Assessing the Transferability of Transpiration-use Efficiency Models of Biomass Production Translated title: Comprobando la Transferibilidad de Modelos para la Producción de Biomasa basados en la Eficiencia del uso de la Transpiración

Abstract

Transpiration-use efficiency (w), defined as the ratio of biomass produced per unit water transpired, has been used to evaluate crop performance under limited water supply. However, the lack of consistency of w values through different environmental conditions has not allowed, using it as a transferable parameter. Thus, simple approaches have been developed, including: 1) w = kDa Da¹ and; 2) w = kEto ETo-¹ where kDa and kETo are crop-dependent parameters, with the underlying concept that normalization by Da or ET0 would accounts for the effects of climate variations on w, while these parameters would be reasonably constant across diverse environments. The objective of this study was to assess the transferability of kDa and kET^0 for wheat (Triticum aestivum L.) and maize (Zea mays L.). The scarcity of experimental information and discrepancy of the methodology used, justified the use of a canopy transpiration and photosynthesis model which was developed, tested, and fitted with weather data from eight environmentally different locations to simulate values of w, kDa and kETOo. The results indicated that kDa and kET0 were more variable than expected; suggesting that calibration would be desirable. A consistent trend of change of the parameter values as function of Da or ET0 was found, which can be represented by mathematical functions, allowing transferring w, kDa and kET0 (maize). In contrast, the kETOo for wheat correlated weakly with Da and ET0, but a low overall coefficient of variation (10%) allowed using an average value as a reasonable predictor of w.

Translated abstract

Eficiencia del uso de la transpiración (w), definida como la relación entre biomasa producida por unidad de agua transpirada, se ha utilizado para evaluar productividad bajo condiciones limitadas de agua. Sin embargo, la falta de consistencia de valores w bajo condiciones climáticas distintas no ha permitido su uso como parámetro transferible. Consecuentemente, aproximaciones simples han sido desarrolladas, incluyendo: 1) w = kDa Da¹ y; 2) w = kETo ET0-¹ donde kDa y kETo son parámetros dependientes del cultivo, y sustentado en que la normalización por Da o ETo absorbería el efecto del clima en la determinación de w, mientras que estos parámetros se mantendrían razonablemente constantes. El objetivo de este estudio fue determinar la transferibilidad de kDa y kETo para su uso en trigo (Triticum aestivum L.) y maíz (Zea mays L.). La escasez de información experimental y metodologías usadas, justificó el uso de un modelo para estimar transpiración y fotosíntesis, el cual fue desarrollado y probado con datos de ocho regiones climáticamente distintas para simular valores de kDa y kETo. Los resultados indicaron que estos parámetros poseían mayor variabilidad de la esperada, sugiriendo que una calibración previa sería necesaria. Además, el cambio de estos parámetros como función de Da o ET0 tiene una tendencia consistente, representable por funciones matemáticas, permitiendo transferir w, kDa y kETo (maíz). Por otro lado, valores de kETo en trigo se correlacionaron débilmente con Da y ET0, pero un bajo coeficiente de variación (10%) permitiría el uso de un valor promedio como un predictor razonable de w.