Design and optimisation of a large-area process-based model for annual crops

The formulation of a new process-based crop model, the general large-area model (GLAM) for annual crops is presented. The model has been designed to operate on spatial scales commensurate with those of global and regional climate models. It aims to simulate the impact of climate on crop yield. Procedures for model parameter determination and optimisation are described, and demonstrated for the prediction of groundnut (i.e. peanut; Arachis hypogaea L.) yields across India for the period 1966-1989. Optimal parameters (e.g. extinction coefficient, transpiration efficiency, rate of change of harvest index) were stable over space and time, provided the estimate of the yield technology trend was based on the full 24-year period. The model has two location-specific parameters, the planting date, and the yield gap parameter. The latter varies spatially and is determined by calibration. The optimal value varies slightly when different input data are used. The model was tested using a historical data set on a 2.5degrees x 2.5degrees grid to simulate yields. Three sites are examined in detail-grid cells from Gujarat in the west, Andhra Pradesh towards the south, and Uttar Pradesh in the north. Agreement between observed and modelled yield was variable, with correlation coefficients of 0.74, 0.42 and 0, respectively. Skill was highest where the climate signal was greatest, and correlations were comparable to or greater than correlations with seasonal mean rainfall. Yields from all 35 cells were aggregated to simulate all-India yield. The correlation coefficient between observed and simulated yields was 0.76, and the root mean square error was 8.4% of the mean yield. The model can be easily extended to any annual crop for the investigation of the impacts of climate variability (or change) on crop yield over large areas. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Simulation of crop yields using ERA-40: Limits to skill and nonstationarity in weather-yield relationships

Reanalysis data provide an excellent test bed for impacts prediction systems. because they represent an upper limit on the skill of climate models. Indian groundnut (Arachis hypogaea L.) yields have been simulated using the General Large-Area Model (GLAM) for annual crops and the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) 40-yr reanalysis (ERA-40). The ability of ERA-40 to represent the Indian summer monsoon has been examined. The ability of GLAM. when driven with daily ERA-40 data, to model both observed yields and observed relationships between subseasonal weather and yield has been assessed. Mean yields "were simulated well across much of India. Correlations between observed and modeled yields, where these are significant. are comparable to correlations between observed yields and ERA-40 rainfall. Uncertainties due to the input planting window, crop duration, and weather data have been examined. A reduction in the root-mean-square error of simulated yields was achieved by applying bias correction techniques to the precipitation. The stability of the relationship between weather and yield over time has been examined. Weather-yield correlations vary on decadal time scales. and this has direct implications for the accuracy of yield simulations. Analysis of the skewness of both detrended yields and precipitation suggest that nonclimatic factors are partly responsible for this nonstationarity. Evidence from other studies, including data on cereal and pulse yields, indicates that this result is not particular to groundnut yield. The detection and modeling of nonstationary weather-yield relationships emerges from this study as an important part of the process of understanding and predicting the impacts of climate variability and change on crop yields.

Quantification of physical and biological uncertainty in the simulation of the yield of a tropical crop using present-day and doubled CO2 climates

The impacts of climate change on crop productivity are often assessed using simulations from a numerical climate model as an input to a crop simulation model. The precision of these predictions reflects the uncertainty in both models. We examined how uncertainty in a climate (HadAM3) and crop General Large-Area Model (GLAM) for annual crops model affects the mean and standard deviation of crop yield simulations in present and doubled carbon dioxide (CO2) climates by perturbation of parameters in each model. The climate sensitivity parameter (lambda, the equilibrium response of global mean surface temperature to doubled CO2) was used to define the control climate. Observed 1966-1989 mean yields of groundnut (Arachis hypogaea L.) in India were simulated well by the crop model using the control climate and climates with values of lambda near the control value. The simulations were used to measure the contribution to uncertainty of key crop and climate model parameters. The standard deviation of yield was more affected by perturbation of climate parameters than crop model parameters in both the present-day and doubled CO2 climates. Climate uncertainty was higher in the doubled CO2 climate than in the present-day climate. Crop transpiration efficiency was key to crop model uncertainty in both present-day and doubled CO2 climates. The response of crop development to mean temperature contributed little uncertainty in the present-day simulations but was among the largest contributors under doubled CO2. The ensemble methods used here to quantify physical and biological uncertainty offer a method to improve model estimates of the impacts of climate change.

