypes of rice in Brazil.

Resumo: O objetivo deste trabalho foi modelar a competição de arroz-daninho (Oryza sativa) e capim-arroz (Echinochloa spp.) com o arroz irrigado por inundação e introduzi-la como um submodelo no modelo SimulArroz. A competição das duas ervas daninhas com o arroz irrigado foi modelada com o uso da equação da hipérbole retangular. Os coeficientes “i” e “a” da hipérbole retangular referentes a cada erva foram obtidos na literatura e em experimentos de campo conduzidos no Rio Grande do Sul. No SimulArroz, a perda de produtividade foi aplicada para penalizar a produtividade nos três níveis tecnológicos (alto, médio e baixo) para maturidade fisiológica. Para o arroz-daninho, os valores do coeficiente imédio, para os níveis tecnológicos alto, médio e baixo, foram 1,04, 1,50 e 3,57, respectivamente, e, para o capim-arroz, foram 4,70, 10,49 e 15,51, respectivamente. O coeficiente “a” foi 100 para o arroz-daninho, e o amédio, para o capim-arroz, foi 101,63, 104,92, 96,88 para os níveis tecnológicos alto, médio e baixo, respectivamente. A abordagem de perda de produtividade foi adequada para modelar a competição de arroz-daninho e capim-arroz com o arroz irrigado. O submodelo de perda de produtividade pela competição de arroz-daninho e capim-arroz com o arroz irrigado melhora a capacidade preditiva do modelo SimulArroz.

Abstract: The objective of this work was to model weedy rice (Oryza sativa) and barnyard grass (Echinochloa spp.) competition with flood-irrigated rice, introducing it as a submodule into the SimulArroz model. The competition of both weeds with irrigated rice was modeled using the rectangular hyperbola equation. The “i” and “a” coefficients of the rectangular hyperbola for each of these weeds were obtained from the literature and from field experiments carried out in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. In SimulArroz, yield loss was applied to penalize yield in all three technological levels (high, medium, and low) of physiological maturity. For weedy rice, the coefficient values of imean for the high, medium, and low technological levels were 1.04, 1.50, and 3.57 respectively, and, for barnyard grass, 4.70, 10.49, and 15.51 respectively. Coefficient “a” was 100 for weedy rice, and amean values for barnyard grass were 101.63, 104.92, and 96.88 for the high, medium, and low levels, respectively. The yield loss approach was suitable to model the competition of weedy rice and barnyard grass with irrigated rice. The submodule yield loss caused by the competition of weedy rice and barnyard grass with irrigated rice improves the predictive capacity of the SimulArroz model.

O objetivo deste trabalho foi caracterizar o desenvolvimento de cultivares de soja com diferentes grupos de maturação e tipos de crescimento em terras altas e terras baixas no Rio Grande do Sul. Foram conduzidas nove épocas de semeadura em Santa Maria (ambiente de terras altas) e uma época de semeadura em Capão do Leão (ambiente de terras baixas) durante os anos agrícolas 2010/2011, 2011/2012 e 2012/2013, com 11 cultivares de soja. O delineamento experimental em todos os experimentos foi blocos ao acaso, em parcelas subdivididas. Foi quantificada a duração, em ºC dia, do ciclo de desenvolvimento, da fase vegetativa e reprodutiva, e do período entre a data que ocorreu o início do florescimento e o número final de nós para todas as épocas e locais de semeadura. Houve redução da duração da fase reprodutiva, do ciclo total de desenvolvimento (exceto algumas cultivares semeadas em setembro), com o atraso da data de semeadura independentemente do grupo de maturação e tipo de crescimento. As semeaduras de setembro, janeiro e fevereiro promovem uma redução da fase vegetativa na maioria das cultivares quando comparadas com a época recomendada (novembro e dezembro). Cultivares indeterminadas apresentam um maior período de sobreposição das fases vegetativa e reprodutiva do que as cultivares determinadas em todas as épocas e locais de cultivo. O desenvolvimento da soja é similar quando cultivada em terras altas e terras baixas.

