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A energia radiante que atinge a superfície terrestre é responsável por alguns dos principais processos físicos, dentre esses a convecção, a qual está relacionada ao aquecimento do ar. A temperatura é um índice que expressa a quantidade de calor sensível de um corpo, e a energia radiante é responsável pelas variações desse índice no ar. A temperatura do ar é um dos efeitos mais importantes da radiação solar. O aquecimento da atmosfera próxima à superfície terrestre se dá através de condução molecular ou difusão turbulenta (PEREIRA et al., 2002, p.111).

Em geral, o efeito da temperatura na funcionalidade das plantas pode ser compreendido através das atividades enzimáticas. A conformação e o formato das enzimas é essencial nas reações em que participam, e essa conformação depende da temperatura. Sob temperaturas muito baixas, as enzimas não são flexíveis a contento para plasticamente se alterarem a ponto de atender a conformação exigida para que a reação enzimática ocorra. Sob temperaturas muito baixas, as enzimas são coaguladas e novas estruturas são obtidas, sendo estas não capazes de catalizar as reações. Tipicamente, as curvas que representam a ação da temperatura têm dois lados: um segmento crescente, onde a ativação térmica das moléculas aumenta a eficiência das reações; e um segmento decrescente, onde elevadas temperaturas progressivamente inativam certas enzimas específicas. Entre esses dois lados há um pico correspondente à temperatura ótima (BOURDU, 1984). É por este motivo que há uma temperatura mínima, uma ótima e outra máxima para as diferentes respostas dos vegetais à temperatura (BONHOMME, 2000).

Comparando os tempos gastos para que a cultura do trigo atingisse a maturidade em diferentes regiões, foi o francês Reaumur, a mais de 250 anos atrás, quem primeiro levantou o conceito de “graus calóricos” visando estabelecer uma relação entre taxa de desenvolvimento vegetal e temperatura do ar. Reichardt e Timm (2004, p.82) comentam que a dimensão correta para o uso do conceito de “graus-dia” deveria ser, a rigor, computada simplesmente em graus Celsius, pois trata-se de uma somatória de diferenças de temperaturas ao longo do tempo. Nesse sentido, faria certo sentido que o atributo “graus-dia”, por ser matematicamente a área encerrada pelo gráfico de temperatura versus o tempo contínuo, fosse expresso daquela maneira, pois reforçaria a idéia associada ao tempo de ciclo da cultura. Uma terminologia mais apropriada parece ser a “soma térmica” ou “tempo térmico” (BONHOMME, 2000).

A predição, com acurácia, da taxa de desenvolvimento da cultura do milho em regiões de clima temperado consiste no alicerce da definição dos principais índices e zonas térmicas dessas

regiões. Stewart et al. (1998) salienta que, embora diversos outros fatores como fotoperíodo, umidade do solo, radiação solar e fertilidade possam afetar a taxa de desenvolvimento das plantas, esta é primeiramente afetada pela temperatura. O papel da temperatura como elemento central descritor dos eventos fenológicos e associados ao ciclo da cultura do milho é amplamente fundamentado na literatura (WRIGHT; KEENER, 1982; JONES; KINIRY, 1986; YAN; HUNT, 1999; TOJO SOLER et al., 2005).

Ao revisar a definição de “graus-dia”, Bonhomme (2000) aponta as limitações do método tradicional e sugere a função beta, proposta por Yin et al. (1995), como sendo ideal para se calcular o tempo térmico, caso se opte por modelos não lineares; pois tal função é baseada em leis matemáticas relativamente flexíveis e apresenta poucos parâmetros, sendo ainda todos com significado físico-biológico. O método tradicional de cálculo dos “graus-dia” depende de algumas correções e condições específicas para ser corretamente aplicado, conforme mostraram Villa Nova et al. (2005), e ainda apresenta a limitação de não contemplar a não linearidade existente entre temperatura e taxa de desenvolvimento vegetal.

Se a taxa de desenvolvimento relativo de uma cultura apresenta uma forma funcional não linear (PEREIRA et al., 2002; p.332), mas em contrapartida apresenta uma relação linear com o tempo térmico, então este pode ser descrito também por uma função não linear. A função beta simplificada representa bem esse conceito através do seguinte modelo (YIN et al., 1995):

op max min op TD TD TD TD min op min j op max j max max j TD TD TD T TD TD T TD GD GD − − − − ⋅ − − ⋅ = (77)

em que GDj se refere ao tempo térmico (ºC dia) ocorrente no j-ésimo dia do ciclo; Tj se refere à temperatura média diária do ar (ºC) no j-ésimo dia do ciclo da cultura (após a emergência); TDmin se refere à temperatura (ºC) abaixo da qual não há desenvolvimento; TDmax à temperatura (ºC) acima da qual não há desenvolvimento; TDop à temperatura (ºC) ótima de desenvolvimento; GDmax soma térmica (ºC dia), existente em um dia, que correspondente à temperatura ótima. Se TDop = 35 ºC, GDmax = 25 ºC dia, e TDmax = 44 ºC, conforme adotado pelo APSRU (2007).

O valor da temperatura mínima (ou “ temperatura basal inferior”) exerce pouca influencia na taxa de desenvolvimento e na precisão da determinação dos estágios fenológicos da cultura se o valor da temperatura ótima for muito superior ao da temperatura mínima (BONHOMME, 2000a). A prova disso é que, se temperatura mínima é assumida como zero, o modelo mostra significativa resposta de soma térmica somente a partir de um determinado valor de temperatura,

mostrando que TDmin = 0 é uma assunção coerente, o que eliminaria esse parâmetro do modelo (YAN; HUNT, 1999). Neste caso, a função beta simplificada se resumiria ainda mais para:

op max op T TD T op j op max j max max j TD T TD TD T TD GD GD ⋅ − − − ⋅ = (78)

A somatória dos tempos térmicos diários resulta no tempo térmico acumulado (GDAj, ºC dia) até um j-ésimo dia qualquer do ciclo:

= = n 1 j j j GD GDA ₍₇₉₎

Reichardt e Timm (2004, p.428) exteriorizam a importância da adimensionalização de uma variável, já que isso abre a possibilidade de generalização, tornando-a, portanto, melhor comparável em valores. Visando criar modelos extrapoláveis, Dourado Neto (1999) converteu para adimensional o desenvolvimento da cultura do milho, de acordo com a equação abaixo:

pmf j

j _GDA

GDA

Dr = ₍₈₀₎

em que Drj se refere ao desenvolvimento relativo da cultura; GDApmf à soma térmica acumulada (ºC dia), após a emergência, até o ponto de maturidade fisiológica (j = pmf).

O tempo verificado entre a emergência e o pleno florescimento da cultura do milho pode se tornar levemente mais curto em relação ao ideal, já que para cada unidade de temperatura média diária superior a 21,1 ºC, nesse período, pode haver uma antecipação de 2 a 3 dias no tempo necessário para o florescimento (FANCELLI; DOURADO NETO, 2000; p.24). Já entre o florescimento e o ponto de maturidade fisiológica, no entanto, temperaturas médias diárias superiores a 26 ºC são necessárias para acelerar o tempo para a finalização do ciclo da cultura.

Por apresentar o hábito de florescimento do tipo determinado (o crescimento vegetativo cessa em definitivo quando ocorre o florescimento) e pela sensibilidade à temperaturas na fase de emissão do pendão e de polinização, um híbrido de milho pode ter seu potencial de produção levemente afetado em função de condições esporádicas de dias longos e muito quentes na fase vegetativa, interferindo ou não na produção final de grãos, já que um acréscimo de temperatura pode ser compensado pelo maior comprimento astronômico dos dias nessa fase (já que isto pode retardar o florescimento – ver item anterior). Como recomendações práticas, regiões cujo verão apresenta temperatura média diária inferior a 19 °C e noites com temperaturas médias abaixo de 12,8 °C, não são recomendadas para a cultura do milho (FANCELLI; DOURADO NETO, 1999).