Point placement of late vegetative stage nitrogen splits increase the productivity, N-use efficiency and profitability of tropical maize under decade long conservation agriculture

Hari Sankar Nayak C.M. Parihar Shankar Lal Jat ML JAT Ahmed Abdallah (2022, [Artículo])

Non-Linear Growth Model Nitrogen Remobilization Right Placement Precision Nitrogen Management CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA GROWTH MODELS NITROGEN NUTRIENT MANAGEMENT

Expanding the WOFOST crop model to explore options for sustainable nitrogen management: A study for winter wheat in the Netherlands

João Vasco Silva Pytrik Reidsma (2024, [Artículo])

Nitrogen (N) management is essential to ensure crop growth and to balance production, economic, and environmental objectives from farm to regional levels. This study aimed to extend the WOFOST crop model with N limited production and use the model to explore options for sustainable N management for winter wheat in the Netherlands. The extensions consisted of the simulation of crop and soil N processes, stress responses to N deficiencies, and the maximum gross CO2 assimilation rate being computed from the leaf N concentration. A new soil N module, abbreviated as SNOMIN (Soil Nitrogen for Organic and Mineral Nitrogen module) was developed. The model was calibrated and evaluated against field data. The model reproduced the measured grain dry matter in all treatments in both the calibration and evaluation data sets with a RMSE of 1.2 Mg ha−1 and the measured aboveground N uptake with a RMSE of 39 kg N ha−1. Subsequently, the model was applied in a scenario analysis exploring different pathways for sustainable N use on farmers' wheat fields in the Netherlands. Farmers' reported yield and N fertilization management practices were obtained for 141 fields in Flevoland between 2015 and 2017, representing the baseline. Actual N input and N output (amount of N in grains at harvest) were estimated for each field from these data. Water and N-limited yields and N outputs were simulated for these fields to estimate the maximum attainable yield and N output under the reported N management. The investigated scenarios included (1) closing efficiency yield gaps, (2) adjusting N input to the minimum level possible without incurring yield losses, and (3) achieving 90% of the simulated water-limited yield. Scenarios 2 and 3 were devised to allow for soil N mining (2a and 3a) and to not allow for soil N mining (2b and 3b). The results of the scenario analysis show that the largest N surplus reductions without soil N mining, relative to the baseline, can be obtained in scenario 1, with an average of 75%. Accepting negative N surpluses (while maintaining yield) would allow maximum N input reductions of 84 kg N ha−1 (39%) on average (scenario 2a). However, the adjustment in N input for these pathways, and the resulting N surplus, varied strongly across fields, with some fields requiring greater N input than used by farmers.

Crop Growth Models WOFOST CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CROPS NITROGEN-USE EFFICIENCY WINTER WHEAT SOIL WATER

Modelación hidráulica de un reactor de electrocoagulación tubular de sección anular

JAVIER DE JESUS CANTO RIOS Alejandra Martín-Domínguez Sara Pérez-Castrejón VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2017, [Artículo])

El presente trabajo se enfoca en el estudio de las pérdidas de carga totales en un reactor de electrocoagulación con flujo a presión y sección transversal anular simple y múltiple, donde esta última característica depende del arreglo de los electrodos. Se presenta el análisis de las pérdidas de carga por cortante y accesorios, las cuales se modelaron utilizando diferentes expresiones empíricas y se compararon con las mediciones realizadas a escala semipiloto. Como resultado del análisis se observó que la ecuación de Bahramir, Yovanovich y Culham (2006) asemeja las pérdidas reales en secciones anulares múltiples, mientras que la expresión propuesta por Davis describe mejor la sección anular simple. Estos resultados permitirán tener herramientas para diseñar reactores de electrocoagulación a escala real.

Electrocoagulación Modelación Pérdidas de carga hidráulica Secciones anulares INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Neyman-Scott-based water distribution network modelling

Modelación de redes de agua potable basado en el proceso de Neyman-Scott

VICTOR HUGO ALCOCER YAMANAKA Velitchko Tzatchkov (2012, [Artículo])

Uno de los parámetros más difíciles de estimar al modelar las redes de distribución de agua potable es el del consumo doméstico. Se ha demostrado que este sigue un proceso estocástico posible de caracterizar a través de pulsos rectangulares, con ciertas intensidad, duración y frecuencia de arribo, por medio de esquemas estocásticos como el modelo de pulsos rectangulares de Neyman-Scott (NSRPM). El esquema NSRPM se basa en la solución de un problema de optimización no lineal que involucra momentos teóricos de las series sintéticas (equiprobables) y los momentos observados (mediciones de campo). Se ha publicado la metodología, así como trabajos orientados a la generación de la demanda en los domicilios, sin embargo, no su validación en una red de distribución real, con la conjunción y agregación de las demandas de los domicilios, y su comparación con los métodos tradicionales. En el presente artículo se comparan resultados obtenidos empleando series sintéticas con carácter estocástico, producto del esquema NSRPM aplicado a la determinación de presiones y caudales, con los obtenidos por el método tradicional que utiliza curva de variación horaria de la demanda, y con mediciones de presión y caudal hechas en el sector Humaya, en Culiacán, Sinaloa, México.

