CO2-response function of radiation use efficiency in rice for climate change scenarios

The objective of this work was to evaluate a generalized response function to the atmospheric CO2 concentration [f(CO2)] by the radiation use efficiency (RUE) in rice. Experimental data on RUE at different CO2 concentrations were collected from rice trials performed in several locations around the world. RUE data were then normalized, so that all RUE at current CO2 concentration were equal to 1. The response function was obtained by fitting normalized RUE versus CO2 concentration to a Morgan-Mercer-Flodin (MMF) function, and by using Marquardt's method to estimate the model coefficients. Goodness of fit was measured by the standard deviation of the estimated coefficients, the coefficient of determination (R²), and the root mean square error (RMSE). The f(CO2) describes a nonlinear sigmoidal response of RUE in rice, in function of the atmospheric CO2 concentration, which has an ecophysiological background, and, therefore, renders a robust function that can be easily coupled to rice simulation models, besides covering the range of CO2 emissions for the next generation of climate scenarios for the 21st century. O objetivo deste trabalho foi avaliar uma função de resposta generalizada à concentração de CO2 atmosférico [f (CO2)] pela eficiência de uso de radiação (RUE) em arroz. Os dados experimentais de RUE, em diferentes concentrações de CO2, foram coletados de ensaios sobre o arroz realizados em diferentes locais do mundo. Os dados de RUE foram normalizados de modo que todos os valores de RUE, na atual concentração de CO2, foram iguais a 1. A função de resposta foi obtida pelos valores de RUE normalizados versus a concentração de CO2, ajustados à função de Morgan-Mercer-Flodin (MMF), com uso do método de Marquardt para estimar os coeficientes do modelo. O ajuste da função foi medido pelo desvio-padrão dos coeficientes estimados, o coeficiente de determinação (R²) e a raiz do quadrado médio do erro (RQME). A f(CO2) descreve uma resposta não linear sigmoidal da RUE em arroz, em função da concentração do CO2 atmosférico, o que tem significado ecofisiológico e, portanto, é uma função robusta que pode ser facilmente acoplada a modelos de simulação de arroz, além de abranger as emissões de CO2 para a próxima geração de cenários climáticos para o século 21.