Development of ecophysiological simulation model to estimate a potential productivity of sugar cane in Brazil and Australia

Authors

  • Fabio Cesar Silva Embrapa Informática Agropecuária, Av. Dr. André Tosello, 209 - Cidade Universitária, Campinas - SP, 13083-886. Tel . 19 - 32115796.
  • Valter Barbieri ESALQ-USP/ Departamento de Engenharia de Biossistemas
  • Carlos Hernandez Diaz Ambrona Universidad Politecnica de Madrid / Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Depto. de Producción Vegetal: Fitotecnia Áreas temáticas: Agricultura, Cambio climático, Cultivos Coordinador: Carlos Gregorio Hernández Díaz-Ambrona
  • Alexandre de Castro Embrapa Informatica Agropecuária

Keywords:

ecophysiological, ecology, plant physiology, bio-energy.

Abstract

A model of sugarcane was built to simulate the potential yield (without nutrition and water restrictions) for sustainability analysis of new expanded cultivation areas to ethanol or sugar production or climate change impact studies. The potential yield in terms of dry matter of sugarcane was adjusted to estimate the carbon dioxide absorption. As photosynthetic pathway C4 plant, in relation with air temperature and solar radiation to calculate a monthly production of dry matter (DM) was calculated during the crop cycle. The DM take in account gross photosynthetic rate subtracting loses by maintenance respiration, senescence of leafs, and tillers during the cycle. The BRCANE is a dynamic simulation model, it isbuild by mathematical equations which describe the physiological behaviour due to environment conditions averaging the thermal variables, model was calibrated which constants that they was obtained through adjusts of literature results and it was validated with experimental data. The simulated DM by the model was contrasted with data which obtained during the cycle from experimental irrigated field (cultivars RB72 454, NA 56-79, CB 41-76, CB 47-355, CP 51-22, Q138, and Q141), in the São Paulo State (Brazil) and in Bundaberg SES, Queensland (Australia). The results of total DM were modified in stalk tons per hectare (Mg ha-1) through linear equation for each cultivar, with regression coefficients higher than 0,89**(R2) and higher than those obtained by APSIM (R2 = 0.78*) and CANEGRO (R2 = 0.71*) models. The model showed consistent simulations for DM during the crop cycle, as well as on simulated yield.

Author Biographies

Fabio Cesar Silva, Embrapa Informática Agropecuária, Av. Dr. André Tosello, 209 - Cidade Universitária, Campinas - SP, 13083-886. Tel . 19 - 32115796.

  Engenharia Agronômica pela Universidade de São Paulo (1987), graduação em Engenharia Florestal pela ESALQ-USP (1987), mestrado em Solos e Nutriçäo de Plantas pela Universidade de São Paulo (1991) e doutorado em Solos e Nutriçäo de Plantas pela Universidade de São Paulo (1995). Pós-doutoramento em Modelagem de sistema de Produção Vegetal (Universidad Politecnica de Madrid, 2008 e USP, 2007) Atualmente é e pesquisador doutor da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária desde 1993 e professor pleno 2 (equivalente: MS-05) da Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo em Tecnologia de produção de biocombustiveis. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Agroenergia, Fertilidade do Solo e Adubação atuando principalmente nos seguintes temas: cana-de-açúcar, qualidade de matéria prima e processamento de açúcar, metais pesados, modelagem matemática fisiológica de cultura e contaminaçäo ambiental. Atuando na área de inovação e empreendedorismo atuando na Agencia Paula Souza, como agente local de inovação e coordenação do Polo Regional de Campinas.

 Fábio Cesar da Silva,

Engenheiro Agrônomo, Doutor em Solos e Nutrição de Plantas
Pesquisador -Modelagem de Sistema de Produção Agroenergética
Eixo Tecnológico: Geotecnologia e modelagem ambientalEmbrapa Informática Agropecuária
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa)Campinas/SPEndereço: Av. Dr. André Tosello, 209 - Cidade Universitária, Campinas - SP, 13083-886Telefone:(19) 3211-5796Email: fabio.silva@embrapa.br    silvafabio11@gmail.com 

Valter Barbieri, ESALQ-USP/ Departamento de Engenharia de Biossistemas

Engenharia Florestal pela Universidade de São Paulo (1976), mestrado em pela Universidade de São Paulo (1980) e doutorado em Agronomia (Solos e Nutrição de Plantas) pela Universidade de São Paulo (1993). Atualmente é professor doutor junto ao Departamento de Engenharia de Biossistema da Escola Superior de Agricultura ";;Luiz de Queiroz";; da Universidade de São Paulo. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Agrometeorologia, atuando principalmente nos seguintes temas: cana de açucar, modelo, evapotranspiração, balanço hidrico e produtividade.

Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz. 
Av. Pádua Dias, 11
Agronomia
13418-900 - Piracicaba, SP - Brasil

Telefone: (019) 34294123 Ramal: 251 

Carlos Hernandez Diaz Ambrona, Universidad Politecnica de Madrid / Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Depto. de Producción Vegetal: Fitotecnia Áreas temáticas: Agricultura, Cambio climático, Cultivos Coordinador: Carlos Gregorio Hernández Díaz-Ambrona

Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. Depto. de Producción Vegetal: Fitotecnia
Áreas temáticas: Agricultura, Cambio climático, Cultivos
Coordinador: Carlos Gregorio Hernández Díaz-Ambrona
Contacto: 34 91 549 11 22. E-mail: carlosgregorio.hernandez@upm.es

 

 

Alexandre de Castro, Embrapa Informatica Agropecuária

Alexandre de Castro defended his PhD thesis at Federal University of São Paulo. He earned a master degree in physics (condensed matter) from the Federal University of Santa Maria, specialist degree in physics from the Federal University of Rio Grande do Sul and completed his undergraduate in Physics at Federal University of Pelotas. Currently Alexandre de Castro is a research scientist of the Laboratory of Computational Mathematics at Brazilian Agricultural Research Corporation - Embrapa [Publications (miscellaneous): https://bit.ly/2Gt8Xf8].

Published

2020-06-21

Issue

Section

Ciências da Natureza