Simulating maize phenology as a function of air temperature

O objetivo deste trabalho foi adaptar um modelo não linear (Wang e Engel – WE), para simular a fenologia do milh(Zea mays L.), e avaliar esse modelo e um modelo linear (soma térmica), para estimar os estágios de desenvolvimento de uma variedade de milho cultivada em campo. Um experimento de dois anos, com sete datas anuais de semeadura cada ano, foi conduzido em Santa Maria, RS, durante os anos agrícolas 2005/2006 e 2006/2007. Foram registradas as datas de emergência, espigamento e maturação fisiológica da variedade de milho BRS Missões, em seis repetições, em cada data de semeadura. Os dados coletados no ano agrícola 2005/2006 foram usados para estimar os coeficientes dos dois modelos, e os dados coletados no ano agrícola 2006/2007 foram usados como dados independentes para avaliar os modelos. O modelo não linear (WE) estimou com precisão as datas de espigamento e maturação fisiológica e apresentou a raiz do quadrado médio do erro (RQME) menor que o modelo linear (soma térmica). A RQME geral para espigamento e maturação fisiológica foi 2,7 e 4,8 dias, com o modelo de WE, e 5,6 e 8,3 dias com o modelo da soma térmica, respectivamenteThe objective of this study was to adapt a nonlinear model (Wang and Engel – WE) for simulating the phenology of maize (Zea mays  L.), and to evaluate this model and a linear one (thermal time), in order to predict developmental stages of a field-grown maize variety. A field experiment, during 2005/2006 and 2006/2007 was conducted in Santa Maria, RS, Brazil, in two growing seasons, with seven sowing dates each. Dates of emergence, silking, and physiological maturity of the maize variety BRS Missões were recorded in six replications in each sowing date. Data collected in 2005/2006 growing season were used to estimate the coefficients of the two models, and data collected in the 2006/2007 growing season were used as independent data set for model evaluations. The nonlinear WE model accurately predicted the date of silking and physiological maturity, and had a lower root mean square error (RMSE) than the linear (thermal time) model. The overall RMSE for silking andphysiological maturity was 2.7 and 4.8 days with WE model, and 5.6 and 8.3 days with thermal time model,respectively. 

Comparing two versions of a non-linear model for simulating leaf number and developmental stages in maize based on air temperature Comparativo de duas versões de modelo não-linear para a simulação do número de folhas e dos estágios de desenvolvimento do milho, baseado na temperatura do ar

The Wang and Engel (WE) model simulates crop development considering the non-linear response of plant development to temperature. Daily air temperature is the input for the temperature response function [f(T)] in the WE model, and because there are several approaches for computing daily temperatures, there are several ways to calculate the f(T). The objective of this study was to compare two versions of the WE model for simulating leaf number and developmental stages in maize, considering two approaches for imputing daily air temperature (daily mean air temperature and daily minimum/maximum air temperature). A two-year field experiment with the maize variety BRS Missões sown in several sowing dates was conducted in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during the 2005-2006 and 2006-2007 growing seasons. The f(T) in the WE model was calculated using daily mean air temperature calculated as the arithmetic average of daily minimum (TN) and maximum (TX) air temperatures (WE Tmean), and calculating an f(T) using TN and an f(T) using TX and then averaging the two f(T)s (WE Tmm). Ligule and tip leaf number, and silking and physiological maturity developmental stages measured in the 2005-2006 growing season were used to estimate model coefficients and the ones measured in the 2006-2007 growing season were used as independent data sets to evaluate models. Predictions of ligule and tip leaf number, silking and physiological maturity of the maize variety BRS Missões were better with the WE Tmm model than with the WE Tmean model.O modelo Wang e Engel (WE) simula o desenvolvimento das culturas considerando uma resposta não-linear do desenvolvimento das plantas à temperatura. A temperatura diária do ar é o dado de entrada na função de resposta à temperatura [f(T)] no modelo WE e, em função de haver várias maneiras de calcular a temperatura diária, há várias maneiras de calcular a f(T). O objetivo deste estudo foi comparar duas versões do modelo WE para a simulação do número de folhas e dos estágios de desenvolvimento em milho, considerando dois métodos de entrada da temperatura diária do ar (temperatura média diária do ar e temperatura mínima/máxima diária do ar). Um experimento de campo com a variedade de milho BRS Missões, semeado em várias datas de semeadura, foi conduzido em Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil, durante os anos agrícolas 2005-2006 e 2006-2007. A f(T) no modelo WE foi calculada usando-se a temperatura média diária do ar calculada pela média aritmética das temperaturas mínima (TN) e máxima (TX) diárias do ar (WE Tmean) e pela média de f(T) usando TN e pela de f(T) usando TX (WE Tmm). O número de folhas expandidas e totais e os estágios de desenvolvimento (embonecamento e maturidade fisiológica) coletados no ano agrícola 2005-2006 foram usados para estimarem-se os coeficientes dos modelos; por sua vez, os estágios coletados no ano agrícola 2006-2007 foram usados como dados independentes para avaliar os modelos. A simulação do número de folhas expandidas e totais, do embonecamento e da maturidade fisiológica da variedade de milho BRS Missões foi melhor com o modelo WE Tmm do que com o modelo WE Tmean

Simulating maize phenology as a function of air temperature with a linear and a nonlinear model Simulação da fenologia do milho em função da temperatura do ar por um modelo linear e um não linear

The objective of this study was to adapt a nonlinear model (Wang and Engel - WE) for simulating the phenology of maize (Zea mays L.), and to evaluate this model and a linear one (thermal time), in order to predict developmental stages of a field-grown maize variety. A field experiment, during 2005/2006 and 2006/2007 was conducted in Santa Maria, RS, Brazil, in two growing seasons, with seven sowing dates each. Dates of emergence, silking, and physiological maturity of the maize variety BRS Missões were recorded in six replications in each sowing date. Data collected in 2005/2006 growing season were used to estimate the coefficients of the two models, and data collected in the 2006/2007 growing season were used as independent data set for model evaluations. The nonlinear WE model accurately predicted the date of silking and physiological maturity, and had a lower root mean square error (RMSE) than the linear (thermal time) model. The overall RMSE for silking and physiological maturity was 2.7 and 4.8 days with WE model, and 5.6 and 8.3 days with thermal time model, respectively.<br>O objetivo deste trabalho foi adaptar um modelo não linear (Wang e Engel - WE), para simular a fenologia do milho (Zea mays L.), e avaliar esse modelo e um modelo linear (soma térmica), para estimar os estágios de desenvolvimento de uma variedade de milho cultivada em campo. Um experimento de dois anos, com sete datas anuais de semeadura cada ano, foi conduzido em Santa Maria, RS, durante os anos agrícolas 2005/2006 e 2006/2007. Foram registradas as datas de emergência, espigamento e maturação fisiológica da variedade de milho BRS Missões, em seis repetições, em cada data de semeadura. Os dados coletados no ano agrícola 2005/2006 foram usados para estimar os coeficientes dos dois modelos, e os dados coletados no ano agrícola 2006/2007 foram usados como dados independentes para avaliar os modelos. O modelo não linear (WE) estimou com precisão as datas de espigamento e maturação fisiológica e apresentou a raiz do quadrado médio do erro (RQME) menor que o modelo linear (soma térmica). A RQME geral para espigamento e maturação fisiológica foi 2,7 e 4,8 dias, com o modelo de WE, e 5,6 e 8,3 dias com o modelo da soma térmica, respectivamente