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

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1 A Mudança no Clima e a Cana-de-Açúcar Fábio Marin Embrapa Informática Agropecuária Simpósio Estadual de Agroenergia/IV Reunião Técnica de Agroenergia Novembro de 2012 Porto Alegre - RS

2 Qual a relação entre eles?

3 Como Interpretar as Projeções Climáticas?

4

5

6

7 Mais uma evidência de aquecimento global... Fábio Marin

8 Folha de São Paulo, 7 de Novembro de 2011

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

10 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)

11 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

12 Coruripe Irrigado Coruripe Sequeiro Colina Dados Experimentais Olimpia Ap. do Taboado União/PI RB Medidas de Campo: -TCH -Perfilhamento -POL% -IAF

13 Calibração do Modelo DatasetSite Planting and Harvest Dates Cultivar Crop Cycle 1 Climate 2 Treatments 1 Coruripe/AL, 10°07'S, 36°10W, 16m asml 8/11/ /15/2008 RB PC 24,4 °C, 1400mm, As´ Irrigado (3 níveis) 2 Coruripe/AL, 10°07'S, 36°10W, 16m asml 8/16/2005 9/15/2006 RB PC 21.6 o C, 1400mm, As´ Sequeiro 3 Aparecida do Taboado/MS, 20º0519S, 51º1759W, 335m asml 7/1/2006 9/8/2007 RB R1 23,5 o C, 1560, Aw Sequeiro 4 Colina/SP, 20°25S 48°19W, 590m asml 2/10/ /1/2005 RB PC 22.8 o C, 1363mm, Cwa Sequeiro 5 Olimpia/SP, 20°26S, 48°32W, 500m asml 2/10/ /1/2005 RB PC 23.3 o C, 1349mm, Cwa Sequeiro 6 União/PI, 4°51'S, 42°52W, 68m asml 9/29/2007 and 6/16/2008 RB PC27°C, 1500mm, Aw Sequeiro, Irrigado

14 Stalk Fresh Mass Colina/SP Coruripe Rainfed Coruripe Irrigated Olimpia Aparecida do Taboado

15 Estatística TCH (t/ha)IAF (m2/m2) Raiz do Erro Médio Quadrado Média das Observações de campo Média das Simulações Marin et al. Agronomy Journal, 2011

16 Variação Relativa de Produtividade Marin et al Harvest Time ModeloCenárioWUE (kg m -3 )TCH (t ha -1 ) Precoce CSIRO A26.01 ± %91.7 ± % B24.84 ± %79.3 ± 32.38% PRECIS A26.64 ± %112. ± % B25.52 ± %91.2 ± % Média CSIRO A25.68 ± %82.4 ± % B24.57 ± %71.8 ± 24.27% PRECIS A26.31 ± %99.5 ± % B25.24 ± %81.5 ± % Tardia CSIRO A26.12 ± %84.7 ± % B25.01 ± %75.4 ± 20.27% PRECIS A26.23 ± %86.9 ± % B25.10 ± %71.2 ± 18.81% M. Ponderada 34% 22% Marin et al. Climatic Change, 2012

17 Mas e o avanço tecnológico? (manejo, genética)

18 Projeções Futuras de Produtividade Considerando o Incremento Tecnológico

19 Fábio Marin

20 CO 2 – Uma projeção menos incerta

21 acesso em 6/11/2012

22 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

23 CO2 e a Cana-de-Açúcar ReferenceExperimental 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

24 CO2 e a Cana-de-Açúcar ReferenceExperimental 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 emergence 17% 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 emergence 6% 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 emergence 8% 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 emergence 0% Ziska and Bunce (1997) glasshouse9%

25 CO2 e a Cana-de-Açúcar Journal References ["]Experimental Conditions 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. CP , 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%

26 CO2 e a Cana-de-Açúcar Journal References ["]Experimental Conditions ppm Vu and Allen (2009) Stem dry weight of well watered and fertilized plants (cv. CP , 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. CP , 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. CP , 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%

27 CO2 e a Cana-de-Açúcar Journal References ["]Experimental Conditions ppm Vu and Allen Jr. (2009) Stem juice production of well watered and fertilized plants (cv. CP , 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. CP , 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. CP , 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

28 CO2 e a Cana-de-Açúcar Journal References ["]Experimental Conditions ppm Vu and Allen Jr. (2009) Stem dry weight of well watered and fertilized plants (cv. CP , 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)glasshouse6% Organizado por

29 Plantas Daninhas Ziska and Bunce (1997) Porcentagem de Aumento da Biomassa da Planta 6% 18%

30 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;

31 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);

32 Obrigado! Fábio Marin


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