Weed management and fertilization limit the potential of cassava productivity in subtropical environment / Manejo de plantas daninhas e fertilidade limitam o potencial de produtividade da mandioca em ambiente subtropical

The objectives of this study were to evaluate the response to fertilization and different weed control periods in the accumulation of dry matter of cassava leaves, stems, roots, and fresh mass roots yield. Two experiments were carried out on commercial fields in Ibarama, and Santa Maria municipalities located at the Rio Grande do Sul State, South Brazil, during the 2018/2019 growing season. Five treatments, varying chemical fertilizer applications and herbicides were used to represent management practices commonly used by farmers in Southern Brazil. The Simanihot process-based model simulated cassava growth, development, and productivity under potential conditions. Results show that the recommended dose of fertilizers and liming combined with pre-emergent herbicide and three mechanical weed clear management showed a 72% increase in root productivity compared to the management used by the average yield of smallholder farmers. Therefore, it is possible to reach 80% of the potential productivity by keeping the cassava crop free from weed interference and applying fertilizers. The presence of weeds during the first 100 days after planting reduced about 50% of the plant dry matter production in Ibarama and Santa Maria. Interestingly, it also affects 79.2% of fresh roots productivity in Ibarama. The objectives of this study were to evaluate the response to fertilization and different

Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta à adubação e diferentes épocas de controle de plantas daninhas no acúmulo de matéria seca de folhas, hastes, raízes e produção de massa fresca de raízes de mandioca. Dois experimentos foram conduzidos em campos comerciais nos municípios de Ibarama e Santa Maria localizados no Rio Grande do Sul, Sul do Brasil, durante a safra 2018/2019. Cinco tratamentos, com aplicações variadas de fertilizantes químicos e herbicidas foram utilizados para representar as práticas de manejo comumente utilizadas pelos agricultores do Sul do Brasil. O modelo baseado no processo Simanihot foi usado para simular o crescimento, desenvolvimento e produtividade da mandioca sob condições potenciais. Os resultados mostram que a dose recomendada de fertilizantes e calagem combinados com herbicida pré-emergente e três manejos mecânicos de limpeza de plantas daninhas apresentaram um aumento de 72% na produtividade de raízes em relação ao manejo utilizado pela produtividade média dos pequenos agricultores. Portanto, é possível atingir 80% do potencial de produtividade mantendo a cultura da mandioca livre de interferência de plantas daninhas e com aplicação de fertilizantes. A presença de plantas daninhas durante os primeiros 100 dias após o plantio reduziu cerca de 50% da produção de matéria seca da planta em Ibarama e Santa Maria e 79,2% da produtividade de

Weed management and fertilization limit the potential of cassava productivity in subtropical environment / Manejo de plantas daninhas e fertilidade limitam o potencial de produtividade da mandioca em ambiente subtropical

The objectives of this study were to evaluate the response to fertilization and different weed control periods in the accumulation of dry matter of cassava leaves, stems, roots, and fresh mass roots yield. Two experiments were carried out on commercial fields in Ibarama, and Santa Maria municipalities located at the Rio Grande do Sul State, South Brazil, during the 2018/2019 growing season. Five treatments, varying chemical fertilizer applications and herbicides were used to represent management practices commonly used by farmers in Southern Brazil. The Simanihot process-based model simulated cassava growth, development, and productivity under potential conditions. Results show that the recommended dose of fertilizers and liming combined with pre-emergent herbicide and three mechanical weed clear management showed a 72% increase in root productivity compared to the management used by the average yield of smallholder farmers. Therefore, it is possible to reach 80% of the potential productivity by keeping the cassava crop free from weed interference and applying fertilizers. The presence of weeds during the first 100 days after planting reduced about 50% of the plant dry matter production in Ibarama and Santa Maria. Interestingly, it also affects 79.2%of fresh roots productivity in Ibarama.

Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta à adubação e diferentes épocas de controle de plantas daninhas no acúmulo de matéria seca de folhas, hastes, raízes e produção de massa fresca de raízes de mandioca. Dois experimentos foram conduzidos em campos comerciais nos municípios de Ibarama e Santa Maria localizados no Rio Grande do Sul, Sul do Brasil, durante a safra 2018/2019. Cinco tratamentos, com aplicações variadas de fertilizantes químicos e herbicidas foram utilizados para representar as práticas de manejo comumente utilizadas pelos agricultores do Sul do Brasil. O modelo baseado no processo Simanihot foi usado para simular o crescimento, desenvolvimento e produtividade da mandioca sob condições potenciais. Os resultados mostram que a dose recomendada de fertilizantes e calagem combinados com herbicida pré-emergente e três manejos mecânicos de limpeza de plantas daninhas apresentaram um aumento de72% na produtividade de raízes em relação ao manejo utilizado pela produtividade média dos pequenos agricultores. Portanto, é possível atingir 80% do potencial de produtividade mantendo a cultura da mandioca livre de interferência de plantas daninhas e com aplicação de fertilizantes. A presença de plantas daninhas durante os primeiros 100 dias após o plantio reduziu cerca de 50% da produção de matéria seca da planta em Ibarama e Santa Maria e 79,2% da produtividade de raízes frescas em Ibarama.

Estimating cassava yield in future IPCC climate scenarios for the Rio Grande do Sul State, Brazil / Produtividade simulada de mandioca em cenários climáticos futuros do IPCC para o Rio Grande do Sul, Brasil

The objective of this study was to simulate the yield of two cassava cultivars in two IPCC future climate scenarios, the SRES-A1B (Cmip3) and the RCP4.5 (Cmip5), for the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The Simanihot model, with the Thornthwaite and Mather water balance sub-model, and the SRES-A1B (Cmip3 - Third Coupled Model Intercomparison Project) and RCP4.5 (Cmip5 - Fifth Coupled Model Intercomparison Project) scenarios of the Fourth and Fifth IPCC Assessment Report, respectively, was used. Cassava cultivars used in this study were "Fepagro - RS13" (forrage) and "Estrangeira" (human consumption). In both cultivars, there was an increase in tuberous roots yield in future climate scenarios. The cultivar for human consumption benefits more roots yield in the scenario with higher CO2 (Cmip3 scenario); whereas, the forage cultivar benefits more the Cmip5 scenario. Among the three future periods (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), changes in tuberous roots yield are more evident in the end of the century period (2070-2099) and for early planting dates (01 September and 01 October). The northeastern region of the state has the greatest changes in tuberous roots yield in future climates, because this is the coldest region, with winter minimum temperature during between 6 and 8ºC. (AU)

O objetivo deste trabalho foi simular a produtividade de duas cultivares de mandioca em dois cenários climáticos futuros do IPCC, o SRES-A1B (Cmip3) e o RCP4.5 (Cmip5), para o Rio Grande do Sul. Foi utilizado o modelo Simanihot, com o submodelo de balanço hídrico do solo diário sequencial de Thornthwaite e Mather, e os cenários SRES- A1B (Cmip3 - 3o Projeto de Intercomparação de modelos globais) e o RCP4.5 (Cmip5 - 5o Projeto de Intercomparação de modelos globais) do 4o e 5o relatório do IPCC, respectivamente, regionalizados por downscaling dinâmico com modelo RegCM3 e RegCM4 (Modelo Climático Regional), respectivamente. As cultivares utilizadas no estudo foram a 'Fepagro - RS13' (uso forrageira) e 'Estrangeira' (uso para mesa). Em ambas há aumento na produtividade de raízes em cenários climáticos futuros. A cultivar de mesa se beneficia mais na produtividade de raízes no cenário com maior concentração de CO2 (cenário Cmip3), enquanto a cultivar forrageira, se beneficia mais no cenário Cmip5. Nos três períodos futuros (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), as mudanças na produtividade são sempre mais expressivas no último período (2070-2099) e nas primeiras datas de plantio (01/09 e 01/10). A região do Rio Grande do Sul com maiores mudanças na produtividade é a nordeste, a qual, no clima atual é a mais fria do Estado, com temperatura mínima do ar no inverno entre 6 e 8°C. (AU)

Estimating cassava yield in future IPCC climate scenarios for the Rio Grande do Sul State, Brazil / Produtividade simulada de mandioca em cenários climáticos futuros do IPCC para o Rio Grande do Sul, Brasil