The objective of this study was to characterize the development of soybean cultivars with different maturity group, and growth types grown in highlands and in lowlands in Rio Grande do Sul. Field experiments were conducted in Santa Maria (highland) and Capão do Leão (lowland) during the 2010/2011, 2011/2012 and 2012/2013 growing seasons, with 11 treatments (soybean cultivars). Nine sowing dates were conducted in Santa Maria and one in Capão do Leão. The experimental design in all experiments was a randomized block design with split plots. The duration of the development cycle, vegetative and reproductive phases, and the period between the date that was the final number of nodes and early flowering was measured in °C day, for all sites and sowing dates. There was reduction in the duration of the reproductive phase, total development cycle (except some cultivars sown in september), with delay on sowing date regardless of the maturity group and type of growth with delayed sowing. Sowings of September, January and February promote a reduction in vegetative stage in most cultivars when compared with the recommended period (November and December). Cultivars Indeterminate have a longer period of overlap between the vegetative and reproductive phases than certain cultivars in all sites and sowing dates. The soybean development is similar when grown in highlands and lowlands.

Os objetivos neste trabalho foram quantificar a contribuição das ramificações e a evolução do índice de área foliar em cultivares modernas de soja com diferentes grupos de maturação, tipos de crescimento, semeadas em diferentes épocas e regiões produtoras de soja no Rio Grande do Sul. Experimentos de campo foram conduzidos durante o ano agrícola 2013/2014 em Santa Maria, Júlio de Castilhos e em três lavouras comerciais de soja nos municípios de Restinga Sêca, Tupanciretã e Água Santa. Avaliaram-se (data de ocorrência) os estágios reprodutivos e a determinação do índice de área foliar total, máximo, da haste principal e das ramificações em treze cultivares de soja. O índice de área foliar das ramificações contribui com cerca de 31%, 12,3% e 11% do índice de área foliar total nas cultivares determinadas, e com 20,2%, 11,8% e 9% do índice de área foliar total nas cultivares indeterminadas nas semeaduras de setembro, novembro e fevereiro, respectivamente, em Santa Maria. A maioria das cultivares apresentou uma redução no índice de área foliar total, máximo, da haste principal e das ramificações com o atraso da época de semeadura, independentemente do grupo de maturação e tipo de crescimento.

The purposes of this study were to quantify the branches contribution and the leaf area index evolution in modern cultivars of soybean with different maturity groups, stem termination, sowing in different dates and producing regions of soybean in Rio Grande do Sul. Field experiments were conducted during the growing season 2013/2014 in Santa Maria, Júlio de Castilhos and in three soybean crops on the municipalities of Restinga Sêca, Tupanciretã and Água Santa. It were carried out analysis (occurrence date) of reproductive stages and determination total, maximum, of main stem and of branches of leaf area index in thirteen cultivars of soybean. The leaf area index on the branches contributes with about 31%, 12.3% and 11% of the total leaf area index on the determinate cultivars and with 20.2%, 11.8% and 9% of the total leaf area index on the indeterminate cultivars sowing in September, November and February, respectively, in Santa Maria. Most cultivars showed a reduction on total leaf area index, maximum, of main stem and of branches with the delay on planting date, independently of the maturity group and stem termination.

A cultura da mandioca geralmente é exposta a mais de um período de deficiência hídrica durante a estação de crescimento. O objetivo deste trabalho foi verificar se há diferença na Fração de Água Transpirável do Solo (FATS) crítica para transpiração e crescimento foliar em plantas de mandioca submetidas a um e dois períodos de deficiência hídrica no solo. Foram conduzidos dois experimentos com a cultura da mandioca, cultivar Fepagro RS 13. Os tratamentos foram quatro regimes hídricos subdivididos em dois períodos, período 1 (P1) e período 2 (P2): regimes hídricos RH1 e RH2 (sem e com deficiência hídrica nos dois períodos, respectivamente) e regimes hídricos RH3 e RH4 (com deficiência hídrica no P1 e P2, respectivamente). Usou-se o método da FATS para indicar os pontos críticos para transpiração e crescimento foliar. A FATS crítica foi 0,35, 0,38 e 0,37 para crescimento foliar e 0,28; 0,26; e 0,28 para transpiração no P1 do RH2 e RH3 e P2 do RH4, respectivamente. No P2 do RH2, a FATS crítica para crescimento foliar e transpiração foi 0,09 e 0,13, respectivamente. Concluiu-se que há diminuição na FATS crítica em mandioca no segundo período comparado ao primeiro período de deficiência hídrica no solo, que pode ser explicada pela menor área foliar, o que permitiu que o período de turgescência das folhas fosse maior e, com isso, demoraram mais a ativar seus mecanismos de controle estomático. A implicação prática desses resultados é que esses podem ser utilizados como parâmetros para irrigação da cultura, e também, na seleção de cultivares mais tolerantes à deficiência hídrica.

