Risco climático para a ocorrência de requeima da batata na região andina da Venezuela

Potato is an important crop for Venezuelan agriculture. However, its production is highly affected by late blight (Phytophtora infestans), since weather is commonly favorable for this disease. The aim of this study was to determine the sowing dates of low climatic risk for potato late blight in the Andes region of Venezuela, with an agrometeorological disease model and geographical information system (GIS) tools. The disease model used in this study was developed by Hyre (1954) which requires daily rainfall and temperature data which were obtained from 106 weather stations, located at the States of Mérida, Táchira, and Trujillo, for a period of 31 years. Hyre's model was applied for all stations obtainig the following variables: number of disease favorable days (DFD); number of periods with ten consecutive favorable days, named disease occurrence (O); and number of sprays required for disease control (S). These variables were used to calculate the Maximum Risk Index (MRI) and the Probable Risk Index (PRI). The interpolation of these indexes was used to generate maps of climatic risk for each sowing date. MRI and PRI maps showed that the highest climatic risk for potato late blight occurrence was during the rainy season, from May to July, decreasing during dry and mid seasons. However, high disease risk variability was observed for all seasons. The maps generated by coupling an agrometeorological disease model and GIS also show that in great part of potato areas of Andes region the number of sprays could be reduced, but more investigations about that must be carried out.A batata é uma importante cultura para a agricultura venezuelana. Entretanto, sua produção é altamente afetada pela ocorrência da requeima (Phytophtora infestans), já que as condições climáticas são normalmente favoráveis para essa doença. O objetivo deste estudo foi determinar as datas de semeadura com os menores riscos climáticos para a ocorrência da requeima na região andina da Venezuela, considerando o uso de um modelo agrometeorológico de previsão da doença e um sistema de informação geográfica (GIS). O modelo de estimativa da doença utilizado foi o desenvolvido por Hyre (1954), o qual requer dados diários de chuva e temperatura. Esses dados foram obtidos de 106 estações meteorológicas, situadas nos estados de Mérida, Táchira e Trujillo, para períodos de 31 anos. O modelo de Hyre foi aplicado para todas as estações, obtendo-se as seguintes variáveis: número de dias favoráveis à doença (DFD); número de períodos com dez dias favoráveis consecutivos, denominado de ocorrência (O); e número de pulverizações requeridas para o controle da doença (S). Essas variáveis foram utilizadas para calcular o Índice de Máximo Risco (MRI) e o Índice de Risco Provável (PRI). A interpolação desses índices foi usada para gerar mapas de risco climático para cada época de semeadura. Os mapas de MRI e PRI mostraram que os maiores riscos para a proliferação da requeima da batata ocorre na estação chuvosa, de maio a julho, decrescendo durante as estações seca e de transição. Entretanto, alta variabilidade do risco para a doença foi observada em todas as épocas de semeadura. Os mapas gerados pela combinação do modelo agrometeorológico de previsão da doença e GIS também mostraram que em boa parte das áreas produtoras de batata na região andina da Venezuela a redução do número de pulverizações pode ser possível, no entanto há necessidade de novas pesquisas para se comprovar isso

Risco climático para a ocorrência de requeima da batata na região andina da Venezuela

