A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de Agroenergia Novembro

A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar

Fábio MarinEmbrapa Informática Agropecuária

Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de AgroenergiaNovembro de 2012

Porto Alegre - RS

Qual a relação entre eles?

4.000.000.000

Como Interpretar as Projeções Climáticas?

http://www.forecastadvisor.com/

TEMPERATURAS MÉDIAS MÁXIMAS ANUAIS EM CAMPINAS, SP.MMOVEL 5 - FONTE: IAC

y = 0,0155x + 26,077

R2 = 0,428

24,0

25,0

26,0

27,0

28,0

29,0

30,0

18

93

18

97

19

01

19

05

19

09

19

13

19

17

19

21

19

25

19

29

19

33

19

37

19

41

19

45

19

49

19

53

19

57

19

61

19

65

19

69

19

73

19

77

19

81

19

85

19

89

19

93

19

97

ANOS

TE

MP

ºC

TEMPERATURAS MÉDIAS MÍNIMAS ANUAIS - CAMPINAS,SP.MMOVEL 5 - FONTE:IAC

y = 0,0211x + 14,164

R2 = 0,878

13,0

13,5

14,0

14,5

15,0

15,5

16,0

16,5

17,0

ANOS

TE

MP

ºC

Real Previsão Linear (Previsão)

Temperaturas Médias Mínimas de Julho. Campinas. Mmovel 5. Fonte: IAC

y = 0,0257x + 9,7332

R2 = 0,8281

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

13,0

14,0

ANOS

TE

MP

ºC

Mais uma evidência de aquecimento global...

Fábio Marin

Folha de São Paulo, 7 de Novembro de 2011

Seria possível projetar um cenário de produtividade da Cana-de-Açúcar no Estado de São Paulo em 2050?

MATERIAL E MÉTODOS

– 79 Estações de São Paulo e Estados Vizinhos com pelo menos 15 anos de dados diários;

– Cenários futuros de emissões :• A2 (economico-regional, maior emissão) – CO2 (720 ppm);• B2 (ambiental-regional, menos emissão) – B2 (500 ppm).

– Downscaling (0.5° latitude X 0.5° longitude) a partir do GCM HadCM3 (Marengo et al. 2009, Alves and Marengo, 2010) e do modelo CSIRO (Gordon et al 2002) usando OACRES (Cressman, 1959 e Justino et al., 2011)

– Cana Soca em 3 épocas de corte (Precoce - Maio, Média - Agosto e Tardia-Novembro)

Modelo Utilizado neste Estudo

– Modelo DSSAT/Canegro v 4.5 (Inman-Bamber, 1991; Singels et al. 2002; Singels et al., 2008)

– Calibrado para o Brasil

Coruripe Irrigado

Coruripe Sequeiro

Colina

Dados Experimentais

Olimpia

Ap. do Taboado

União/PI

RB86 7515

Medidas de Campo:-TCH-Perfilhamento-POL%-IAF

Calibração do ModeloDataset Site Planting and

Harvest DatesCultivar Crop

Cycle1

Climate2 Treatments

1Coruripe/AL, 10°07'S, 36°10‘W, 16m asml

8/11/2007 11/15/2008

RB86-7515 PC24,4 °C,1400mm, As´

Irrigado(3 níveis)

2Coruripe/AL, 10°07'S, 36°10‘W, 16m asml

8/16/2005 9/15/2006

RB86-7515 PC21.6oC,1400mm, As´

Sequeiro

3Aparecida do Taboado/MS, 20º05’19”S, 51º17’59”W, 335m asml

7/1/2006 9/8/2007

RB86-7515 R123,5 oC, 1560, Aw

Sequeiro

4Colina/SP, 20°25’S48°19’W, 590m asml

2/10/200412/1/2005

RB86-7515 PC22.8 oC, 1363mm, Cwa

Sequeiro

5Olimpia/SP, 20°26’S, 48°32’W, 500m asml

2/10/2004 12/1/2005

RB86-7515 PC23.3 oC, 1349mm, Cwa

Sequeiro

6União/PI, 4°51'S, 42°52‘W, 68m asml

9/29/2007 and 6/16/2008

RB86-7515 PC 27°C,1500mm, Aw

Sequeiro, Irrigado

Stalk Fresh Mass

Colina/SP

Coruripe Rainfed

Coruripe Irrigated

OlimpiaAparecida do Taboado

Estatística TCH (t/ha) IAF (m2/m2)Raiz do Erro Médio Quadrado 7.6 1.00Média das Observações de campo 140.8 3.56

Média das Simulações 140.7 3.42

Marin et al. Agronomy Journal, 2011

Variação Relativa de Produtividade

Marin et al. 2012

Harvest Time Modelo Cenário WUE (kg m-3 ) TCH (t ha-1)

Precoce

CSIROA2 6.01 ± 0.75 43% 91.7 ± 30.1 26%

B2 4.84 ± 0.87 15% 79.3 ± 32.3 8%

PRECISA2 6.64 ± 0.50 58% 112. ± 21.6 54%

B2 5.52 ± 0.69 32% 91.2 ± 24.2 25%

Média

CSIROA2 5.68 ± 0.57 43% 82.4 ± 22.7 23%

B2 4.57 ± 0.68 15% 71.8 ± 24.2 7%

PRECISA2 6.31 ± 0.51 58% 99.5 ± 19.8 49%

B2 5.24 ± 0.62 32% 81.5 ± 22.1 22%

Tardia

CSIROA2 6.12 ± 0.55 39% 84.7 ± 17.4 20%

B2 5.01 ± 0.60 14% 75.4 ± 20.2 7%

PRECISA2 6.23 ± 0.59 41% 86.9 ± 17.9 24%

B2 5.10 ± 0.66 16% 71.2 ± 18.8 1%

M. Ponderada 34% 22%Marin et al. Climatic Change, 2012

Mas e o avanço tecnológico?(manejo, genética)

Projeções Futuras de Produtividade Considerando o Incremento Tecnológico

Fábio Marin

CO2 – Uma projeção menos incerta

CO2 – Uma projeção menos incerta

http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/#mlo, acesso em 6/11/2012

CO2 e as plantas C4 (Gramíneas)• Em teoria, não se esperaria

resposta de Plantas C4 a elevação de CO2.

