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Calibração e validação dos modelos CENTURY, APSIM e NDICEA de decomposição de materiais orgânicos e mineralização de N para a Mata Atlântica.

Nascimento, Alexandre Ferreira do (2008) Calibração e validação dos modelos CENTURY, APSIM e NDICEA de decomposição de materiais orgânicos e mineralização de N para a Mata Atlântica. [Calibration and validation of models CENTURY, APSIM and NDICEA decomposition of organic materials and N mineralization for the Atlantic.] Masters thesis, Universidade Federal de Viçosa . , Viçosa.

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Online at: http://www.tede.ufv.br/tedesimplificado/tde_arquivos/26/TDE-2008-09-03T064658Z-1301/Publico/texto%20completo.pdf

Summary

Muitos sistemas de produção contam basicamente com os nutrientes provenientes da decomposição de materiais orgãnicos adicionados ao solo. A taxa de decomposição desses materiais é produto da combinação de fatores intrinsecos, sua composição quimica e bioquímica, e fatores extrínsecos, sendo as condições de temperatura e umidade do local as variáveis mais importantes, constituindo assim em um processo complexo e dinâmico por ser controlado por vários fatores. Contudo, a decomposição pode ser representada e examinada dentro de esquemas e mecanismos que facilitam seu entendimento, os modelos matemáticos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi calibrar e validar os modelos Centry, APSIM e NDICEA para decomposição e liberação de N em condições climáticas tropicais e materiais orgãnicos de origens diversas; e testar a capacidade destes modelos em simular a absorção de N em solo adubado com materiais orgânicos utilizados na agricultura. Foram utilizados os resultados dos trabalhos desenvolvidos por Matos (2005) e Chacón (2006) como parâmetro de comparação para avaliação dos modelos. Na parametrização e calibração dos modelos para os materiais orgãnicos vegetais, foram utilizados 8 resíduos testados em Araponga por 150 dias e 4 testados em Pedra Dourada por 360 dias, ambos os municípios situados na Zona da Mata mineira Os modelos foram validados utilizando caracteristicas edafoclimáticas de Seropédica (RJ), com 4 resíduos de materiais vegetais, avaliados no inverno e verão. Foram calibrados os modelos para a decomposição e mineralização de N de 4 estercos e 4 compostos testados em laboratório. Para a absorção de N, foram calibrados os modelos para a planta de braquiária crescendo em solo adubado com 5 materiais orgânicos. De maneira geral, a calibração padrão (default) do Century e APSIM superestimou a taxa de decomposição e liberação de N de todos os resíduos vegetais e, o NDICEA, superestimou estes processos para materiais mais resistentes a decomposição. Dessa forma, a calibração foi imprescindível para aumentar o grau de acurácia desses modelos. Na validação dos modelos o NDICEA apresentou maior grau de acurácia em relação aos demais, simulando com menor desvio a decomposição e liberação de N dos materiais vegetais na estação seca e chuvosa A calibração para decomposição e mineralização de N dos estercos e compostos foi pontual, conferindo a todos os modelos elevado grau de acurácia em estimar as transformações destes materiais orgânicos. Os modelos superestimaram a absorção de N pela braquiária com a calibração feita para a liberação/mineralização de N dos materiais orgânicos aplicados no solo. Assim, para diminuir o desvio entre os valores de N absorvido simulado e medido, foi necessária a calibração específica para a absorção de N. Depois dos modelos calibrados, O NDICEA apresentou maior grau de acurácia em estimar a absorção de N pela braquiária com a adição de materiais orgânicos como fonte de nutrientes. Dessa forma, pelos testes realizados o NDlCEA foi o modelo mais acurado para as condições estudadas, constituindo-se em uma ferramenta para predição e uso de fontes orgânicas para o manejo do solo de propriedade rurais. Contudo, trabalhos futuros são necessários, de modo que insiram maior número de materiais orgânicos e ambientes, fazendo com que o(s) modelo(s) seja(m) cada vez mais consolidado(s) para predição do comportamento de fontes orgânicas no campo, de modo que o sincronismo do fornecimento e demanda de nutrientes nestes agroecossistemas seja mais eficiente.

Summary translation

A high number of agricultural systems depends on nutrients coming from decomposition of organics materiais applied into soi!. The decomposition rate of these materiais is controlled by intrinsic factors as chemical and biochemical composition and extrinsic factors as temperature and moisture. Hence, the decomposition is a complex and dynamic process, which can be represented and examined wilhin a frarnework, the malhematical models. Thus, lhe goal of this work was to make the pararneterization and validarion of Century, APSIM and NDICEA models for tropical condilions, working with differenl organic materiais and to evaluate lhe capacity of these models to simulate N uptake mineralized from lhe organic materiais. The information for model parameterizalion and calibration were collected in Matos (2005) and Chacón (2006). From this database it was utilized eight green manure residues evaluated in Araponga for 150 days and four in Pedra Dourada for 360 days, bolh municipalilies situated in lhe Atlantic Forest of Minas Gerais State. For validation of lhe models it was utilized data from an experiment carried out in Seropédica (RJ), with four green manure residues, evaluated in lhe winter and summer seasons. The models were also calibrated to decomposition and N mineralization of four animal manures and four composts. To the N uptake, the calibrarion of the models was performed in order to assess lhe growth of Brachiaria plants with application of five organic materiais as fertilizers. The calibration using the default of the Century and APSIM models overestimated the decomposition rate and N release of ali lhe vegetable residues and, the NDICEA, underestimated those processes to the more recalcitrant materiais. Thus, the calibration was essential to improve the accuracy levei of lhese models. Afier calibrate lhe models, the NDICEA presented higher accuracy levei than the Century and APSIM, simulating with lower error the decomposition and N release of lhe green manures in the winter and summer seasons. The calibration of lhe decomposition and N mineralization ofthe animal manures and composts was done individually, ali models presented high performance in simulating those processes. The models overestimated the N uptake by Brachiaria plants when working \Vith the calibration done to N mineralization of lhe organic materiais. To increase lhe accuracy of lhe rnodels in estimating lhe N uptake it was essential to do a specific calibration. After or lhís calibration, the NDICEA model presented the highest accuracy in estimating lhe N uptake by Brachiaria plants. After testing lhe accuracy of the models, lhe NDICEA presented the best performance in the environmental condi tions of our sludy, showing potential to be a tool to be used in optimizing the use of organic materiais as a source of N in lhe agroecosytems. However, future works are necessary, incorporating more organic materiais and environrnents to improve lhe models in estimating the decomposition of organic material and N mineralization and its uptake by plants.

EPrint Type:Thesis
Keywords:Modelo CENTURY, Modelo APSIM, Modelo NDICEA, Decomposição de materiais orgânicos, Mata Atlântica. CENTURY model, APSIM model, NDICEA model, Decomposition of organic materials, Atlantic Forest.
Agrovoc keywords:
LanguageValueURI
EnglishBiodegradationhttp://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_9261
Englishorganic matterhttp://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_5387
Englishforestryhttp://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_3055
Subjects: Food systems > Recycling, balancing and resource management
Knowledge management > Research methodology and philosophy > Specific methods
Research affiliation: Brazil > Other organizations
Related Links:http://www.tede.ufv.br/tedesimplificado/
Deposited By: Pereira, Hémilly Rose da Cruz
ID Code:21844
Deposited On:21 Mar 2013 13:03
Last Modified:21 Mar 2013 13:03
Document Language:Portuguese/Portugues
Status:Published

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