A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio...
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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
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Qual a relação entre eles?
4.000.000.000
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Como Interpretar as Projeções Climáticas?
http://www.forecastadvisor.com/
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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
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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)
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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
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Mais uma evidência de aquecimento global...
Fábio Marin
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Folha de São Paulo, 7 de Novembro de 2011
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Seria possível projetar um cenário de produtividade da Cana-de-Açúcar no Estado de São Paulo em 2050?
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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)
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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
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Coruripe Irrigado
Coruripe Sequeiro
Colina
Dados Experimentais
Olimpia
Ap. do Taboado
União/PI
RB86 7515
Medidas de Campo:-TCH-Perfilhamento-POL%-IAF
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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
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Stalk Fresh Mass
Colina/SP
Coruripe Rainfed
Coruripe Irrigated
OlimpiaAparecida do Taboado
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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
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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
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Mas e o avanço tecnológico?(manejo, genética)
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Projeções Futuras de Produtividade Considerando o Incremento Tecnológico
![Page 19: A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de Agroenergia Novembro.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062404/552fc10c497959413d8c3411/html5/thumbnails/19.jpg)
Fábio Marin
![Page 20: A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de Agroenergia Novembro.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062404/552fc10c497959413d8c3411/html5/thumbnails/20.jpg)
CO2 – Uma projeção menos incerta
![Page 21: A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de Agroenergia Novembro.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062404/552fc10c497959413d8c3411/html5/thumbnails/21.jpg)
CO2 – Uma projeção menos incerta
http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/#mlo, acesso em 6/11/2012
![Page 22: A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de Agroenergia Novembro.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062404/552fc10c497959413d8c3411/html5/thumbnails/22.jpg)
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
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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%
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 8 of drought)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 12 of drought)4000%
Organizado por http://www.co2science.org
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CO2 e a Cana-de-Açúcar
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)
Leaf photosynthesis of well watered and fertilized plants grown from stalk cuttings under field-like conditions for sunlight in temperature-gradient
greenhouses 14 days after leaf emergence6%
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 32 days after leaf emergence8%
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 50 days after leaf emergence0%
Ziska and Bunce (1997)
glasshouse 9%
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CO2 e a Cana-de-Açúcar
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%
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CO2 e a Cana-de-Açúcar
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%
Vu and Allen Jr. (2009)
Stem juice production 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 an air
temperature of 1.5oC (near ambient air temperature)
71%
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CO2 e a Cana-de-AçúcarJournal References ["] Experimental Conditions + 300
ppm
Vu and Allen Jr. (2009)
Stem juice production 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 an air
temperature of 6.0oC higher than outside ambient air temperature
30%
Vu and Allen Jr. (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 1.5oC (near ambient air temperature)
19%
Vu and Allen Jr. (2009)
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%
Organizado por http://www.co2science.org
![Page 28: A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de Agroenergia Novembro.](https://reader035.fdocumentos.com/reader035/viewer/2022062404/552fc10c497959413d8c3411/html5/thumbnails/28.jpg)
CO2 e a Cana-de-AçúcarJournal References ["] Experimental Conditions + 300
ppm
Vu and Allen Jr. (2009)
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%
Organizado por http://www.co2science.org
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Plantas Daninhas
Ziska and Bunce (1997)
Porcentagem de Aumento da Biomassa da Planta
6%
18%
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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;
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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);