Descrição Fractal da Variabilidade Temporal de Rendimento de 10 Culturas nos Estados Unidos

Resumo A análise fractal tem sido utilizada para caracterizar tanto a variabilidade temporal quanto a espacial em parâmetros vegetais e do solo. Um parâmetro vegetal de grande preocupação é o rendimento das culturas. Consequentemente, a variabilidade temporal de 10 cultivos comumente cultivados nos EUA foi descrita utilizando análise fractal. Os rendimentos médios de nove cultivos de grãos, juntamente com o rendimento da fibra do algodão (Gossypium hirsutum L.) de 1930 a 1990 nos EUA, foram utilizados para análises de semivariograma e fractal. A semivariança foi calculada para cada cultivo em diferentes intervalos de anos (h). A inclinação da linha de regressão de log semivariança vs. log h para cada cultivo foi utilizada para calcular a dimensão fractal D = (4 — inclinação)/2, que indica o padrão da variabilidade do rendimento. Um pequeno valor D (próximo de 1) indica a dominância da variação de longo prazo, enquanto um grande valor D (próximo de 2) indica dominância da variação de curto prazo e não dominância ou falta de variação ou tendência de longo prazo. De 1930 a 1990, o rendimento de todas as culturas aumentou, variando de cerca de duas vezes em soja (Glycine max (L.) Merr.), aveia (Avena sativa L.) e cevada (Hordeum vulgare L.) a cerca de seis vezes em milho (Zea mays L.). O melhoramento de cultivos através do melhoramento de plantas e o uso de fertilizantes e pesticidas são presumivelmente as principais razões para o aumento do rendimento. Grandes diferenças de rendimento foram observadas após 1960 para a maioria das culturas estudadas, sugerindo que o risco resultante de diferenças de rendimento de ano para ano aumentou com melhores rendimentos. As dimensões fractais variaram de 1,20 a 1,47 para as culturas estudadas, identificando a tendência de longo prazo, bem como a variação de curto prazo no rendimento dessas culturas. O arroz (Oryza sativa L.) teve o menor valor D, indicando que essa cultura teve a menor variação de curto prazo, enquanto a aveia e a soja tiveram o maior D, indicando a maior variação de curto prazo. A variabilidade temporal no rendimento médio das culturas nos EUA foi muito menor do que os valores de variabilidade espacial típicos relatados por outros para parâmetros do solo. Parece que a análise fractal é útil na quantificação da variabilidade temporal no rendimento de várias culturas e pode ser aplicada à pesquisa agronômica para caracterizar variações temporais.