Quantitative and qualitative analysis of sugarcane productivity in function of air temperature and water stress

  • Derblai Casaroli Universidade Federal de Goiás
  • José Alves Júnior Universidade Federal de Goiás
  • Adão Wagner Pêgo Evangelista Universidade Federal de Goiás

Abstract

Climate variables can influence the both productivity and quality of the commercial product of sugarcane crop. This study aimed to evaluate the influence of thermal time, negative degree-days and water deficit on productivity and industrial quality of sugarcane for the Goiás Brazilian Savanna region. The data of productivity and industrial quality were obtained in the field (Plant Centro Álcool®) and climate data in the weather station. Thermal time and the accumulation of negative degree-days in cycles showed significant correlations with the yield. The highest (340 mm) and the lowest (158 mm) accumulated water deficit blade not reflected in lower productivity and greater, respectively. Relative evapotranspiration (rET) was equal at 1.0 in more than 50% of the studied period, in which not were found significant correlations between the rET<1 with the productivity and industrial quality. We found significant correlations between rates of degree-days and negative degree-days with productivity rates; however, there was a low correlation between the water deficit rates and productivity. The total recoverable sugars rates and total soluble solids showed maximum accumulation point only in function of degree-day rates. We conclude that the thermal time has greater influence on yield decrease of sugarcane with different harvest cycles, significantly contributing to the accumulation of sugars in the stem.

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Author Biographies

Derblai Casaroli, Universidade Federal de Goiás
Possui Graduação em Agronomia e Mestrado em Produção Vegetal pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Rio Grande do Sul. É Doutor em Agronomia na área de Física do Ambiente Agrícola pela Escola Superior de Agricultura &quot;Luiz de Queiroz&quot;- Universidade de São Paulo (ESALQ/USP), Piracicaba-SP. Possui dois Pós-Doutorados, um realizado no departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ/USP, com estágio na Universidade de Wageningen, Holanda, e outro realizado junto ao Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA-USP), Piracicaba-SP. Foi Professor Adjunto no Centro Universitário de Patos de Minas (UNIPAM), onde ministrou as disciplinas de Climatologia Agrícola, Irrigação e Drenagem e Manejo e Conservação do Solo e da Água, nos cursos de graduação; e o módulo &quot;Relação água-solo-planta: água no solo&quot;, para o curso de pós-graduação em Manejo da Fertilidade do Solo do Cerrado. Atualmente, é Professor Adjunto na Escola de Agronomia da Universidade Federal de Goiás (EA-UFG), Campus Goiânia-GO, ministrando aulas nas disciplinas de Climatologia Agrícola (Agronomia), Meteorologia e Climatologia (Engenharia Florestal), Hidrologia e Manejo de Bacias Hidrográficas (Engenharia Florestal). Atua como Professor Permanente no Programa de Pós-graduação em Agronomia da UFG (PPGA-UFG), nas disciplinas de Climatologia Aplicada ao Planejamento Agrícola e Hidrologia. Na área administrativa atua como Coordenador de Pesquisa da EA-UFG
José Alves Júnior, Universidade Federal de Goiás
Engenheiro Agrônomo pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - SP - FEIS/UNESP (1997-2001), Doutorado em Irrigação e Drenagem pela Universidade de São Paulo - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz ESALQ/USP (2002-2006), Pós-Doutorado em Engenharia de água e solo pela EMBRAPA - Centro Nacional de Pesquisa em Arroz e Feijão (2006-2007). Treinamento em irrigação na University of Rostock Alemanha (2005) e na University of Florida (2006 e 2011). Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com enfâse em Irrigação, Agroclimatologia e Necessidade hídrica das culturas. Professor efetivo com dedicação exclusiva na Universidade Federal de Goiás em Goiânia - GO. Atua na Agronomia na disciplina de Irrigação e Drenagem na Graduação e Pós-graduação. Na Engenharia Florestal colabora na disciplina de Hidráulica e irrigação. Atualmente possui pesquisas na área de manejo da irrigação na região do cerrado, orientando dissertações e teses na área de concentração Solo e Água; e coordena o projeto de extensão Assessoria a projetos de irrigação e uso racional da água. É Relator Ad-Hoc de algumas Revistas Técnicas brasileiras.
Adão Wagner Pêgo Evangelista, Universidade Federal de Goiás
possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras (1989), mestrado em Engenharia Agrícola (Irrigação e Drenagem) - Universidade Federal de Lavras (1999) e Doutorado em Engenharia Agrícola (Irrigação e Drenagem) pela Universidade Federal de Viçosa (2003). Atuou no setor privado, desenvolvendo projetos técnicos na área de irrigação e drenagem em todo território Brasileiro. Atualmente é Professor Adjunto da Universidade Federal de Goiás (UFG). Na UFG foi Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Agronomia no período de 2013 a 2015 com nível de mestrado e doutorado. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Irrigação e Drenagem, atuando principalmente nos seguintes temas: irrigação, drenagem, gotejamento enterrado, movimento de contaminantes no solo, nutrição de plantas, oleaginosas, cana-de-açúcar, biocombustíveis e café.

References

Almeida, A.C.S., Souza, J.L., Teodoro, I., Barbosa, G.V.S., Moura, G., Júnior, R.A.F. 2008. Desenvolvimento vegetativo e produção de variedades de cana-de-açúcar em relação à disponibilidade hídrica e unidades térmicas. Ciências Agrotecnológicas 32: 1441-1448.