Potato is an important crop for Venezuelan agriculture. However, its production is highly affected by late blight (Phytophtora infestans), since weather is commonly favorable for this disease. The aim of this study was to determine the sowing dates of low climatic risk for potato late blight in the Andes region of Venezuela, with an agrometeorological disease model and geographical information system (GIS) tools. The disease model used in this study was developed by Hyre (1954) which requires daily rainfall and temperature data which were obtained from 106 weather stations, located at the States of Mérida, Táchira, and Trujillo, for a period of 31 years. Hyre's model was applied for all stations obtainig the following variables: number of disease favorable days (DFD); number of periods with ten consecutive favorable days, named disease occurrence (O); and number of sprays required for disease control (S). These variables were used to calculate the Maximum Risk Index (MRI) and the Probable Risk Index (PRI). The interpolation of these indexes was used to generate maps of climatic risk for each sowing date. MRI and PRI maps showed that the highest climatic risk for potato late blight occurrence was during the rainy season, from May to July, decreasing during dry and mid seasons. However, high disease risk variability was observed for all seasons. The maps generated by coupling an agrometeorological disease model and GIS also show that in great part of potato areas of Andes region the number of sprays could be reduced, but more investigations about that must be carried out.A batata é uma importante cultura para a agricultura venezuelana. Entretanto, sua produção é altamente afetada pela ocorrência da requeima (Phytophtora infestans), já que as condições climáticas são normalmente favoráveis para essa doença. O objetivo deste estudo foi determinar as datas de semeadura com os menores riscos climáticos para a ocorrência da requeima na região andina da Venezuela, considerando o uso de um modelo agrometeorológico de previsão da doença e um sistema de informação geográfica (GIS). O modelo de estimativa da doença utilizado foi o desenvolvido por Hyre (1954), o qual requer dados diários de chuva e temperatura. Esses dados foram obtidos de 106 estações meteorológicas, situadas nos estados de Mérida, Táchira e Trujillo, para períodos de 31 anos. O modelo de Hyre foi aplicado para todas as estações, obtendo-se as seguintes variáveis: número de dias favoráveis à doença (DFD); número de períodos com dez dias favoráveis consecutivos, denominado de ocorrência (O); e número de pulverizações requeridas para o controle da doença (S). Essas variáveis foram utilizadas para calcular o Índice de Máximo Risco (MRI) e o Índice de Risco Provável (PRI). A interpolação desses índices foi usada para gerar mapas de risco climático para cada época de semeadura. Os mapas de MRI e PRI mostraram que os maiores riscos para a proliferação da requeima da batata ocorre na estação chuvosa, de maio a julho, decrescendo durante as estações seca e de transição. Entretanto, alta variabilidade do risco para a doença foi observada em todas as épocas de semeadura. Os mapas gerados pela combinação do modelo agrometeorológico de previsão da doença e GIS também mostraram que em boa parte das áreas produtoras de batata na região andina da Venezuela a redução do número de pulverizações pode ser possível, no entanto há necessidade de novas pesquisas para se comprovar isso

Homogeneous regions and probability density functions of pluvial precipitation in Táchira State, Venezuela

O objetivo deste trabalho foi determinar regiões homogêneas baseadas na sazonalidade da precipitação pluvial mensal e a distribuição de probabilidade que melhor se ajusta à precipitação dessas regiões no Estado de Táchira, Venezuela. Utilizaram-se valores da precipitação mensal de 25 estações climatológicas, que apresentam séries entre 24 e 62 anos. Aplicou-se o método de Ward no agrupamento dos meses com precipitação pluvial mensal similar e também no das localidades com precipitação similar (regiões homogêneas). Avaliaram-se os ajustes das funções de densidade exponencial, gama, Gumbel, normal, log-normal a três parâmetros, e Weibull aos dados observados de precipitação mensal. A variação sazonal da precipitação no Estado de Táchira apresenta três períodos estatisticamente definidos como: seco, transição e úmido. Os períodos seco e úmido apresentam quatro regiões homogêneas de precipitação mensal similar e o de transição três. No período seco, a distribuição de probabilidade recomendada para as estimativas mensais é a exponencial, com exceção da região homogênea com os maiores valores de precipitação pluvial do período, onde a gama se sobressai. No período chuvoso, em todas as regiões homogêneas, a distribuição normal predomina, com exceção de agosto, em que a gama prevalece. Já nos meses de transição, destacam-se as distribuições gama, em abril, e normal, em novembro.The objective of this work was to determine regions of monthly pluvial precipitation based on the seasonal and the probability distribution that best fit to precipitation of those areas in the State of Táchira, Venezuela. Long-term series of 24 throughout 62 years of monthly precipitation data of 25 climatological stations were used. The Ward's clustering methods of analyses was used to group the months with similar monthly pluvial precipitation and also the climatological locations with similar precipitation (homogeneous regions). The adjust of the probability density functions exponential, Gamma, Gumbel, normal, log-normal were evaluated with three parameters as well as Weibull distributions in order to observe monthly precipitation data. The precipitation seasonal variation at the State of Táchira presents three periods statistically defined as: dry, transition, and wet. For the dry and wet periods, four homogeneous regions of locations with similar monthly precipitation could be identified and, in the transition period, three regions. In the dry period, the recommended probability distribution is the exponential, except for the homogeneous regions with the largest rainfall values during that period, when Gamma distribution is better. In the wet period, in all regions, normal distribution prevails, except for August, when Gamma prevails. As far as transition periods are concerned, Gamma distributions are better in April and normal distribution, in November

Determination of base-temperature and influence of climatic variables on the cycle duration and on the production of corn (Zea mays L.)