• Estudos mostraram gramíneas C4 aumentando a fotossíntese em até (25%) e produção de biomassa (33%) sob atmosfera enriquecida em CO2 (Baxter et al., 1994; Owensby et al., 1993; Wand et al. 1999).

• Estudos em sorgo e milho mostraram resposta ao CO2 apenas em plantas submetidas a deficiência hídrica (Ottman et al. 2001; Leakey et al. 2006).

Owensby et al., 1993

CO2 e a Cana-de-Açúcar

Reference Experimental Conditions+300 ppm

de Souza et al.

(2008)

Photosynthesis of well watered and fertilized plants grown in pots in open-top chambers at the end of 50 weeks (April-March) of growth in Sao Paulo, Brazil

26%

Vu and Allen Jr. (2009)

Photosynthesis of 35-day-old plants grown from stalk cuttings in greenhouses for four more months under well-watered conditions, after which water was

withheld from the plants for thirteen days (day 1 of drought)4%







Organizado por http://www.co2science.org


Reference Experimental Conditions+300 ppm

Vu et al. (2006)

Leaf photosynthesis of well watered and fertilized plants grown from stalk cuttings under field-like conditions for sunlight in temperature-gradient

greenhouses 7 days after leaf emergence17%

Vu et al. (2006)



Vu et al. (2006)



Vu et al. (2006)



Ziska and Bunce (1997)

glasshouse 9%


Journal References ["] Experimental Conditions + 300 ppm

de Souza et al. (2008)Well watered and fertilized plants grown in pots in open-

top chambers at the end of 50 weeks (April-March) of growth in Sao Paulo, Brazil

34%

Vu et al. (2006)

Above ground biomass of well watered and fertilized plants grown from stalk cuttings under field-like conditions for sunlight in temperature-gradient

greenhouses for a full growing season

37%

Vu and Allen (2009)

Stem juice production of well watered and fertilized plants (cv. CP88-1508, flood tolerant) grown from stalk

cuttings for three months in paired-companion, temperature-gradient, sunlit greenhouses at an air

temperature of 6.0oC higher than outside ambient air temperature

78%


Journal References ["] Experimental Conditions + 300 ppm

Vu and Allen (2009)

Stem dry weight of well watered and fertilized plants (cv. CP73-1547, drought tolerant) grown from stalk cuttings for three months in paired-companion, temperature-

gradient, sunlit greenhouses at air temperatures of 1.5oC above outside ambient air temperature

26%

Vu and Allen (2009)

Stem dry weight of well watered and fertilized plants (cv. CP73-1547, drought tolerant) grown from stalk cuttings for three months in paired-companion, temperature-

gradient, sunlit greenhouses at air temperatures of 6.0oC higher than outside ambient air temperature

20%


Stem juice production of well watered and fertilized plants (cv. CP73-1547, drought tolerant) grown from stalk


temperature of 1.5oC (near ambient air temperature)

71%

CO2 e a Cana-de-AçúcarJournal References ["] Experimental Conditions + 300

ppm


Stem juice production of well watered and fertilized plants (cv. CP73-1547, drought tolerant) grown from stalk


temperature of 6.0oC higher than outside ambient air temperature

30%


Stem juice production of well watered and fertilized plants (cv. CP88-1508, flood tolerant) grown from stalk


temperature of 1.5oC (near ambient air temperature)

19%


Stem dry weight of well watered and fertilized plants (cv. CP88-1508, flood tolerant) grown from stalk cuttings for

three months in paired-companion, temperature-gradient, sunlit greenhouses at an air temperature of

1.5oC (near ambient air temperature)

12%


CO2 e a Cana-de-AçúcarJournal References ["] Experimental Conditions + 300

ppm


Stem dry weight of well watered and fertilized plants (cv. CP88-1508, flood tolerant) grown from stalk cuttings for

three months in paired-companion, temperature-gradient, sunlit greenhouses at an air temperature of 6.0oC higher than outside ambient air temperature

41%

Ziska and Bunce (1997) glasshouse 6%


Plantas Daninhas

Ziska and Bunce (1997)

Porcentagem de Aumento da Biomassa da Planta

6%

18%

O efeito do CO2 na cana-de-açúcar• CO2 elevando a fotossíntese (~12%, maior em plantas

jovens) e produtividade (~37%)• Efeito maior em plantas estressadas – ambientes C, D e E);• Melhoramento genético inclui as mudanças no clima e o

aumento do CO2 no processo (manter o investimento em melhoramento);

• Os efeitos negativos da seca amenizados pela regulação estomática– aumento na eficiência de uso da água;

Considerações Finais• É maior a probabilidade de que as mudanças no clima

beneficiem a produtividade da cana-de-açúcar no centro-sul do Brasil;

• O efeito do CO2 parece ter um papel importante na compensação de eventuais condições adversas do clima futuro;

• O ganho em eficiência de uso da água não indica aumento da irrigação no futuro em SP;

• Aumento na nebulosidade tende a afetar mais que elevação da temperatura em ambientes A e B;

• Ambientes de produção C, D e E devem ser relativamente mais beneficiados pela elevação do CO2 (cana no Cerrado);

Obrigado!

Fábio [email protected]

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