Modeling maize cropping systems in tropical environments: evapotranspiration, irrigation requirements and adaptations to climate change scenarios

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Dias, Taís Souza dos Santos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-07052025-153909/
Resumo: Population growth is imminent, and with the scenario of global warming, global food security will be compromised in the coming decades. For this reason, it is essential to establish strategies to better comprehend the behavior of crops, focusing on mitigating the adverse impacts on agricultural production. Thus, the present study aimed to evaluate the behavior of maize crops using the CERES-Maize model as a prediction tool, with the following specific objectives: (i) to assess evapotranspiration combined with methods of soil water evaporation under irrigated and rainfed cultivation conditions; (ii) to evaluate climate change scenarios maximum and minimum temperatures, precipitation, and evapotranspiration in future scenarios; (iii) to assess the crop cycle for the current genetic coefficients (P1 and P5) and with synthetically corrected coefficients; (iv) to evaluate the average grain yield and water productivity; (v) to assess the risk of average yield in future scenarios. Chapter 2 focuses on analyzing evapotranspiration and water productivity of the maize crop in tropical environments, using the CERES-Maize model as a tool. The results revealed that the combination of the Priestly-Taylor method associated with the Ritchie method in two stages achieved better performance in simulating daily and cumulative evapotranspiration and water productivity, using observed data from experiments conducted in Piracicaba-SP and Serra Talhada-PE. Meanwhile, Chapter 3 investigates the behavior of maize crops in the face of climate change scenarios, addressing grain productivity, water productivity, and evapotranspiration. The study identified that the increase in temperature reduces the crop cycle and adaptation strategies, such as the synthetic correction of the cycle to extend it, allow for increased grain productivity, which becomes a mitigation strategy. Additionally, homogeneous zones that showed increased grain productivity will demonstrate increased water productivity and a reduction in evapotranspiration, which allows us to assert that the crop will have a more efficient use of water under future climate scenarios.
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Thus, the present study aimed to evaluate the behavior of maize crops using the CERES-Maize model as a prediction tool, with the following specific objectives: (i) to assess evapotranspiration combined with methods of soil water evaporation under irrigated and rainfed cultivation conditions; (ii) to evaluate climate change scenarios maximum and minimum temperatures, precipitation, and evapotranspiration in future scenarios; (iii) to assess the crop cycle for the current genetic coefficients (P1 and P5) and with synthetically corrected coefficients; (iv) to evaluate the average grain yield and water productivity; (v) to assess the risk of average yield in future scenarios. Chapter 2 focuses on analyzing evapotranspiration and water productivity of the maize crop in tropical environments, using the CERES-Maize model as a tool. The results revealed that the combination of the Priestly-Taylor method associated with the Ritchie method in two stages achieved better performance in simulating daily and cumulative evapotranspiration and water productivity, using observed data from experiments conducted in Piracicaba-SP and Serra Talhada-PE. Meanwhile, Chapter 3 investigates the behavior of maize crops in the face of climate change scenarios, addressing grain productivity, water productivity, and evapotranspiration. The study identified that the increase in temperature reduces the crop cycle and adaptation strategies, such as the synthetic correction of the cycle to extend it, allow for increased grain productivity, which becomes a mitigation strategy. Additionally, homogeneous zones that showed increased grain productivity will demonstrate increased water productivity and a reduction in evapotranspiration, which allows us to assert that the crop will have a more efficient use of water under future climate scenarios.O aumento populacional é iminente, e com o cenário de aquecimento global, a segurança alimentar mundial se encontra comprometida nas próximas décadas. Assim, traçar estratégias que permitam compreender o comportamento das culturas visando à mitigação dos efeitos negativos na produção agrícola se faz necessário. Dessa forma, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento da cultura do milho a partir do modelo CERES- Maize como ferramenta de predição, tendo como objetivos específicos: (i) avaliar a evapotranspiração combinada com métodos de evaporação da água no solo em condições de cultivo irrigado e de sequeiro; (ii) avaliar as temperaturas máximas e mínimas, precipitação e evapotranspiração em cenários futuros; (iii) avaliar o ciclo da cultura para os coeficientes genéticos (P1 e P5) atuais e com coeficientes sinteticamente corrigidos; (iv) avaliar o rendimento médio dos grãos e a produtividade da água; (v) avaliar o risco de rendimento médio nos cenários futuros. O capítulo 2 apresenta a evapotranspiração e a produtividade da água da cultura do milho em ambientes tropicais, utilizando o modelo CERES-Maize como ferramenta. O estudo encontrou que a combinação do método de Priestly-Taylor associado ao método de Ritchie em dois estágios obteve melhor desempenho nas simulações da evapotranspiração diária e acumulada, e produtividade da água, utilizando dados observados de experimentos conduzidos em Piracicaba-SP e Serra Talhada-PE. O capítulo 3 analisa o desempenho da cultura do milho frente aos cenários de mudanças climáticas, abordando a produtividade de grãos, a produtividade da água e a evapotranspiração. O estudo identificou que o aumento da temperatura reduz o ciclo da cultura e que estratégias de adaptação, como a correção sintética do ciclo a fim de alongá-lo, permitem aumentar a produtividade dos grãos, o que se torna uma estratégia de mitigação. Além disso, zonas homogêneas que apresentaram aumento na produtividade de grãos demonstrarão aumento na produtividade hídrica e uma redução da evapotranspiração, o que permite afirmar que a cultura terá um uso mais eficiente da água sob cenários de clima futuro.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMarin, Fábio RicardoDias, Taís Souza dos Santos2025-02-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-07052025-153909/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPReter o conteúdo por motivos de patente, publicação e/ou direitos autoriais.info:eu-repo/semantics/openAccesseng2025-05-08T17:06:06Zoai:teses.usp.br:tde-07052025-153909Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-05-08T17:06:06Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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