The objective of this study was to simulate the yield of two cassava cultivars in two IPCC future climate scenarios, the SRES-A1B (Cmip3) and the RCP4.5 (Cmip5), for the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The Simanihot model, with the Thornthwaite and Mather water balance sub-model, and the SRES-A1B (Cmip3 - Third Coupled Model Intercomparison Project) and RCP4.5 (Cmip5 - Fifth Coupled Model Intercomparison Project) scenarios of the Fourth and Fifth IPCC Assessment Report, respectively, was used. Cassava cultivars used in this study were "Fepagro - RS13" (forrage) and "Estrangeira" (human consumption). In both cultivars, there was an increase in tuberous roots yield in future climate scenarios. The cultivar for human consumption benefits more roots yield in the scenario with higher CO2 (Cmip3 scenario); whereas, the forage cultivar benefits more the Cmip5 scenario. Among the three future periods (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), changes in tuberous roots yield are more evident in the end of the century period (2070-2099) and for early planting dates (01 September and 01 October). The northeastern region of the state has the greatest changes in tuberous roots yield in future climates, because this is the coldest region, with winter minimum temperature during between 6 and 8ºC.

O objetivo deste trabalho foi simular a produtividade de duas cultivares de mandioca em dois cenários climáticos futuros do IPCC, o SRES-A1B (Cmip3) e o RCP4.5 (Cmip5), para o Rio Grande do Sul. Foi utilizado o modelo Simanihot, com o submodelo de balanço hídrico do solo diário sequencial de Thornthwaite e Mather, e os cenários SRES- A1B (Cmip3 - 3o Projeto de Intercomparação de modelos globais) e o RCP4.5 (Cmip5 - 5o Projeto de Intercomparação de modelos globais) do 4o e 5o relatório do IPCC, respectivamente, regionalizados por downscaling dinâmico com modelo RegCM3 e RegCM4 (Modelo Climático Regional), respectivamente. As cultivares utilizadas no estudo foram a 'Fepagro - RS13' (uso forrageira) e 'Estrangeira' (uso para mesa). Em ambas há aumento na produtividade de raízes em cenários climáticos futuros. A cultivar de mesa se beneficia mais na produtividade de raízes no cenário com maior concentração de CO2 (cenário Cmip3), enquanto a cultivar forrageira, se beneficia mais no cenário Cmip5. Nos três períodos futuros (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), as mudanças na produtividade são sempre mais expressivas no último período (2070-2099) e nas primeiras datas de plantio (01/09 e 01/10). A região do Rio Grande do Sul com maiores mudanças na produtividade é a nordeste, a qual, no clima atual é a mais fria do Estado, com temperatura mínima do ar no inverno entre 6 e 8°C.

Estimating cassava yield in future IPCC climate scenarios for the Rio Grande do Sul State, Brazil / Produtividade simulada de mandioca em cenários climáticos futuros do IPCC para o Rio Grande do Sul, Brasil