Com o objetivo de estimar a influência de variáveis físicas do ambiente, na duração dos sub-períodos fenológicos e produção do milho, foi analisada a base de dados das observações fenológicas e de produção, referente ao experimento de híbridos e épocas de semeadura da firma AGROCERES, em Santa Cruz das Palmeiras, SP. Analisou-se o efeito da variável temperatura média do ar e das variáveis deficiência e excedente hídrico obtidas a partir do balanço hídrico no solo, na duração dos sub-período semeadura à floração (SF), floração a colheita (FC) e o ciclo semeadura a colheitas (SC) e na produção do híbrido AG-106, através de um modelo estatístico de regressão. O balanço hídrico foi calculado de acordo com o modelo de Thornthwaite e Mather (1955), modificado para a  determinação do armazenamento e o uso do coeficiente de   cultura (Kc), para quinquídios, usando-se uma capacidade de água disponível variável ao longo do ciclo, sendo a evapotranspiração potencial estimada pelo método de Thornthwaite. A temperatura média do ar foi a variável que melhor explicou a duração do sub-período semeadura à floração, mas a duração do sub-período FC e o ciclo todo, apresentaram uma baixa correlação com as variáveis analisadas. O uso do fator hídrico de correção dos graus - dia melhorou a estimativa da duração do sub-período plantio à floração. Os graus-dia estimados a partir da temperatura - base 1°C, corrigidos para eliminar o efeito do fator hídrico, promoveram a melhor estimativa na duração do sub-período semeadura a floração. A produção foi melhor explicada pela temperatura média que ocorreu no sub-período floração à colheita. Não foi encontrada correlação linear entre a produção e a variável deficiência hídrica, para nenhum dos sub-período estudados, mais a análise do efeito do déficit de evapotranspiração relativa sobre o rendimento determinado pelo modelo de Stewart (1973) mostrou uma tendência de diminuição do rendimento ao redor de 30% quando a temperatura média no sub-período floração à-colheita foi maior que 22°C. Abaixo desse valor, a temperatura média nesse sub-período foi o principal fator, afetando o rendimento, o qual diminui relativamente em 50% do estimado pelo modelo de Stewart.The base data of phenological observations and production was analysed for a corn hybrid essay at Santa Cruz das Palmeiras, objective was S.P, to Brazil, envolving planting dates.The estimate the influence of physical environmental variables on the sub-period duration and the production of corn. The effects of mean air temperature, water excess and deficit calculated from soil water balance dÚring the sub-period planting to flowering, flowering to harvesting and the planting to harvesting cycle, and with the production of the hibrid AG-106 were studied through a regression model. The water balance was calculated acording with Thornthwaite & Mather model, modified with respect to soil water storage and crop coefficient (Kc), for five day periods, was used a changing available soil water content through of the total cycle. The potential evapotranspiration  was estimated by Thornthwaite's method. The mean air temperature best explained the length of the sub-period planting - flowering, but the sub-period of flowering to harvesting and the planting harvesting cycle showed low correlation with the analysed variables.The use of degrees-day corrected by a factor which considered the soil water availability improved the planting - flowering duration. The duration of the sub-period was best estimated for a base-temperature of 10°C and when the correction factor for hydric effect was used. The grain yield was best explained by the mean air temperature of the sub-period flowering to harvesting. No a linear correlation was found between grain yield and soil water deficits in all the periods, but an analysis of the relative evapotranspiration deficit effect on the yield, by the model proposed by Stewart (1973), showed a tendency to decrease the maximum yield in about 30% when the mean temperature in the flowering - harvesting sub-period was above 22° C. Below this value, the mean air temperature in this sub-period was the main factor affecting the yield, indicanding a 50% decrease in relation to the estimated yield by Stewart's model

Determination of base-temperature and influence of climatic variables on the cycle duration and on the production of corn (Zea mays L.)

