Nociones básicas sobre Modelos de Simulación de Cultivos

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1 Red 110RT0394 METRICE Nociones básicas sobre Modelos de Simulación de Cultivos Dra. Susana Valle T. IIAS, CISVo

2 Qué son los modelos de simulación de cultivos (MSC)? Definiciones generales Temario Pasos en la construcción de los modelos Fuentes de error en los modelos Ejemplos de estructuras de MSC: DSSAT-CERES CropSyst

3 Qué son los Modelos de Simulación de Cultivos (MSC)?

4 Qué son los Modelos de Simulación de Cultivos (MSC)? Los MSC son una combinación de ecuaciones matemáticas y lógicas, utilizadas para representar conceptualmente un sistema de producción de cultivos simplificado (Ritchie, 1991)

5 Jerarquía de los modelos utilizados en agricultura Empíricos Funcionales Mecanísticos Diferencias: Escalas temporales Escalas espaciales Nivel de conocimiento World Regions Farming areas Crop Ecosystems Corn, pasture Elements Individual plants Components Leaves, stems, roots Micro-componentes Stomate, biochem. ways M A N A G E M E N T / R E S E A R C H Jones and Luyten (1998)

6 Componentes generales de los modelos INPUTS PARÁMETROS OUTPUTS TASAS

7 Temperatura Fotoperíodo Radiación LÍMITES DEL SISTEMA INPUTS PARÁMETROS IC, RUE TASAS OUTPUTS Agua del suelo Rendimiento Agua del suelo N foliar Biomasa radical etc

8 Pasos en la construcción de Modelos de objetivos Sadras, 2004.

9 Passioura, Fuentes de error en los Modelos

10 Ejemplos de Estructuras de Modelos

11 DSSAT Crop Model System Decision support system for agrotechnology transfer Jones et al., 2003

12 Características generales de DSSAT-CSM Es una colección de programas que operan en conjunto, en donde los modelos de simulación de cultivos son el centro Ayuda en la toma de decisiones de planificación y manejo en los sistemas agrícolas Reduce el tiempo y recursos humanos requeridos para analizar decisiones complejas (los sistemas agrícolas son complejos) Provee una estructura científica de cooperación a través de la investigación para integrar nuevo conocimiento y aplicarlo en preguntas de investigación y en soluciones derivadas de ella

13 Jones et al., 2003 Diagrama de DSSAT-CSM

14 Objetivos del DSSAT-CSM Simular los sistemas de producción de monocultivos considerando clima, genética, agua, C y N del suelo, en una o más estaciones y en rotaciones en cualquier localidad Provee una plataforma para la fácil incorporación de módulos de: Estreses bióticos y abióticos Para mejorara componentes específicos Se pueden introducir módulos de CSM

15 Posibilidades de Simulación Simulación básica: Análisis de sensibilidad Simulado vs Medido Simulación de cultivos en el tiempo Variaciones climáticas, evaluaciones de riesgo Simulación de rotaciones de cultivos Simulación de cultivos de varios cultivos en un mismo espacio

16 Datos requeridos para la simulación Jones et al., 2003

17 Uso de Modelos en Simulación de Crecimiento

18 Simulación de Rendimiento Jones et al., 2003

19 Simulación de Rendimiento

20 Grain Yield (g m -2 ) R= GN *GW Valor cte R 2 = 0.99 p< Grain Number m Thousand Grain Weigth (g) Valle et al., 2009

21 Shoot biomass (g m -2 ) Crecimiento B= PAR * ei * EUR R 2 = 0.93 p< IPARa (MJ m -2 ) RUE (g MJ -1 ) Valle et al., 2009

22 Intercepted Radiation (%) RUE (g MJ -1 ) Crecimiento B= PAR * ei * EUR Función de LAI Valor cte. 2.9 g MJ Leaf Area Index Valle et al., 2009 R 2 = 0.93 p< Exchangeable soil Al (cmol (+) kg -1 )

23 Ejemplos de Estructuras de Modelos CropSyst Cropping systems simulation model Stöckle et al., 2003

24 Diagrama de flujo para el cálculo de acumulación de biomasa en CropSyst Stöckle et al., 2003

25 Simulación de Rendimiento Benli et al., 2007

26 Uso de Modelos en Simulación del Desarrollo

27 Jones et al., 2003 Simulación de Desarrollo en Trigo y Cebada Etapas simuladas por el modelo DSSAT CERES-maize, wheat, barley

28 Coeficientes genéticos para el modelo DSSAT CERES-maize, wheat and barley Jones et al., 2003

29 Control de la Fenología Avance fenológico es controlado por: La acumulación de TT T media diaria T base 0ºC en trigo (Tb = 8-11ºC maiz) T > T óptima (29ºC), dism. la acumulación de GD En función del genotipo también por: Fotoperíodo Vernalización, máxima entre 0-6ºC (sin vernalización en T< 0ºC ó > 15ºC La tasa de aparición de hojas es constante

30 Uso de Modelos en Simulación del Desarrollo

31 Simulación de Fenología Dettori et al., 2011

32 Simulación de Fenología

33 Toxicidad por Aluminio Valle et al., 2009

34 Gracias por su atención

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