Efeito sacietogênico de um novo inibidor de tripsina da paçoca do amendoim com aumento plasmático de colecistocinina (cck)

Obesity is increasing, reaching epidemic levels in many regions of the world. Studies have shown that consumption of peanuts influences on weight control and this influence may be due to the action of trypsin inhibitors sacietogênica that condition increased plasma colescistocinina (CCK). Moreover, the peanut has other health benefits, and these assignments are guaranteed to increase their production and consumption of several of its products, including the paçoca peanut. The aim of this study was to identify the presence of a trypsin inhibitor in paçoca peanut and evaluate its effect on food intake, weight gain and histomorphological changes in swiss mice (n = 8) and Wistar rats (n = 6). Experimental diets were prepared based on the AIN-93G and supplemented with tack or peanut trypsin inhibitor partially purified paçoca peanut (AHTI). After each treatment, the animals were anesthetized and euthanized, their bloods were collected by cardiac puncture for the determination of CCK and other biochemical parameters (glucose, triglycerides, total cholesterol, high density lipoprotein, low density lipoprotein, glutamic-pyruvic transaminase, glutamic oxaloacetic transaminase and albumin) and their pancreas removed for histologic and morphometric analysis. The supplementation with paçoca peanut and the AHTI showed a decrease of body weight gain and food intake in both mice and rats, due to the satiety, since the animals showed no evidence of impairment of nutritional status conditioned by consumption the AHTI. There were also observed biochemical or morphological important when compared with controls. However, AHTI led to increased secretion of CCK, a peptide sacietogênico. Thus, these results indicate that AHTI present in paçoca peanut, is able to enhance the secretion of plasma CCK and thereby reduce the weight gain associated with lower food intake of experimenta animals

Condutividade el��trica em função do teor de água inicial de sementes de amendoim

O vigor de sementes de amendoim (Arachis hypogaea L.) avaliado pelo teste de condutividade el��trica demonstra estreita relação com o desempenho no campo, mas alguns fatores podem afetar o resultado da condutividade el��trica, sendo um destes o teor de água inicial das sementes. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o teor de água ou faixa de umidade da semente mais adequado para a avaliação da condutividade el��trica em sementes de amendoim. Quatro lotes de sementes da cultivar 'IAC Tatu ST' e quatro da cultivar 'IAC Runner 886' foram avaliados quanto ao seu potencial fisiol��gico e posteriormente o teor de água foi ajustado para 5, 7, 9, 11, 13 e 15%, pelo método da atmosfera úmida. O delineamento foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 4×6 (lotes × teores de água) para as sementes de cada cultivar, em quatro repetições e os resultados para o fator teor de água foram submetidos à análise de regressão. A maior relação da condutividade el��trica com vigor das sementes ocorreu naquelas com teor de água entre 9 a 15%, de forma que sementes com 5 a 7% de umidade não devem ser submetidas ao teste de condutividade el��trica, porque os lotes expressam alto padrão de germinação e vigor. A condutividade el��trica de sementes de amendoim é influenciada pelo teor de água e a estabilização dos resultados ocorre quando elas estão com teor de água entre 10 e 14%.

Nitrogen Supply for Cover Crops and Effects on Peanut Grown in Succession under a No-Till System

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Isoenzimatic variability among five peanut cultivars

A variabilidade genética foi avaliada dentro e entre amostras de diferentes cultivares de amendoim, Arachis hypogaea L., conhecidos como Roxo, Tatu Branco, Tatu Vermelho, Tatuí Vermelho e Tatuí (sementes com pel��cula branca), fornecidos por fazendas situadas nas regiões dos municípios de Marília, Presidente Prudente e São Manuel. Para tal análise, foi utilizada a técnica de eletroforese horizontal em gel de poliacrilamida, para os sistemas da leucil-aminopeptidase (LAP), aspartato aminotransferase (ATT) e peroxidase (PER). No sistema da leucil-aminopeptidase, foram observadas três bandas enzimáticas, denominadas LAP-A, LAP-B e LAP-C. Os padrões de bandas obtidos para o sistema da aspartato-aminotransferase mostraram a existência de três bandas anódicas, AAT-A, AAT-B e AAT-C. No sistema da peroxidase (PER), foram observadas quinze bandas, sendo oito anódicas (PER-A a PER-H) e sete catódicas (PER-I a PER-P). Os sistemas enzimáticos da peroxidase e leucil-aminopeptidase não foram discriminativos para as amostras analisadas dos diferentes cultivares obtidos nas diversas regiões. O sistema da aspartato-aminotransferase apresentou um padrão composto pelas bandas AAT-B e AAT-C, que se mostrou característico e discriminativo para as amostras do cultivar Tatu Branco, procedente de Presidente Prudente, e do 'Tatuí Vermelho', proveniente de Presidente Prudente e São Manuel.