Distribución de agua Demanda de agua Consumo doméstico de agua Modelación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Modeling the growth, yield and N dynamics of wheat for decoding the tillage and nitrogen nexus in 8-years long-term conservation agriculture based maize-wheat system

C.M. Parihar Dipaka Ranjan Sena Prakash Chand Ghasal Shankar Lal Jat Yashpal Singh Saharawat Mahesh Gathala Upendra Singh Hari Sankar Nayak (2024, [Artículo])

Context: Agricultural field experiments are costly and time-consuming, and their site-specific nature limits their ability to capture spatial and temporal variability. This hinders the transfer of crop management information across different locations, impeding effective agricultural decision-making. Further, accurate estimates of the benefits and risks of alternative crop and nutrient management options are crucial for effective decision-making in agriculture. Objective: The objective of this study was to utilize the Crop Environment Resource Synthesis CERES-Wheat model to simulate crop growth, yield, and nitrogen dynamics in a long-term conservation agriculture (CA) based wheat system. The study aimed to calibrate the model using data from a field experiment conducted during the 2019-20-2020-21 growing seasons and evaluation it with independent data from the year 2021–22. Method: Crop simulation models, such as the Crop Environment Resource Synthesis CERES-Wheat (DSSAT v 4.8), may provide valuable insights into crop growth and nitrogen dynamics, enabling decision makers to understand and manage production risk more effectively. Therefore, the present study employed the CERES-Wheat (DSSAT v 4.8) model and calibrated it using field data, including plant phenological phases, leaf area index, aboveground biomass, and grain yield from the 2019-20-2020-21 growing seasons. An independent dataset from the year 2021–22 was used for model evaluation. The model was used to investigate the relationship between growing degree days (GDD), temperature, nitrate and ammonical concentration in soil, and nitrogen uptake by the crop. Additionally, the study explored the impact of contrasting tillage practices and fertilizer nitrogen management options on wheat yields. The experimental site is situated at ICAR-Indian Agricultural Research Institute (IARI), New Delhi, representing Indian Trans-Gangetic Plains Zone (28o 40’N latitude, 77o 11’E longitude and an altitude of 228 m above sea level). The treatments consist of four nitrogen management options, viz., N0 (zero nitrogen), N150 (150 kg N ha−1 through urea), GS (Green seeker based urea application) and USG (urea super granules @150 kg N ha−1) in two contrasting tillage systems, i.e., CA-based zero tillage (ZT) and conventional tillage (CT). Result: The outcomes exhibited favorable agreement between the model’s simulations and the observed data for crop phenology (With less than 2 days variation in 50% onset of flowering), grain and biomass yield (Root mean square error; RMSE 336 kg ha−1 and 649 kg ha−1, respectively), and leaf area index (LAI) (RMSE 0.28 & normalized RMSE; nRMSE 6.69%). The model effectively captured the nitrate-N (NO3−-N) dynamics in the soil profile, exhibiting a remarkable concordance with observed data, as evident from its low RMSE = 12.39 kg ha−1 and nRMSE = 13.69%. Moreover, as it successfully simulated the N balance in the production system, the nitrate leaching and ammonia volatilization pattern as described by the model are highly useful to understand these critical phenomena under both conventional tillage (CT) and CA-based Zero Tillage (ZT) treatments. Conclusion: The study concludes that the DSSAT-CERES-Wheat model has significant potential to assess the impacts of tillage and nitrogen management practices on crop growth, yield, and soil nitrogen dynamics in the western Indo-Gangetic Plains (IGP) region. By providing reliable forecasts within the growing season, this modeling approach can facilitate better planning and more efficient resource management. Future implications: The successful implementation of the DSSAT-CERES-Wheat model in this study highlights its applicability in assessing crop performance and soil dynamics. Future research should focus on expanding the model’s capabilities by reducing its sensitivity to initial soil nitrogen levels to refine its predictions further. Moreover, the model’s integration with decision support systems and real-time data can enhance its usefulness in aiding agricultural decision-making and supporting sustainable crop management practices.

