Diagnóstico do estado nitrogenado e manejo da água no cultivo do arroz irrigado tropical
| dc.contributor.advisor1 | Heinemann, Alexandre Bryan | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0452123469996239 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Heinemann, Alexandre Bryan | |
| dc.contributor.referee2 | Stone, Luis Fernando | |
| dc.contributor.referee3 | Moraes, Moemy Gomes de | |
| dc.contributor.referee4 | Silva, Mellissa Ananias Soler da | |
| dc.contributor.referee5 | Lanna, Anna Cristina | |
| dc.creator | Santos, Marcos Paulo dos | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4322347592884852 | pt_BR |
| dc.date.accessioned | 2021-05-31T14:22:39Z | |
| dc.date.available | 2021-05-31T14:22:39Z | |
| dc.date.issued | 2021-02-23 | |
| dc.description.abstract | In Brazil rice production is concentrated in the South under the irrigated system. For reasons of food security, there is a need to distribute production in the country. Significant gains in grain yield have been associated with applications of high amounts of nitrogen. However, when assessing the efficiency of the use of nitrogen (EUN) [kg of grain produced / kg of applied N], utilization of less than 40% has been observed. Thus, strategic nitrogen management is crucial for high-efficiency agricultural production and sustainable agriculture. In addition to the need to increase the EUN, there is a growing interest in reducing the volume of water used in irrigated rice farming with the application of continuous water depth throughout the cycle. With the reduction in the volume of water applied with this management, in addition to the reduction in the cost of production, there is an increase in water use efficiency and EUN. Thus, intelligent and premeditated interventions in relation to natural resources must be carried out in order to optimize the management of N and to reduce water use, without reducing productivity. The objective of this study was to determine potential vegetation indices for diagnosing the nitrogen status of the crop and to evaluate impacts of water depth management on morphophysiological characteristics and grain yield of contrasting irrigated rice cultivars. The state of N in the plants was evaluated from vegetation indexes obtained with the canopy reflectance to the radiation offered by low altitude optical sensor. From the combination of three spectral bands of reflectance, 22 vegetation indices (IV) were calculated and evaluated for their efficiency in estimating the state of N during periods of growth of irrigated rice. The results of this study indicated that the selected IVs considerably underestimate the dry leaf biomass and did not efficiently estimate the nitrogen indicators in the crop, such as the concentration and accumulation of leaf nitrogen, in the growing season. Greater variations in these indicators can be explained by the IV in subsequent periods. The IV selected in the calibration process proved to be highly promising for explaining the variation of dry leaf biomass and the leaf area index in the reproductive and grain filling periods. However, modest IV performances were obtained to estimate leaf nitrogen concentration in the reproductive period. The vegetation index adjusted to the modified red edge soil (M_RESAVI) and the red edge index by normalized difference (NDRE) showed high performance in estimating the nitrogen nutrition index (INN) in all growth periods, as well as in the cycle whole. These results show the importance of using active sensors with more than two fixed bands, especially with the addition of the red border band, to better estimate the nitrogen status of the culture. The effect of alternative irrigation managements on phenological development, gas exchange, biomass accumulation and productivity of tropical irrigated rice was also studied. Two experiments were conducted in Goianira-GO from 2016 to 2018 to evaluate the effect of irrigation managements: intermittent flooding with aeration (IIA), intermittent flooding throughout the cycle (IIC) and intermittent flooding until flowering (IIF) in relation to management continuous flooding throughout the cycle (ICC). In these experiments, four rice cultivars were studied: BRS A702 CL, BRS Catiana, BRS Pampeira and IRGA 424. The data on phenology, gas exchange, growth dynamics and productivity were subjected to joint analysis to produce general inferences in cultivation. Irrigation management did not affect the vegetative development of the crop. The intermittent flooding with aeration prolonged the flowering time for cultivar BRS A702 CL. It was found that it is possible to decrease the water supply with the maintenance of saturated soil or the use of intermittent flooding until flowering, or even, throughout the cycle, without compromising transpiration. There was no direct relationship between the accumulation of biomass due to differences in the photosynthetic rate between cultivars and irrigation management. The accumulation of dry biomass was reduced by the occurrence of smaller accumulations of radiation and degree-days in the reproductive and grain filling phases. Grain productivity and harvest index were similar between the irrigation management investigated. The findings of this study allow us to infer that the management of the state of N in irrigated rice can be done from the INN estimated by the M_RESAVI and NDRE indices and that strategies that rationalize water use such as: intermittent flooding with aeration (IIA) and intermittent flooding the whole cycle (IIC) can be adopted in the cultivation of tropical irrigated rice without damage to grain productivity. | eng |