A cassava crop is often exposed to more than one period of water deficit during the growing season. The objective of this study was to verify if there is a difference in the FTSW (fraction of transpirable soil water) threshold for transpiration and leaf growth in cassava plants subjected to one or two periods of water deficit. Two experiments with cassava (Fepagro RS 13 cultivar) were conducted. Treatments were four soil water regimes subdivided into two periods, period 1 (P1) and period 2 (P2): water regimes WR1 and WR2 (with water deficit in both periods and without water deficit in both periods, respectively), and water regimes WR3 and WR4 (with water deficit only in P1 or P2, respectively). The FTSW approach was used to indicate the threshold for transpiration and leaf growth. The FTSW threshold was 0.35, 0.38, and 0.37 for leaf growth and 0.28, 0.26, and 0.28 for transpiration in P1 of WR2 and WR3 and P2 of WR4, respectively. In P2 of WR2, the FTSW threshold for leaf growth and transpiration was 0.09 and 0.13, respectively. It was concluded that there is a decrease in the FTSW threshold in cassava during the second period compared to the first period of soil water deficit, which can be explained by the smaller leaf area, which allowed a longer leaf turgor period, thus delaying activation of the stomata control mechanisms. The practical implication of these results is that they can be used as parameters for crop irrigation, as well as for selecting cultivars more tolerant to water deficit.

O objetivo do trabalho foi determinar um modelo matemático empírico que estime a área de folhas em cultivares de soja a partir de dimensões lineares da folha, com ênfase para cultivares modernas e recentemente em uso por agricultores no Rio Grande do Sul. Para isso, foi realizado um experimento de campo em Santa Maria com 13 cultivares (NS 4823 RR, BMX Energia RR, Igra RA 518 RR, BMX Turbo RR, NA 5909 RG, TMG 7161 RR Inox, TEC 5936IPRO, IAS 5, BMX Potência RR, Fepagro 36 RR, BRS 246 RR, Bragg e CD 219 RR) durante três anos agrícolas (2010/2011, 2012/2013 e 2013/2014). Foram coletadas 20 folhas de cada cultivar para a calibração do modelo e outras 50 folhas para testar a capacidade preditiva do mesmo, nas quais foi medido o comprimento (C) e a maior largura (L) de cada folíolo central dos trifólios. A partir da relação entre área da folha e as dimensões lineares do folíolo central foi ajustado um modelo linear para cada cultivar e um modelo geral para todas as cultivares. A capacidade preditiva das equações foi avaliada pelas estatísticas raiz quadrada média do erro, BIAS, índice de concordância modificado e coeficiente r. Os resultados indicam que o método não destrutivo, baseado nas dimensões lineares do folíolo central, é apropriado para a estimativa da área de folhas individuais em soja e que a equação geral AF = 2,0185.(C.L) pode ser utilizada para várias cultivares modernas de soja.

The objective of this study was to determine an empirical mathematic model for estimating leaf area of different soybean cultivars from leaf dimensions, with emphasis to modern and currently used soybean cultivars used in Rio Grande do Sul. A field experiment conducted at Santa Maria during three growing seasons (2010/2011, 2012/2013 e 2013/2014) and 13 soybean cultivars (NS 4823 RR, BMX Energia RR, Igra RA 518 RR, BMX Turbo RR, NA 5909 RG, TMG 7161 RR Inox, TEC 5936IPRO, IAS 5, BMX Potência RR, Fepagro 36 RR, BRS 246 RR, Bragg e CD 219 RR) was used. Twenty leaves of each cultivar were used for calibrating the model and another 50 leaves were used for testing the predictive capacity of the model as independent data. The model is based on the length (L) and the greatest width (W) of the central foliole of trifoliolate leaf. The relationship between leaf area and the linear dimensions of the central foliole was fitted to a linear model for each cultivar as well as to a generalized model for all cultivars. The predictive capacity of the equations was evaluated with the statistics root mean square error, BIAS, modified index of agreement and coefficient r. The results indicate that the non destructive method, based on linear dimensions of the central foliole is appropriate for estimating the area of individual leaves in soybean and that the general equation LA = 2,0185.(L.W) can be used for several modern soybean cultivars.