Com o objetivo de estimar a influência de variáveis físicas do ambiente, na duração dos sub-períodos fenológicos e produção do milho, foi analisada a base de dados das observações fenológicas e de produção, referente ao experimento de híbridos e épocas de semeadura da firma AGROCERES, em Santa Cruz das Palmeiras, SP. Analisou-se o efeito da variável temperatura média do ar e das variáveis deficiência e excedente hídrico obtidas a partir do balanço hídrico no solo, na duração dos sub-período semeadura à floração (SF), floração a colheita (FC) e o ciclo semeadura a colheitas (SC) e na produção do híbrido AG-106, através de um modelo estatístico de regressão. O balanço hídrico foi calculado de acordo com o modelo de Thornthwaite e Mather (1955), modificado para a  determinação do armazenamento e o uso do coeficiente de   cultura (Kc), para quinquídios, usando-se uma capacidade de água disponível variável ao longo do ciclo, sendo a evapotranspiração potencial estimada pelo método de Thornthwaite. A temperatura média do ar foi a variável que melhor explicou a duração do sub-período semeadura à floração, mas a duração do sub-período FC e o ciclo todo, apresentaram uma baixa correlação com as variáveis analisadas. O uso do fator hídrico de correção dos graus - dia melhorou a estimativa da duração do sub-período plantio à floração. Os graus-dia estimados a partir da temperatura - base 1°C, corrigidos para eliminar o efeito do fator hídrico, promoveram a melhor estimativa na duração do sub-período semeadura a floração. A produção foi melhor explicada pela temperatura média que ocorreu no sub-período floração à colheita. Não foi encontrada correlação linear entre a produção e a variável deficiência hídrica, para nenhum dos sub-período estudados, mais a análise do efeito do déficit de evapotranspiração relativa sobre o rendimento determinado pelo modelo de Stewart (1973) mostrou uma tendência de diminuição do rendimento ao redor de 30% quando a temperatura média no sub-período floração à-colheita foi maior que 22°C. Abaixo desse valor, a temperatura média nesse sub-período foi o principal fator, afetando o rendimento, o qual diminui relativamente em 50% do estimado pelo modelo de Stewart.The base data of phenological observations and production was analysed for a corn hybrid essay at Santa Cruz das Palmeiras, objective was S.P, to Brazil, envolving planting dates.The estimate the influence of physical environmental variables on the sub-period duration and the production of corn. The effects of mean air temperature, water excess and deficit calculated from soil water balance dÚring the sub-period planting to flowering, flowering to harvesting and the planting to harvesting cycle, and with the production of the hibrid AG-106 were studied through a regression model. The water balance was calculated acording with Thornthwaite & Mather model, modified with respect to soil water storage and crop coefficient (Kc), for five day periods, was used a changing available soil water content through of the total cycle. The potential evapotranspiration  was estimated by Thornthwaite's method. The mean air temperature best explained the length of the sub-period planting - flowering, but the sub-period of flowering to harvesting and the planting harvesting cycle showed low correlation with the analysed variables.The use of degrees-day corrected by a factor which considered the soil water availability improved the planting - flowering duration. The duration of the sub-period was best estimated for a base-temperature of 10°C and when the correction factor for hydric effect was used. The grain yield was best explained by the mean air temperature of the sub-period flowering to harvesting. No a linear correlation was found between grain yield and soil water deficits in all the periods, but an analysis of the relative evapotranspiration deficit effect on the yield, by the model proposed by Stewart (1973), showed a tendency to decrease the maximum yield in about 30% when the mean temperature in the flowering - harvesting sub-period was above 22° C. Below this value, the mean air temperature in this sub-period was the main factor affecting the yield, indicanding a 50% decrease in relation to the estimated yield by Stewart's model

