Curso de Treinamento em Gestão do Risco Climático ESTUDO DO EFEITO INTEGRADO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS E SEUS IMPACTOS NA PRODUTIVIDADE DAS CULTURAS DO FEIJÃO E DO MILHO NO ESTADO DE MINAS GERAIS Curso de Treinamento em Gestão do Risco Climático 03 a 07 de março de 2008 INMET – IRI Luiz Cláudio Costa – l.costa@ufv.br Universidade Federal de Viçosa

IPCC, 2001

CENARIOS CO2 Concentrations CO2 Emissions (ppm) (Gt C) A2 A2 B2 B2 These figures are not cumulative, but show emissions/year. Note big difference in the sulphate emissions from the IS92a scenario of SAR. IN SRES scenarios for all scenarios sulfates start declining by about 2040 or before. B2 B2 4

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Aumento da Temperatura Global Alta Emissão Média/Alta Emissão Média/baixa Emissão Baixa Emissão Global temperature change (ºC)

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Relação não linear

ADAPTAÇÃO

Desafios Escala Complexidade Disponibilidade de dados Experimentos

ESCALA CO2 carbono organico no solo IAF FOTOSSÍNTESES A Escala Correta Séculos CO2 ESCALA A Escala Correta carbono organico no solo Década Definição temporal IAF Anos FOTOSSÍNTESES DIAS

Localização das estações e mesorregiões estudadas METODOLOGIA Área de estudo e dados utilizados: Localização das estações e mesorregiões estudadas

METODOLOGIA Cultivares: Feijão: Pérola Grupo comercial: carioca; Ciclo: 90 dias Milho: AGN 2012 Duplo híbrido; Ciclo: 116 dias;

PRODUTIVIDADE Kg/h MILHO

ÁGUA E CARBONO NAS PLANTAS

Fluxograma da inter-relação dos principais componentes do modelo METODOLOGIA Fluxograma da inter-relação dos principais componentes do modelo

METODOLOGIA Exp.Neg. Hip.Ret. Blackman Hip.Não.Ret. UER Fgmax: taxa máxima de fotossíntese da cultura;ε: eficiência fotossintética I= RFA interceptada pela cultura; θ= parâmetro de forma; Fg= taxa de fotossíntese bruta; UER= Uso eficiente da radiação; Rm: respiração de manutenção;Rc: respiração de crescimento e MS: matéria seca acumulada.

Produtivdade Potencial feijão Vale do Jequitinhonha Triângulo/Alto Paranaíba Metropolitana Sul/Sudoeste Campos das Vertentes Central Mineira

Produtividade potencial Milho Vale do Jequitinhonha Triângulo/Alto Paranaíba Metropolitana Sul/Sudoeste Campos das Vertentes Central Mineira

OBJETIVO Estimar a produtividade potencial e a perda de produtividade (diferença entre a produtividade potencial e real) considerando o cenário A2 do modelo HadCM3, o efeito fertilização do CO2 e a tecnologia das culturas do feijão (C3) e do milho (C4) para algumas mesorregiões do Estado de Minas Gerais.

Objetivos Projeções futuras: anos 2020, 2050 e 2080. Simulações considerando clima; Simulações considerando clima + efeito fertilização do CO2; Simulações considerando clima + o efeito fertilização do CO2 + tecnologia;

METODOLOGIA Clima: Nas simulações foram utilizadas condições climáticas projetadas pelo modelo de circulação geral da atmosfera HadCM3, desenvolvido no Hadley Centre, para os anos de 2020, 2050 e 2080, para o cenário A2. A seguir, as produtividades simuladas para os anos de 2020, 2050 e 2080 foram comparadas com a produtividade do ano base 2000. Efeito fertilização por CO2: em que: Fgx=taxa de fotossíntese bruta corrigida pela nova concentração de CO2; Fg= taxa de fotossíntese bruta; β= coeficiente empírico (0,4 para culturas C4 e 0,8 para culturas C3); Cx= nova concentração de CO2 (ppm); Co= concentração atual de CO2, fixada em 360 ppm; Para o cenário A2, o IPCC estabelece as seguintes concentrações de CO2: 440ppm, 559ppm e 721ppm para os anos de 2020, 2050 e 2080, respectivamente.

METODOLOGIA Tecnologia: Produtividade Potencial: em que: PPT= efeito da tecnologia na produtividade potencial; Pg= progresso genético, para a cultura do feijão (1,6%/ano) e para a cultura do milho (1,82%/ano), conforme Matos (2005); fT,Pt(t)= parâmetro que representa o efeito da tecnologia na produtividade potencial, 0,8 para 2020; 0,6 para 2050 e 0,4 para 2080 (EWERT, et al., 2005). Em seguida, o fator que representa o efeito da tecnologia na produtividade potencial foi inserido no modelo na taxa de fotossíntese bruta.

METODOLOGIA Tendência Tecnológica - Feijão Curvas de tendências tecnológica para cada mesorregião com base na série histórica de produtividade do feijão do IBGE

METODOLOGIA Tendência Tecnológica - Milho Curvas de tendências tecnológica para cada mesorregião com base na série histórica de produtividade do milho do IBGE.

METODOLOGIA Mudança relativa na produtividade - Feijão em que: Pr=mudança relativa na produtividade entre anos; Pe= produtividade estimada para determinado ano por meio de regressão linear simples dos dados observados para cada mesorregião (kg/ha); Mudança relativa na produtividade para a cultura do feijão, para cada mesorregião estudada.

METODOLOGIA Mudança relativa na produtividade - Milho em que: Pr=mudança relativa na produtividade entre anos; Pe= produtividade estimada para determinado ano por meio de regressão linear simples dos dados observados para cada mesorregião (kg/ha); Mudança relativa na produtividade para a cultura do milho, para cada mesorregião estudada.

METODOLOGIA Tecnologia: Produtividade Real: em que: PT=efeito da tecnologia na produtividade real; Pr(to)= mudança relativa na produtividade para o ano base 2000; Pr,a= representa o incremento na mudança relativa da produtividade com referência para o ano base 2000; Posteriormente, esse fator foi multiplicado pela produtividade observada no ano base. Para estimativa da produtividade real futura também foram considerados os efeitos do clima e da fertilização por CO2.

METODOLOGIA Perda de Produtividade: Foi calculada a perda de produtividade para os anos de 2000, 2020, 2050 e 2080 para todas as mesorregiões e culturas. Seu cálculo para o ano 2000 foi realizado pela diferença entre a produtividade potencial simulada pelo modelo da hipérbole não retangular para o ano base 2000 e a produtividade fornecida pelo IBGE, para cada uma das mesorregiões estudadas para aquele ano. Para os anos de 2020, 2050 e 2080 a perda de produtividade foi calculada através da diferença da produtividade potencial simulada pelo modelo, tendo sido considerado nas simulações o efeito do clima, da concentração de CO2 e o efeito tecnológico, e a produtividade real estimada.

Feijão 2020 2050 2080 Clima Clima + CO2 Clima+CO2+ Tecnologia

Milho 2020 2050 2080 Clima Clima + CO2 Clima+CO2+ Tecnologia