Morfologia dos estômatos em fol��olos de amendoim, cultivares tatu e SO-909

Procurando conhecer a variabilidade dos estômatos ocorrentes nos fol��olos do amendoim (Arachis hypogaea L.), cultivares Tatu e SO-909, estudaram-se os tipos de estômatos, o índice estomático e dimensões, com os germoplasmas SO-53 ('Tatu') e SO-909 (PI-259747), obtidos do Banco Ativo de Germoplasma do Instituto Agronômico (IAC). Nas seções paradérmicas dos fol��olos, observaram-se quatro tipos básicos de estômatos: anomocítico, anisocítico, diacítico e laterocíclico, al��m de estômatos geminados. Os laterocíclicos apresentaram-se com maior freqüência. Os diacíticos não são citados na literatura consultada sobre o gênero Arachis. A largura dos estômatos e o índice estomático mostraram diferenças entre os genótipos.

Análise histoquímica foliar do amendoim: genótipos 'Tatu' e SO-909

Este trabalho teve por finalidade a análise histoquímica foliar de dois genótipos de amendoim (Arachis hypogaea L.), do tipo botânico Val��ncia: SO-53 ('Tatu') e SO-909 (PI-259747), cuja literatura demonstra apresentarem respostas diferentes de resistência às principais mol��stias fúngicas foliares do Brasil. Seções transversais das seguintes estruturas - pulvino, haste peciolar, raque, pulvínulo e fol��olo - e seções paradérmicas de fol��olos coletados em dois anos agrícolas consecutivos, foram analisadas quanto à presença de alcal��ides, amido, calose, celulose pura, celulose com pectina, cera, cristais, cutina, lignina, mucilagem, óleo, resina, tanino e ureídeos (micrograma) por fol��olo (grama). As diferenças qualitativas histoquímicas observadas nos diversos tecidos, como a freqüência de tanino, alcal��ide, pectina e óleo, supostamente, podem ser responsáveis pela resistência ou suscetibilidade dos genótipos às mol��stias fúngicas foliares. Para fins de caracterização, mostrou-se eficiente a avaliação de pureza de celulose.

Aspectos da organografia e anatomia foliar do amendoim: genótipos so-53 e so-909

Estudos morfol��gicos foliares foram efetuados em dois genótipos de amendoim (Arachis hypogaea L.), do grupo Val��ncia, completando informações contidas em trabalhos anteriores. O amendoim, importante cultura mundial, possui o Brasil como centro de origem e dispersão de suas espécies. Nenhuma pesquisa havia sido realizada em organografia nem em anatomia foliar, com genótipos em cultivo no País. O genótipo SO-53 ('Tatu') é suscetível às mais relevantes mol��stias fúngicas foliares, ocupando a maior área do amendoim cultivado no Brasil. O SO-909 (PI-259747) tem sido freqüentemente citado como fonte de resistência às mol��stias fúngicas foliares, em trabalhos de fitopatologia. Medições macroscópicas, com o uso de paquímetro, bem como observações microscópicas, através de fotomicroscópio, foram efetuadas. Um estudo organográfico foi executado com as folhas de plantas de campo, bem como o estudo anatômico, com o uso de l��minas semipermanentes, mediante desenhos esquemáticos e fotomicroscópio. Os idioblastos encontrados nos fol��olos foram divididos em três tipos, de acordo com a presença de tanino, mucilagem ou cristal. Os mucilaginosos foram separados em dois tipos, aparecendo os longos somente na superfície adaxial do limbo foliolar, e os curtos, similares às células epidérmicas, em seção paradérmica em ambas as faces do limbo foliolar. Os pêlos foram separados em três tipos, de acordo com o tamanho: os longos, os curtos e os muito curtos. Todos têm de uma a quatro células basais e uma longa apical. As cerdas², presentes nos dois genótipos, foram classificadas em dois tipos, também conforme o tamanho: as grandes, observadas visualmente, presentes sobretudo na bainha, e as curtas, ao longo da margem foliolar, ambas multicelulares. Algumas características morfol��gicas, como a presença e freqüência de pêlos; a forma da terminação do sulco na inserção adaxial do pecíolo-raque; a freqüência de cerdas e a espessura da l��mina foliolar, podem ser utilizadas na caracterização dos genótipos de amendoim. A menor espessura dos fol��olos e a presença de espaços aeríferos na epiderme da face abaxial do limbo foliolar podem ser correlacionadas à suscetibilidade a determinadas mol��stias fúngicas foliares do 'Tatu'.