Climatic risk for potato late blight occurrence in the Andes region, Venezuela

A batata é uma das culturas de maior importância na produção agrícola da Venezuela. As condições climáticas de baixa temperatura e alta umidade, existentes na região onde normalmente se cultiva a batata, são favoráveis para a ocorrência da Requeima, sendo esta a doença que mais limita a produção de batata em quase todas as regiões produtoras do país. A batata é semeada na Venezuela em variadas condições de altitudes, desde os 400 até 3000 manm, sendo a região Andina (Táchira, Mérida e Trujillo) uma das mais produtoras, portanto, a existência de bases de dados meteorológicas de qualidade é de extrema importância. Nessa região, a densidade de estações meteorológicas que registram a temperatura do ar é muito irregular e pequena, sendo que outro problema é a ocorrência de falhas nas séries históricas diárias de precipitação, o que dificulta os estudos agrometeorológicos associados à determinação do risco climático devido à ocorrência de doenças nas culturas agrícolas. Em decorrência disso e da importância da cultura para o país, propôs-se à realização do presente trabalho, cujos objetivos foram: gerar modelos diários de estimativa da temperatura mínima, máxima e média do ar, empregando-se a regressão linear múltipla, considerando como variáveis independentes às coordenadas geográficas (longitude e latitude) e a altitude, preencher os dados faltantes em séries diárias de precipitação, mediante uma proposta do método do vizinho mais próximo, sendo este aquele determinado a partir da análise de agrupamento (método de Ward, com distância euclidiana); e caracterizar e espacializar o risco de ocorrência da Requeima da batata na região andina da Venezuela, mediante o modelo de previsão proposto por Hyre (1954), cujos dados de entrada são precipitação e temperatura média e mínima diárias. Estes dados foram obtidos de 106 estações meteorológicas pertencentes ao Ministério do Ambiente e Recursos Naturais da Venezuela, para um período de 31 anos (1967-1997). Os modelos obtidos para a estimativa das temperaturas mínima, máxima e média do ar apresentaram em média coeficientes de determinação superiores a 0,90, quando testados com dados independentes, com estimativas livres de erro significativos: índice de concordância d variando de 0,98 a 1,0 e RMSE médio menor que 2 °C. Para a precipitação, empregou-se uma base de dados que inicialmente apresentava um 17% de dados faltantes, o que foi reduzido para 2,5% com o uso do método proposto. Os erros (ME, MAE e RMSE) obtidos foram moderados (MAE 1,7 a 4,0 mm/dia) e o índice de concordância variou de 0,57, para dados diários, a 0,83, quando os dados foram agrupados em valores mensais. A interpolação do risco potencial máximo de ocorrência da Requeima se realizou mediante técnicas de Geoestatística, (Krigagem ordinária) gerando mapas de risco de cada data de semeadura (20), de 1° de janeiro a 15 de outubro. Foram definidos os índices de risco máximo e provável. Esses índices mostraram que a época de maior risco acontece durante o período chuvoso, principalmente nos estados de Táchira e Trujillo.Potato is one of the most importance crops for Venezuela´s agriculture. However, low temperature and high humidity in the region where potatoes are growed are favorable to Late Blight (Phytophtora infestans) occurrence. Such disease limits the potato production in almost all regions of the country. Potato crop is growed in Venezuela at different altitudes, between 400 and 3000 msnm, being the Andes Region, which include the states of Táchira, Mérida, and Trujillo, the biggest producer. In this region, the existence of a weather database is of extreme importance, but the density of weather stations which measure air temperature is very low and the stations are not very well distributed. Another problem related to weather data is that daily rainfall measurements is not very reliable due to failures and missing data, which causes difficulties for agrometeorological studies associated to climatic risks of diseases occurrence. In function of what was mentioned above and taking into account the importance of potato crop to Venezuela, the objectives of the present study are: to generate models to estimate daily air temperature (average, maximum, and minimum) based on the multiple linear regression and geographical coordinates (latitude, longitude, and longitude); to fill in missing daily rainfall data through a proposed method of the nearest neighboor, which is determined by the cluster analysis (Ward Method, with Euclidean distance); and to characterize and spatialize the climatic risk of potato Late Blight occurrence in the Andes region of Venezuela, based on the forecast model proposed by Hyre (1954), which uses as input daily rainfall and daily average and minimum air temperature. Data used in this study were obtained from 106 weather stations, from the Ministry of Environment and Natural Resources of Venezuela, for a period of 31 years (1967-1997). The obtained models for estimating average, maximum, and minimum air temperatures showed on average determination coefficients (R2) higher than 0.90 when tested with independent data and estimated values free of significant errors: d (agreement index) from 0.98 to 1.00 and average RMSE smaller than 2oC. After to be organized, rainfall data presented a database with 17% of the missing data. Using the proposed method (the nearest neighboor) this percentage fell down to 2.5%. The statistical test of this method showed moderate errors, with MAE between 1.7 and 4.0 mmday-1 and d from 0.57 (daily basis) to 0.83 (monthly basis). The interpolation of the potential maximum climatic risk for Late Blight occurrence was done by Geostatistics, (ordinary Kriging method), generating the map of risks for each sowing date.(20) of January 1st to October 15th. The maximum and most likely risks were then defined. These indexes showed that the period with the highest risk for potato Late Blight occurrence is during the rainy season, mainly in the states of Táchira and Trujillo