Calibration and validation of the AquaCrop model for the soybean crop grown under different levels of irrigation in the Motopiba region, Brazil

• Published in: Ciência rural Vol. 48; no. 1
• Main Authors: Silva, Vicente de Paulo Rodrigues da, Silva, Roberta Araújo e, Maciel, Girlene Figueiredo, Braga, Célia Campos, Silva Júnior, José Luiz Cabral da, Souza, Enio Pereira de, Almeida, Rafaela Silveira Rodrigues, Silva, Madson Tavares, Holanda, Romildo Morant de
• Format: Journal Article
• Language: English; Portuguese
• Published: Santa Maria Universidade Federal de Santa Maria Centro de Ciencias Rurais 2018; Universidade Federal de Santa Maria
• Subjects: Agricultural production; AGRONOMY; Biomass; biomass production, evapotranspiration; Calibration; Climatic conditions; Crop yield; Crops; Cultivars; Drought; Dry season; Growth models; Harvest; Irrigation; Irrigation water; leaf area index, deficit irrigation; Performance evaluation; Productivity; Rainy season; Senescence; Soybeans; Statistical analysis; Statistics; Water levels; Water resistance; Water stress; yield; Brazil; evapotranspiração; produtividade; déficit de irrigação; yield; índice de área foliar; leaf area index, deficit irrigation; produção de biomassa; biomass production, evapotranspiration
• ISSN: 1678-4596; 0103-8478; 1678-4596
• DOI: 10.1590/0103-8478cr20161118

The water-driven AquaCrop model to simulate yield response has been calibrated and validated for soybean cultivated under different water levels irrigation in Matopiba region, Brazil. The crop was submitted to seven irrigation treatments during the dry season and a dry treatment in the rainy season. The model was parameterized and calibrated by using soybean yield data collected at field level. Model performance was evaluated by using the following statistical parameters: prediction error (Pe), Nash-Sutcliffe efficiency index (E), coefficient of determination (R2), mean absolute error (MAE), root mean square error normalized (RMSEN) and Willmott’s index (d). The statistical analyses of the AquaCrop model calibrated for the Matopiba region disclosed error acceptable for yield prediction of soybean grown under tropical climate conditions. Results also indicated that the C2 soybean cultivar is more resistant to water stress than the C1 soybean grown in the Matopiba region, Brazil. In the treatments when the crop was well supplied with water, at least in one phase, the yield was greater than those with drought stress at last in one phase.
RESUMO: O modelo AquaCrop foi calibrado e validado para simular a produtividade da soja cultivada sob diferentes lâminas de irrigação na região de Matopiba, Brasil. A cultura foi submetida a sete tratamentos de irrigação durante a estação seca e um tratamento de sequeiro na estação chuvosa. O modelo foi parametrizado e calibrado utilizando dados de produtividade de soja coletados diretamente em campo. O desempenho do modelo foi avaliado utilizando os seguintes parâmetros estatísticos: erro de predição (Pe), índice de eficiência de Nash-Sutcliffe (E), coeficiente de determinação (R2), erro médio absoluto (EMA), raiz quadrática do erro médio normalizado (EQEMN) e índice de Willmott (d). As análises estatísticas do modelo AquaCrop calibrado para a região de Matopiba apresentaram erros aceitáveis na predição da produtividade de soja cultivada sob condições climáticas tropicais. Os resultados também indicaram que a cultivar de soja C2 é mais resistente ao estresse hídrico do que a soja C1 cultivada na região de Matopiba, Brasil. Nos tratamentos durante os quais a cultura foi bem abastecida com água, em pelo menos em uma fase, a produtividade foi maior, em vista do estresse hídrico que ocorre em uma fase.