ÁCIDOS GRAXOS E PROTEÍNA em GRÃOS DE AMENDOIM em FUNÇÃO da CALAGEM E do MÉTODO DE SECAGEM

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnol��gico (CNPq)

Densidade de plantas e produção de amendoim

Para estudar o efeito da densidade de plantas sobre a produção de vagens e seus componentes na cultura do amendoim cv. Tatu, em solos com diferentes fertilidades, foram realizados três experimentos, em condições de campo, no município de Pontal, SP, em um Latossolo Roxo, em anos agrícolas distintos, no cultivo das águas. As densidades estudadas foram 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23 e 26 plantas por metro, em espaçamento de 0,60 m entre linhas. O componente de produção responsável pela variação da produção de vagens por planta foi o número de vagens, tendo diminuído com o aumento da densidade de plantas. Nas maiores densidades de plantas, as produções por planta foram menores, todavia devido à maior população de plantas, foram obtidas nestas as maiores produtividades de vagens. Produtividades de vagens, sem perdas significativas em relação às maiores densidades, foram obtidas nas densidades de 14 plantas por metro em solo de alta fertilidade e de 11 plantas por metro em solos de média/baixa fertilidades, que originaram, respectivamente, 12,92, 10,67 e 10,93 plantas por metro à colheita.

Criteria for peanut seed pre-conditioning for the tetrazolium test

The staining pattern of peanut (Arachis hypogaea L.) seeds with a tetrazolium solution was evaluated to determine the adequate conditions of seed quality evaluations. Three seed lots with different vigour levels and similar moisture content were pre-conditioned using the combination of five periods of time (4, 8, 12, 16 and 20 hours) and four temperatures (20, 25, 30 and 35 degrees C) and then exposed to a 1.0% tetrazolium solution for three hours. The moisture content levels of seeds conditioned for 8 hours at the temperatures of 25, 30 or 35 degrees C, for 12 hours at 20 or 25 degrees C and for 16 hours at 20 degrees C, were above 30%. In this range of moisture level, the staining in tetrazolium was clear and uniform, reflecting an appropriate conditioning of the seeds. However, under a practical point of view, the period of 16 hours at 20 degrees C showed to be the best option, since it allows to start the pre-conditioning an late afternoon of one day and submit the seeds for staining in the following morning.

Efeito da densidade de semeadura na produção do amendoim

In this work, the effects of sowing densities on peanut (Arachis hypogaea L.) crop, cv. Tatu were studied. Three experiments were carried out under field conditions on a soil classified as ''Latosol Roxo'', in the Municipality of Pontal, SP, during the wet seasons of 1987-88, 1988-89, and 1989-90. The densities studied were 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, and 28 seeds in one metter of row, under some row spacing of 0.60 m. The pod number per plant was the yield component responsible for the variation of pod production per plant and these decreased with the increase of sowing density. However. The low pod production per plant in high densities of sowing was compensated by the high populations of plants and these produced high yield. Thus, good pod yields were obtained, without significant losses of yield compared with the higher densities, at density of 13 seeds per meter, in 1987-88, 16 seeds per meter in 1988-89 and 10 seeds per meter in 1989-90, that resulted, respectively, in 11.36, 12.72 and 9.28 plants per meter at harvest time.

Use of reduced concentrations of tetrazolium solutions for the evaluation of the viability of peanut seed lots

The possibility of reducing the concentration of the working solution used in the tetrazolium test for peanut seeds (Arachis hypogaea L.) with or without seedcoats was studied. Tetrazolium solutions of different concentrations (0.05%, 0.075% and 0.1%) were tested at the temperatures of 35 and 40 degrees C, for determining the time needed for the seeds to reach proper staining. The efficiency of the selected treatments in evaluating the viability potential of the seeds was determined by comparing the results of the tetrazolium tests with those obtained by standard germination (using sand and rolled paper towel as substrata) and seedling emergence in the field tests. Staining the seeds without seedcoat in 0.05% tetrazolium solution for three hours at 40 degrees C yielded efficient results. on the other hand, reduced concentrations can be employed in the staining process of seeds with seedcoat; however, this method requires a higher consumption of tetrazolium salt, longer staining time as well as a higher ability and availability of time for embryo evaluation, since the cross-cutting of seeds is much more difficult in the presence of the seedcoat and the occurrence of damage to the outer surface of the cotyledons cannot be determined.