Nitrogen Dynamics Mechanistic Crop Growth Models Crop Simulation CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA NITROGEN CONSERVATION AGRICULTURE WHEAT MAIZE CROP GROWTH RATE SIMULATION MODELS

Novel mutant alleles reveal a role of the extra-large G protein in rice grain filling, panicle architecture, plant growth, and disease resistance

Akshaya Biswal Daisuke Urano (2022, [Artículo])

Heterotrimeric G Proteins Extra-Large G Proteins Cas9 OsXLG CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CRISPR RICE PROTEINS PLANT GROWTH DISEASE RESISTANCE

Exploring GWAS and genomic prediction to improve Septoria tritici blotch resistance in wheat

Admas Alemu Abebe Pawan Singh Aakash Chawade (2023, [Artículo])

Septoria Tritici Blotch Wheat Breeding Genomic Prediction CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA GENOME-WIDE ASSOCIATION STUDIES MYCOSPHAERELLA GRAMINICOLA DISEASE RESISTANCE WHEAT PLANT GROWTH

Simulación del escurrimiento directo de eventos en cuencas pequeñas con el modelo Hidras

Antonio Quevedo Tiznado NABIL MOBAYED KHODR CARLOS FUENTES RUIZ Enrique Gonzalez Sosa CARLOS ALBERTO CHAVEZ GARCIA (2016, [Artículo])

El escurrimiento directo es el efecto integrado de la lluvia, intercepción, evapotranspiración, infiltración y el escurrimiento en lámina sobre el terreno, en un punto específico de una cuenca. La conversión de las lluvias a escurrimiento es un proceso complejo que depende tanto de la distribución espacial y temporal de las lluvias como de las características físicas de la cuenca. Este estudio tuvo por objetivo plantear procedimientos para simular el escurrimiento directo a escala de evento en cuencas pequeñas. Como casos de estudio se eligieron dos cuencas experimentales de México con características diferentes en cuanto a tamaño, ubicación, tipo de vegetación, topografía y régimen pluviométrico: río Mixcoac, en el valle de México; y la unidad de escurrimiento Cerro Blanco, en Tabasco.

Hidrogramas sintéticos Modelación hidrológica Calibración de hidrogramas INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Análisis de la dinámica del monzón de Norteamérica usando modelos globales y regionales

SALVADOR CASTILLO LIÑAN (2021, [Tesis de maestría])

Maestro en Ciencias y Tecnología del Agua - Hidrometeorología) -- Instituto Mexicano de Tecnología del Agua. Coordinación de Desarrollo Profesional e Institucional. Subcoordinación de Posgrado.

El Monzón de Norteamérica (NAM) es un sistema atmosférico intraestacional causante de aproximadamente el 70% de las precipitaciones anuales en el noroeste de México y suroeste de Estados Unidos. Su estudio utilizando modelos numéricos es un reto debido a la compleja dinámica asociada a la abrupta orografía y al contraste térmico océano-continente que contribuyen a su desarrollo durante el verano. A pesar de que la gran mayoría de los modelos globales del experimento CMIP5 (Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados), logran describir el periodo intraestacional de precipitaciones máximas sobre el dominio del NAM y reproducir su variabilidad espacial y temporal, se han identificado sesgos en las simulaciones con respecto a las observaciones y los datos de Reanálisis. Con el propósito de abordar estos sesgos, así como identificar y explicar el inicio-final del monzón, en este estudio se analiza el papel de los mecanismos entre la atmósfera, del continente y el océano, utilizando simulaciones numéricas regionales generadas con el modelo sueco RCA4 (Rossby Centre regional atmospheric model 4), el cual fue forzado con 10 modelos globales del CMIP5.

Monzón de Norteamérica Modelación numérica Precipitaciones INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Calibración de los modelos de pérdidas de suelo USLE y MUSLE en una cuenca forestal de México: caso El Malacate

Calibration of the USLE and MUSLE soil loss models in a Mexican forest watershed: El Malacate case study

JORGE VICTOR PRADO HERNANDEZ PEDRO RIVERA RUIZ FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO MAURICIO CARRILLO GARCIA ANTONIO MARTINEZ RUIZ (2016, [Artículo])

La cuantificación de la erosión hídrica de los suelos en cuencas hidrográficas sirve para conocer el grado de su deterioro y para implementar medidas de conservación que minimicen la pérdida del suelo. Dada la carencia de la información para cuantificar con precisión aceptable la erosión en México, es necesario estudiar su estimación con la información disponible mediante metodologías validadas con información experimental. Por tal motivo, el objetivo de este estudio fue calibrar los modelos USLE (EUPS o Ecuación Universal de la Pérdida del Suelo, por sus siglas en inglés) y MUSLE (EUPS modificada) en la microcuenca El Malacate, perteneciente a la cuenca del Lago de Pátzcuaro en Michoacán, México con información experimental de 2013.

Erosión del suelo Conservación del suelo Modelación hidrológica INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA