Escopo da Bioclimatologia Vegetal - IAPAR · BIOCLIMATOLOGIA VEGETAL Efeitos do ambiente físico...

Escopo da Bioclimatologia Vegetal

Paulo Henrique CaramoriPhD AgrometeorologiaPesquisador do IAPAR

caramori@iapar.br

Ribeirão Preto, 9 a 11 de abril de 2006

Conceito de Biometeorologia

• BIOMETEOROLOGIA é uma ciência multidisciplinar que analisa as interações entre os processos atmosféricos e os organismos vivos – plantas, animais e humanos. Estuda os processos de resposta aos fluxos de energia e matéria dentro da biosfera.

Conceito de Bioclimatologia

• Bioclimatologia é um ramo da climatologia que estuda os efeitos do ambiente físico sobre os organismos vivos, considerando um longo período de tempo.

BIOCLIMATOLOGIA VEGETAL

Efeitos do ambiente físico sobre as plantas

Busca-se padrões de resposta em função das condições climáticas

Dificuldades de atuação

• Multidisciplinaridade – Potencial para geração de conflitos entre equipes

• Necessidade de conhecimento em áreas diversas como física, matemática, meteorologia, agronomia, fisiologia vegetal e bioquímica

• Risco de se tornar genérico• Domínio conexo com outras disciplinas

Linhas de atuação da bioclimatologia vegetal

• Índices bioclimáticos – Graus-dia, Horas de Frio, Índices fototérmicos, Evapotranspiração

• Classificação climática

• Fenologia de plantas

• Épocas de Plantio

• Zoneamento Agrícola

Ferramentas de análise

• Métodos estatísticos– Pacotes estatísticos computacionais

• Modelagem e Simulação– Linguagens de programação– Programas estruturados

• Sistemas de Informação Geográfica

Natureza e coleta dos dados• Dados meteorológicos – estações climatológicas

convencionais e automáticas• Dados fenológicos – Aparecimento dos estágios

e duração das fases fenológicas (emergência, florescimento, maturação, colheita)

• Dados fenométricos – Biomassa, produção, rendimento

• Interações com doenças e pragas – ocorrência e duração dos ciclos em função do clima

Exemplos de Aplicações

A estação de crescimento

Primeira Geada de Outono

Última Geada de Primavera

Jan Dez

Temperatura varia com altitude, latitude e longitude

• Tmínima = a + b*lat + c*long + d*alt

Tmínima – medida nas estações meteorológicas

Tmín de 3 a 4oC a 2 m de altura

T relva em torno de 0oC

TEMPERATURA ( C )

ALTU

RA

(cm

)

3 0 0

2 5 0

2 0 0

1 5 0

1 0 0

5 0

010 2 3 4 5

Gis/

2000

INVERSÃO TÉRMICA

GEADA

Risco de geadas pode ser estimado com base nas temperaturas mínimas registradas

em abrigos meteorológicos

Tmín. < 3oC geada

Probabilidade de geadas no Paraná

O conceito de Graus-dia• Réaumur (1735) – Somatório de temperaturas do ar

durante o ciclo de diversas espécies resultava em um valor constante.

• CONSTANTE TÉRMICA – quantidade de energia que uma espécie necessita para atingir a maturação

GRAUS-DIA (GD) OU UNIDADES TÉRMICAS

)2

minmax(1

TbTTGDn

i−+= ∑

=

Assume resposta linear da planta entre Tb e Tótima

Sob deficiência hídrica pode haver variações na duração das fases

Espécies que respondem ao fotoperíodo não se ajustam ao conceito

Tb = temperatura base inferior de crescimento

LIMITAÇÕES:

Graus-Dia Acumulados

Aplicações:

• Escolha de Material Genético Compatível Com o Regime Térmico Local

• Planejamento de Épocas de Plantio

• Estimativa de Épocas de Colheita

• Estimativa do Potencial de Infestação Por Insetos (Pragas)

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

SET

OUT

NOV

DEZ

JAN

FEV

MAR

ABR

MAI

JUN

JUL

AGO

GDA

Pindorama, SP Limeira, SP Itararé, SP

Precoce

Meia Estação

Tardia

Laranja Tb = 13 oC

Cedido por Antônio Roberto Pereira – ESALQ - USP

ABACATEPRECOCE

Zonas de Zonas de MaturaçãoMaturação

2800 GD

Tb = 10 oC

Boletim Técnico 225 CATI

DFMP = -83,48 + 8,59 Lat + 0,18 Alt

Cedido por Antônio Roberto Pereira – ESALQ - USP

Boletim Técnico 225 CATI

3500 GD

Tb = 10 oC

DFMME = -225,16 + 15,61 Lat + 0,28 AltZonas de Zonas de MaturaçãoMaturação

ABACATE

MEIA ESTAÇÃO

Cedido por Antônio Roberto Pereira – ESALQ - USP

UVA DE MESA – SP

Época de Colheita Provável

Poda em Agosto

Colheita Fim de Dez a Início de Jan

Poda em Setembro

Colheita Fim de Jan a Início de Fev

Niagara Rosada 1550 GD Tb = 10 oC

Bebedouro, SP: Lat = 20o 57’ S Alt = 529 m

UVA DE MESA: Época de Colheita Provável – SP

Exemplo de Cálculo

Cedido por Antônio Roberto Pereira – ESALQ - USP

Poda em Março

182 dias – Colheita em Início de Outubro

Bebedouro, SP: Lat = 20o 57’ S Alt = 529 m

Itália/Rubi 1990 GD Tb = 10 oC

UVA DE MESA: Época de Colheita Provável – SP

Cedido por Antônio Roberto Pereira – ESALQ - USP

O conceito de Horas de Frio

• Espécies vegetais de clima temperado necessitam de repouso invernal para indução do florescimento e brotação

• Somatório de temperaturas abaixo de 7oC é um indicador da necessidade de repouso

• Existe grande variação entre espécies e cultivares

Horas de Frio

•Macieiracultivar precoce: 300 HFcultivar tardia: 800 HF

•Pessegueiro e Nectarinacultivar precoce – 100 HFcultivar tardia – 500 HF

EXEMPLOS

Fonte: Pereira et al. (2002). Agrometeorologia – Fundamentos e Aplicações Práticas

Fonte: Herter, F.G. e Wrege, M. S., 2004

Disponibilidade de Horas de Frio no Sul do Brasil

Fenologia Agrícola

Estádios Fenológicos da Cultura do Milho

Cedido por Luiz Marcelo Sanz – Embrapa Milho e Sorgo

ESQUEMA DA FENOLOGIA DO CAFEEIRO ARÁBICA

DOS

SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO

GEMAS FLORAIS DOS FRUTOS

CHUMBINHOCRESCIMENTO E FRUTOS FRUTOS

MATURAÇÃO

RAMOS

DOSDOSGEMAS VEGETATIVAS DORMÊNCIA DAS E EXPANSÃO

FLORADA,FORMAÇÃO DAS

1º ANO Fenológico 2º ANO Fenológico1ª FASE 2ª FASE 3ª FASE 4ª FASE 5ª FASE 6ª FASE

VEGETAÇÃO E INDUÇÃO, GRANAÇÃO

PENEIRA BAIXA

REPOUSOE SENESC.

ETp = 700 mmDIAS LONGOS7 MESES

DIAS CURTOSETp = 350 mm

PEQUENAS

PERÍODO VEGETATIVO REPOUSO PERÍODO REPRODUTIVO AUTO-PODA

NOVO PERÍODO VEGETATIVO

FOLHASSECA: AFETA GEMAS E PRODUÇÃO DO ANO SEGUINTE

SECA: SECA:CHOCHAMENTO

SECA: BOA BEBIDA

Camargo, A. P. & Camargo, M.B.P. (2001)

1. SET- MAR: Vegetação e formação das gemas vegetativas2. ABR-AGO: Indução, crescimento e dormência das gemas florais

3. SET-DEZ: Florada, chumbinho e expansão dos frutos4. JAN-MAR: Granação dos frutos5. ABR-JUN: Maturação dos frutos6. JUL-AGO: Repouso e senescência dos ramosCedido por Marcelo Paes de Camargo – IAC - SP

Gema dormente

Florada

Gema entumecida

Abotoado

Fase 2: JUN-AGO Fase 2: AGO-SET

Fase 3: AGO-SET Fase 3: SET-OUTPezzopane, J.R. et al., 2003

Chumbinho

Verde-cana

Chumbão

Grão-verde

Fase 3: OUT-NOV Fase 3: NOV-DEZ

Fase 4: JAN-FEV Fase 4: FEV-MAR

GranaçãoGranação

Pezzopane, J.R. et al., 2003

Cereja

Seco

PassaFase 5: ABR-MAI Fase 5: MAI-JUN

Fase 5: JUN-JUL

MaturaçãoMaturação

Pezzopane, J.R. et al., 2003

ZONEAMENTO AGRÍCOLA

ZONEAMENTO DO RISCO CLIMÁTICO

• RADIAÇÃO SOLAR

• TEMPERATURA

• PRECIPITAÇÃO

• VENTOS

PRINCIPAIS ELEMENTOS CLIMÁTICOS QUE AFETAM

A PRODUÇÃO AGRÍCOLA

0ºC 10ºC 30ºC 35ºC

Danos por FrioTEMPERATURA

REPOUSO RESPIRAÇÃOABORTO DE

FLORES

Geadas IDEAL Danos por Calor

CRESCIMENTO

ÁGUA• TRANSPORTE DE NUTRIENTES

• FOTOSSÍNTESE

• PLANEJAMENTO DE:

- ÉPOCAS DE PLANTIO E SEMEADURA

- COLHEITA

- PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS

PRECIPITAÇÃO

Maior Causador de Frustraçãode Safras em todo o Mundo

ÁGUA

FASES CRÍTICAS

✔ Plantio e Emergência

✔ Florescimento / Enchimento dos grãos

Zoneamento do risco climático

ENFOQUE: Estabelece nível de risco aceitável e indica:

1- Regiões climaticamente aptas

2- Épocas de semeadura adequadas para culturas anuais

RELEVO – Altitude e latitude afetam a temperatura

ESTAÇÃO DE CRESCIMENTO

Cor vermelha representa período sujeito a geadas

ParanavaíLondrinaCascavel

Ponta GrossaGuarapuava

PalmasJan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov DezJANJAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

Determina o ciclo economicamente viável de culturas anuais

Etapas do Zoneamento Agrícola

Levantamento de Dados de Produção

1- Dados de área plantada e produtividade por município

2- Áreas de concentração da cultura nos últimos anos

3- Limites extremos de exploração comercial

Etapas do Zoneamento Agrícola

Reuniões com Especialistas da Cultura

1- Levantar todos os dados de experimentação sobre épocas de semeadura / avaliações de produtividade

2- Resgatar trabalhos anteriores

3- Levantar todas as exigências climáticas da cultura durante o seu ciclo

Etapas do Zoneamento Agrícola

Dados de Solos e Relevo

1- Característica físicas e hídricas dos solos, para determinar a capacidade de retenção de água

2- Mapas de altitude com valores a cada pixel de 800 m ou 90 m

Etapas do Zoneamento Agrícola

Análise Climática

1- Organização dos dados meteorológicos

2- Determinação da disponibilidade climática - temperatura, chuvas, radiação solar, umidade, ventos 3- Determinação dos riscos climáticos – temperaturas extremas (geadas, resfriamentos, temperaturas altas), veranicos, excesso de chuvas

4- Determinação da estação de crescimento para cada cultura pelo risco de geadas e temperaturas baixas

Zonas homogêneas quanto à época de semeadura/plantio

Culturas Anuais - São determinadas pela coincidência das épocas de semeadura de

menor risco em diversos locaisCulturas perenes – Áreas aptas / inaptas

INTEGRAÇÃO:Solos, relevo, clima e exigência da cultura

Validação dos Resultados

1- Discussões com especialistas da cultura

2- Apresentação aos técnicos envolvidos com a cultura

3- Reanálise e ajustes

IMPACTOS - CULTURA DO MILHO NO PARANÁ

• Área plantada: 1,4 milhão ha• Produtividade: 5,5 mil kg/ha• Produção: 7,7 milhões ton.• Valor da produção: R$ 205 milhões de reais• Dados do IAPAR:

– Plantio 1 mês antes ou após período idealcausa perdas de 10 a 40% na produtividade

– Admitindo perdas médias de 10% com plantio fora da época ideal:

PREJUÍZOS ANUAIS DE R$ 20,5 MILHÕES DE REAIS

Fonte: IBGE

Produção Agrícola Municipal 2002Municípios com e sem Zoneamento Agrícola

variação da área colhida em relação à área plantada

Área Plantada(ha)

Área Colhida(ha)

Variação(%)

Área Plantada(ha)

Área Colhida(ha)

Variação(%)

Algodão herbáceo(em caroço) 609.967 606.918 0,50% 154.025 153.513 0,33%

Arroz(em casca) 2.089.431 2.073.636 0,76% 1.084.799 1.070.690 1,30%

Feijão(em grão) 1.871.194 1.831.575 2,12% 2.425.748 2.284.056 5,84%

Milho(em grão) 9.147.530 8.931.040 2,37% 3.105.164 2.777.633 10,55%

Soja(em grão) 14.606.774 14.593.072 0,09% 1.775.261 1.772.369 0,16%

Sorgo granífero(em grão) 414.416 329.796 20,42% 101.227 93.807 7,33%

Trigo(em grão) 2.002.423 1.955.834 2,33% 149.408 149.068 0,23%

TOTAL 30.741.735 30.321.871 1,37% 8.795.632 8.301.136 5,62%

Municípios com Zoneamento Municípios sem ZoneamentoCulturas Zoneadas

PROAGRO: n° de Adesões

Fonte: BACEN1994: 2° semestre

145

55

91114 115

193

288

396

146

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Adesões Linear (Adesões)

PROAGRO: Adicional

7,02

6,33

3,87

2,72 2,68 2,60 2,582,27

2,70

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Alíquota Média (%)

Linear (Alíquota Média (%))

Fonte: BACEN1994: 2° semestre

Novos Desafios• Mudanças climáticas

• Biocombustíveis• Sistemas agrícolas sustentáveis

- Sistemas Agroflorestais- Agroecologia

• Manejo de pragas e doenças- Uso Racional de Agrotóxicos