ABSTRACT: The objective of this study was to simulate the yield of two cassava cultivars in two IPCC future climate scenarios, the SRES-A1B (Cmip3) and the RCP4.5 (Cmip5), for the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The Simanihot model, with the Thornthwaite and Mather water balance sub-model, and the SRES-A1B (Cmip3 - Third Coupled Model Intercomparison Project) and RCP4.5 (Cmip5 - Fifth Coupled Model Intercomparison Project) scenarios of the Fourth and Fifth IPCC Assessment Report, respectively, was used. Cassava cultivars used in this study were 'Fepagro - RS13' (forrage) and 'Estrangeira' (human consumption). In both cultivars, there was an increase in tuberous roots yield in future climate scenarios. The cultivar for human consumption benefits more roots yield in the scenario with higher CO2 (Cmip3 scenario); whereas, the forage cultivar benefits more the Cmip5 scenario. Among the three future periods (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), changes in tuberous roots yield are more evident in the end of the century period (2070-2099) and for early planting dates (01 September and 01 October). The northeastern region of the state has the greatest changes in tuberous roots yield in future climates, because this is the coldest region, with winter minimum temperature during between 6 and 8oC.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi simular a produtividade de duas cultivares de mandioca em dois cenários climáticos futuros do IPCC, o SRES-A1B (Cmip3) e o RCP4.5 (Cmip5), para o Rio Grande do Sul. Foi utilizado o modelo Simanihot, com o submodelo de balanço hídrico do solo diário sequencial de Thornthwaite e Mather, e os cenários SRES- A1B (Cmip3 - 3o Projeto de Intercomparação de modelos globais) e o RCP4.5 (Cmip5 - 5o Projeto de Intercomparação de modelos globais) do 4o e 5o relatório do IPCC, respectivamente, regionalizados por downscaling dinâmico com modelo RegCM3 e RegCM4 (Modelo Climático Regional), respectivamente. As cultivares utilizadas no estudo foram a 'Fepagro - RS13' (uso forrageira) e 'Estrangeira' (uso para mesa). Em ambas há aumento na produtividade de raízes em cenários climáticos futuros. A cultivar de mesa se beneficia mais na produtividade de raízes no cenário com maior concentração de CO2 (cenário Cmip3), enquanto a cultivar forrageira, se beneficia mais no cenário Cmip5. Nos três períodos futuros (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), as mudanças na produtividade são sempre mais expressivas no último período (2070-2099) e nas primeiras datas de plantio (01/09 e 01/10). A região do Rio Grande do Sul com maiores mudanças na produtividade é a nordeste, a qual, no clima atual é a mais fria do Estado, com temperatura mínima do ar no inverno entre 6 e 8°C.

Estimating cassava yield in future IPCC climate scenarios for the Rio Grande do Sul State, Brazil

ABSTRACT: The objective of this study was to simulate the yield of two cassava cultivars in two IPCC future climate scenarios, the SRES-A1B (Cmip3) and the RCP4.5 (Cmip5), for the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The Simanihot model, with the Thornthwaite and Mather water balance sub-model, and the SRES-A1B (Cmip3 - Third Coupled Model Intercomparison Project) and RCP4.5 (Cmip5 - Fifth Coupled Model Intercomparison Project) scenarios of the Fourth and Fifth IPCC Assessment Report, respectively, was used. Cassava cultivars used in this study were 'Fepagro - RS13' (forrage) and 'Estrangeira' (human consumption). In both cultivars, there was an increase in tuberous roots yield in future climate scenarios. The cultivar for human consumption benefits more roots yield in the scenario with higher CO2 (Cmip3 scenario); whereas, the forage cultivar benefits more the Cmip5 scenario. Among the three future periods (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), changes in tuberous roots yield are more evident in the end of the century period (2070-2099) and for early planting dates (01 September and 01 October). The northeastern region of the state has the greatest changes in tuberous roots yield in future climates, because this is the coldest region, with winter minimum temperature during between 6 and 8oC.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi simular a produtividade de duas cultivares de mandioca em dois cenários climáticos futuros do IPCC, o SRES-A1B (Cmip3) e o RCP4.5 (Cmip5), para o Rio Grande do Sul. Foi utilizado o modelo Simanihot, com o submodelo de balanço hídrico do solo diário sequencial de Thornthwaite e Mather, e os cenários SRES- A1B (Cmip3 - 3o Projeto de Intercomparação de modelos globais) e o RCP4.5 (Cmip5 - 5o Projeto de Intercomparação de modelos globais) do 4o e 5o relatório do IPCC, respectivamente, regionalizados por downscaling dinâmico com modelo RegCM3 e RegCM4 (Modelo Climático Regional), respectivamente. As cultivares utilizadas no estudo foram a 'Fepagro - RS13' (uso forrageira) e 'Estrangeira' (uso para mesa). Em ambas há aumento na produtividade de raízes em cenários climáticos futuros. A cultivar de mesa se beneficia mais na produtividade de raízes no cenário com maior concentração de CO2 (cenário Cmip3), enquanto a cultivar forrageira, se beneficia mais no cenário Cmip5. Nos três períodos futuros (2010-2039, 2040-2069 e 2070-2099), as mudanças na produtividade são sempre mais expressivas no último período (2070-2099) e nas primeiras datas de plantio (01/09 e 01/10). A região do Rio Grande do Sul com maiores mudanças na produtividade é a nordeste, a qual, no clima atual é a mais fria do Estado, com temperatura mínima do ar no inverno entre 6 e 8°C.