dissertação

Calibração dos modelos CSM CERES-Maize e CSM IXIM para quatro híbridos de milho cultivados no Brasil

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Arquivo retido a pedido da autoria, até janeiro de 2027.

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Universidade Federal de Lavras

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Faculdade de Zootecnia e Medicina Veterinária (FZMV)

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Departamento de Zootecnia

Programa de Pós-Graduação

Programa de Pós-Graduação em Zootecnia

Agência de fomento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) – Código de Financiamento 001

Tipo de impacto

Tecnológico
Econômicos
Outros

Áreas Temáticas da Extensão

Meio ambiente
Tecnologia e produção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 12: Consumo e produção responsáveis
ODS 13: Ação contra a mudança global do clima

Dados abertos

Resumo

O milho (Zea mays L.) é uma das principais culturas agrícolas do mundo, desempenhando papel fundamental na segurança alimentar, produção animal e bioeconomia. Diante das projeções de redução da produtividade em decorrência das mudanças climáticas, modelos de simulação de culturas têm sido amplamente utilizados para avaliar o crescimento e o desempenho produtivo da cultura em diferentes condições ambientais. Entre os modelos disponíveis na plataforma DSSAT, destacam-se o CSM-CERES-Maize e o CSM-IXIM, que apresentam diferenças na representação de processos fisiológicos relacionados ao crescimento vegetativo e reprodutivo das plantas. O objetivo deste estudo foi calibrar e avaliar os modelos CSM-CERES-Maize e CSM-IXIM para quatro híbridos comerciais de milho cultivados no Brasil e comparar o desempenho dos modelos na simulação do crescimento e da produtividade sob condições tropicais. Para isso, foi utilizado um experimento conduzido em Lavras, Minas Gerais, Brasil, durante a safra 2018/2019, envolvendo quatro híbridos de diferentes ciclos de desenvolvimento. Dados de fenologia, crescimento vegetativo, biomassa, índice de área foliar e produtividade de grãos foram utilizados na calibração dos coeficientes genotípicos dos modelos. As simulações foram realizadas na plataforma DSSAT versão 4.8.5, e o desempenho dos modelos foi avaliado por meio do coeficiente de determinação (R²), raiz do quadrado médio do erro (RMSE) e índice de concordância de Willmott (d). A calibração resultou em conjuntos específicos de coeficientes genotípicos para cada híbrido e modelo, proporcionando melhorias substanciais em relação aos parâmetros padrão. A produtividade observada variou de 7.816 a 14.042 kg ha⁻¹ entre os híbridos avaliados, sendo adequadamente reproduzida por ambos os modelos. O CSM-CERES-Maize e o CSM-IXIM apresentaram elevada capacidade de simular as variáveis fenológicas e produtivas, com elevados coeficientes de determinação e índices de concordância. As maiores divergências entre os modelos foram observadas nas estimativas de biomassa aérea total e biomassa de colmo, refletindo diferenças estruturais na representação da assimilação e partição de carbono. Os resultados demonstram que ambos os modelos são capazes de representar satisfatoriamente o crescimento, o desenvolvimento e a produtividade de híbridos tropicais de milho sob condições brasileiras, constituindo ferramentas robustas para estudos de manejo, avaliação de genótipos e análise de cenários agrícolas em ambientes tropicais.

Abstract

Maize (Zea mays L.) is one of the world's most important agricultural crops, playing a fundamental role in food security, animal production, and the bioeconomy. Given projections of yield reductions resulting from climate change, crop simulation models have been widely used to evaluate crop growth and performance under different environmental conditions. Among the models available in the DSSAT platform, CSM-CERES-Maize and CSM-IXIM stand out due to differences in the representation of physiological processes related to vegetative and reproductive plant growth. The objective of this study was to calibrate and evaluate the CSM-CERES-Maize and CSM-IXIM models for four commercial maize hybrids cultivated in Brazil and to compare model performance in simulating crop growth and yield under tropical conditions. For this purpose, data from a field experiment conducted in Lavras, Minas Gerais, Brazil, during the 2018/2019 growing season were used, involving four hybrids with different maturity classes. Phenological, vegetative growth, biomass, leaf area index, and grain yield data were used to calibrate the genotypic coefficients of both models. Simulations were performed using DSSAT version 4.8.5, and model performance was evaluated through the coefficient of determination (R²), root mean square error (RMSE), and Willmott’s index of agreement (d). Calibration resulted in specific sets of genotypic coefficients for each hybrid and model, providing substantial improvements compared with the default parameter values. Observed grain yield ranged from 7,816 to 14,042 kg ha⁻¹ among the evaluated hybrids and was adequately reproduced by both models. CSM-CERES-Maize and CSM-IXIM showed a high capacity to simulate phenological and yield-related variables, with high coefficients of determination and indices of agreement. The greatest discrepancies between the models were observed in the estimates of total aboveground biomass and stem biomass, reflecting structural differences in the representation of carbon assimilation and partitioning processes. The results demonstrate that both models are capable of satisfactorily representing the growth, development, and productivity of tropical maize hybrids under Brazilian conditions, constituting robust tools for management studies, genotype evaluation, and agricultural scenario analyses in tropical environments.

Descrição

Área de concentração

Forragicultura e pastagens

Linha de pesquisa

Modelagem e simulação de culturas

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

Procedência

Impacto da pesquisa

Resumen

ISBN

DOI

Citação

SANTOS, João Vitor Jesus dos. Calibração dos modelos CSM CERES-Maize e CSM IXIM para quatro híbridos de milho cultivados no Brasil. 2026. 44 p. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.

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