Araujo, R., Alves Júnior, J., Casaroli, D., Evangelista, A.W.P. 2015. Variation in the sugar yield in response to drying-off of sugarcane before harvest and the occurrence of low air temperatures. Bragantia s/v.: 1-10.

Baquero, J.E., Ralisch, R., Medina, C.C., Tavares Filho, J., Guimarães, M.F. 2012. Soil physical properties and sugarcane root growth in a Red Oxisol, Revista Brasileira de Ciência do Solo, 36: 63-70.

Campos, P.F., Alves Júnior, J., Casaroli, D., Fontoura, P.R., Evangelista, A.W.P. 2014. Variedades de cana-de-açúcar submetidas à irrigação suplementar no cerrado goiano. Engenharia Agrícola 34: 1139-1149.

Caputo, M.M., Silva, M.A., Beauclair, E.G.F., Gava, G.J.C. 2007. Acúmulo de sacarose, produtividade e florescimento de cana-de-açúcar sob reguladores vegetais. Interciência 32: 834-840.

Casaroli, D., Jong Van Lier, Q. de, Dourado Neto, D. 2010. Validation of a root water uptake model to estimate transpiration constraints. Agricultural Water Management 97: 1382-1388.

CONAB-Companhia Nacional de Abastecimento. 2016. Acompanhamento da safra brasileira de cana-de-açúcar, Safra 2016/17 - Segundo Levantamento. Conab, Brasília, Brasil. 72 p.

Dantas Neto, J.D., Figueredo, J.L. da, Farias, C.H.A., Azevedo, H.M. de, Azevedo, C.A.V. de. 2006. Resposta da cana-de-açúcar, primeira soca, a níveis de irrigação e adubação de cobertura. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 10: 283–288.

Doorenbos, J., Kassam, A.H. 1979. Yields response to water. FAO (Irrigation and Drainage Paper, 33), Rome, Italy. 193 p.

Inman-Bamber, N.G., Smith, D.M. 2005. Water relations in sugarcane and response to water deficits. Field Crops Research 92: 185-202.

Iskandar, H.M, Casu, R.E., Fletcher, A.T., Schmidt, S., Xu, J., Maclean, D.J., Manners, J. M., Bonnett, G.D. 2011. Identification of drought-response genes and a study of their expression during sucrose accumulation and water deficit in sugarcane culms. BMC Plant Biology 11: 1471-2229.

Loarie, S.R, Lobell, D.B., Asner, G.P., Mu, Q., Field, C.B. 2011. Direct impacts on local climate of sugar-cane expansion in Brazil. Nature Climate Change 1: 105–109.

Machado, R.S., Ribeiro, R.V., Marchiori, P.E.R., Machado, D.F.S.P., Machado, E.C., Landell, M.G.A. 2009. Respostas biométricas e fisiológicas ao déficit hídrico em cana-de-açúcar em diferentes fases fenológicas. Pesquisa Agropecuária Brasileira 44: 1575-1582.

Marin, F.R., Carvalho, G.L. de. 2012. Spatio-temporal variability of sugarcane yield efficiency in the state of São Paulo, Brazil. Pesquisa Agropecuária Brasileira 47: 149-156.

Marin, F.R., Jones, J.W., Singels, A., Royce, F., Assad, E.D., Giampaolo, Q., Pellegrino, G.Q., Justino, F. 2013. Climate change impacts on sugarcane attainable yield in southern Brazil, Climatic Change 117: 227–239.

Metselaar, K., Jong Van Lier, Q. de. 2007. The shape of the transpiration reduction function under plant water stress. Vadose Zone Journal 6: 124–139.

Oliveira, R.A., Santos, R.S., Ribeiro, A., Zolnier, S., Barbosa, M.H.P. 2012. Estimativa de produtividade da cana-de-açúcar para as principais regiões produtoras de Minas Gerais usando-se o método ZOE. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 16: 549–557.

RIDESA-Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro. 2008. Programa de melhoramento genético da cana-de-açúcar. Variedades RB de cana-de-açúcar. UFSCAR/CCA, Araras, Brasil. 30 p.

Scarpari, M.S., Beauclair, E.G.F. de. 2009. Physiological model to estimate the maturity of sugarcane. Scientia Agrícola 66: 622-628.

Silva, M.A., Jifon, J.L., Silva, J.A.G., Sharma, V. 2007. Use of physiological parameters as fast tools to screen for drought tolerance in sugarcane. Brazilian Journal of Plant Physiology 19: 193-201.

Trentin, R., Zolnier, S., Ribeiro, A., Steidle Neto, A.J. 2011. Transpiração e temperatura foliar da cana-de-açúcar sob diferentes valores de potencial matricial. Engenharia agrícola 31: 1085-1095.

Villa Nova, N.A., Pedro Junior, M.J., Pereira, A.R., Ometto, J.C. 1972. Estimativa de graus-dia acumulados acima de qualquer temperatura base, em função das temperaturas máxima e mínima. Universidade de São Paulo, Instituto de Geografia (Cardeno de Ciências da Terra, 30), São Paulo, Brasil. 8 p.

Zhao, D., Li, Y.R. 2015. Climate Change and Sugarcane Production: Potential Impact and Mitigation Strategies, International Journal of Agronomy 2015: 1-10.

Published
17-04-2019
How to Cite
Casaroli, D., Alves Júnior, J., & Pêgo Evangelista, A. (2019). Quantitative and qualitative analysis of sugarcane productivity in function of air temperature and water stress. Comunicata Scientiae, 10(1), 202-212. https://doi.org/10.14295/cs.v10i1.2574
Section
Original Article