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| dc.description.resumo | No Brasil a produção de arroz está concentrada na região Sul sob o sistema irrigado. Por motivos de segurança alimentar há a necessidade de se distribuir a produção no país. Ganhos significativos na produtividade de grãos tem sido associado com aplicações de altas quantidades de nitrogênio. Contudo, quando avaliada a eficiência do uso do nitrogênio (EUN) [kg de grão produzido / kg de N aplicado] tem-se observado aproveitamento inferior a 40%. Deste modo, o gerenciamento estratégico do nitrogênio é crucial para a produção agrícola de alta eficiência e agricultura sustentável. Aliada a necessidade de aumento da EUN há o interesse crescente na redução do volume de água utilizado na rizicultura irrigada com a aplicação da lâmina d’água contínua durante todo o ciclo. Com a redução do volume de água aplicada com este manejo, além da redução no custo de produção, vislumbra-se aumento da eficiência no uso da água e da EUN. Assim, intervenções inteligentes e premeditadas em relação aos recursos naturais devem ser realizadas de forma a otimizar o manejo do N e a reduzir o uso de água, sem redução da produtividade. Objetivou-se neste estudo determinar potenciais índices de vegetação para diagnóstico do estado nitrogenado da cultura e avaliar impactos do manejo da lâmina d’água nas características morfofisiológicas e na produtividade de grãos de cultivares contrastantes de arroz irrigado. O estado de N nas plantas foi avaliado a partir de índices de vegetação obtidos com a refletância do dossel à radiação ofertada por sensor óptico de baixa altitude. A partir da combinação de três bandas espectrais de refletâncias, 22 índices de vegetação (IV) foram calculados e avaliados quanto à sua eficiência em estimar o estado de N durante os períodos de crescimento do arroz irrigado. Os resultados deste estudo indicaram que os IV selecionados subestimam consideravelmente a biomassa seca de folhas e não estimaram com eficiência os indicadores de nitrogênio na cultura, como a concentração e o acúmulo de nitrogênio foliar, no período vegetativo. Maiores variações destes indicadores podem ser explicadas pelos IV nos períodos subsequentes. Os IV selecionados no processo de calibração mostraram-se altamente promissores para a explicação da variação da biomassa seca de folhas e do índice de área foliar nos períodos reprodutivo e de enchimento de grãos. Entretanto, performances modestas dos IV foram obtidas para estimação da concentração de nitrogênio foliar no período reprodutivo. O índice de vegetação ajustado ao solo de borda vermelha modificado (M_RESAVI) e o índice de borda vermelha por diferença normalizada (NDRE) mostraram alta performance na estimativa do índice de nutrição nitrogenada (INN) em todos os períodos de crescimento, bem como no ciclo todo. Estes resultados mostram a importância do uso de sensores ativos com mais de duas bandas fixas, especialmente com a adição da banda de borda vermelha, para estimar com maior performance o estado de nitrogênio da cultura. Estudou-se também o efeito de manejos alternativos de irrigação no desenvolvimento fenológico, nas trocas gasosas, no acúmulo de biomassa e na produtividade do arroz irrigado tropical. Dois experimentos foram conduzidos em Goianira-GO de 2016 a 2018 para avaliar o efeito dos manejos de irrigação: inundação intermitente com aeração (IIA), inundação intermitente o ciclo todo (IIC) e inundação intermitente até o florescimento (IIF) em relação ao manejo de inundação contínua durante todo o ciclo (ICC). Nestes experimentos, quatro cultivares de arroz foram estudadas: BRS A702 CL, BRS Catiana, BRS Pampeira e IRGA 424. Os dados de fenologia, trocas gasosas, dinâmica do crescimento e de produtividade foram submetidos à análise conjunta para produção de inferências gerais no cultivo. Os manejos da irrigação não afetaram o desenvolvimento vegetativo da cultura. A inundação intermitente com aeração prolongou o tempo para florescimento da cultivar BRS A702 CL. Constatou-se que é possível diminuir a oferta de água com a manutenção de solo saturado ou do uso da inundação intermitente até o florescimento, ou mesmo, durante todo o ciclo, sem comprometimentos à transpiração. Não foi observada relação direta entre o acúmulo de biomassa em virtude das diferenças na taxa fotossintética entre cultivares e manejos da irrigação. O acúmulo de biomassa seca foi reduzido pela ocorrência de menores acúmulos de radiação e graus-dia nas fases reprodutivas e de enchimento de grãos. A produtividade de grãos e o índice de colheita foram similares entre os manejos de irrigação investigados. Os resultados deste estudo permitem inferir que a gestão do estado de N no arroz irrigado pode ser feita a partir do INN estimado pelos índices M_RESAVI e NDRE e que estratégias que racionalizem o uso da água como: inundação intermitente com aeração (IIA) e inundação intermitente o ciclo todo (IIC) podem ser adotadas no cultivo do arroz irrigado tropical sem prejuízos à produtividade de grãos. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
| dc.identifier.citation | SANTOS, M. P. Diagnóstico do estado nitrogenado e manejo da água no cultivo do arroz irrigado tropical. 2021. 109 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2021. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/11401 | |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.publisher.department | Escola de Agronomia - EA (RG) | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFG | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Agronomia (EA) | pt_BR |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
| dc.subject | Ecofisiologia | por |
| dc.subject | Sensoriamento remoto de baixa altitude | por |
| dc.subject | Inundação intermitente | por |
| dc.subject | Arroz tropical | por |
| dc.subject | Agricultura inteligente | por |
| dc.subject | Ecophysiology | eng |
| dc.subject | Low-altitude remote sensing | eng |
| dc.subject | Intermittent flooding | eng |
| dc.subject | Tropical rice | eng |
| dc.subject | Smart agriculture | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA | pt_BR |
| dc.title | Diagnóstico do estado nitrogenado e manejo da água no cultivo do arroz irrigado tropical | pt_BR |
| dc.title.alternative | Diagnosis of nitrogen status and water management in the cultivation of tropical irrigated rice | eng |
| dc.type | Tese | pt_BR |
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