Método de Graus-dias para estimar o Desenvolvimento da cana-de-açúcar

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1 Anais do I Simpósio Interdisciplinar de Tecnologias na Educação [SInTE] IFSP Câmpus Boituva 24 a 26 de junho de 2015 Boituva SP Capital Nacional do Paraquedismo Método de Graus-dias para estimar o Desenvolvimento da cana-de-açúcar Jonathas A. Pereira, Elivelton Agostinho, Paulo R. Isler Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP) CEP: Boituva SP Brazil jonathasantoniopereira@hotmail.com, eliveto338@gmail.com, pauloisler@ifsp.edu.br Abstract. This paper presents an analysis to estimate and compare the development of sugar cane in the region of Sorocaba - SP, based on the method of degree-days developed by Ometto (1981). One can compare the results and see that the climate in the region is favorable to the development of the cane, and still, you can use monthly average with reasonable accuracy (error less than 5%). Resumo. Neste trabalho é feito uma análise para estimar e comparar o desenvolvimento da cana de açúcar para a região de Sorocaba SP, com base no método de graus-dias desenvolvido por Ometto (1981). Pode-se comparar os resultados obtidos e constatar que o clima na região é favorável ao desenvolvimento da cana, e ainda, pode-se utilizar as médias mensais com uma precisão razoável (erro menor que 5%). 1. Introdução A Cultura da Cana de açúcar (Saccharum officinarum), é natural da Ásia, e já era semeada desde tempos ancestrais. Chegou ao Brasil no século XVI trazida pelos portugueses e se hospedou principalmente no nordeste brasileiro. A cana no brasil começou a crescer após o estabelecimento do PROÁCOOL, em novembro de 1975 a produção era de 100 milhões de toneladas por ano, já no ano de 1986 chegou a 220 milhões de toneladas, entre 1993 e 1994 a produção retomou o crescimento com o aumento nas exportações do açúcar. No período de 1998 a 2001 houve uma queda por conta da crise que atingiu o setor, mais com a aceleração das vendas dos veículos flex no mercado nacional em 2003 a cana voltou a crescer aceleradamente e chegou ao número aproximado de 570 milhões de toneladas em 2007 e atualmente no Brasil a cana só perde em produção para a soja e o milho. Vários fatores podem influenciar os ganhos do produtor, dentre eles pode-se citar as variáveis climáticas como a temperatura, a radiação solar, a pluviosidade entre outros. Para auxiliar o produtor rural foram desenvolvidas várias metodologias que buscam estimar o desenvolvimento vegetativo, neste trabalho será apresentada uma revisão de literatura que justifica a metodologia empregada. 2. Revisão de Literatura Os fatores climáticos, como a variação térmica, pluviosidade e intensidade luminosa exercem grande influência sobre a fenologia da cultura da cana-de-açúcar, afetando diretamente a produtividade (Liu et al.,1998; Smit e Singels, 2006; Uehara et al., 2009). 217

2 Além desses fatores, o manejo da cultura, as características da variedade e do solo também exercem importante influência na produtividade e maturação (Cesar et al., 1987). A cana tem seu crescimento a partir da temperatura de 20ºC, suportando temperaturas de até 35ºC com uma taxa de crescimento favorável, quando o solo apresenta temperatura inferior a 20ºC não há crescimento da planta (cana) mais há acúmulo de açúcar, já quando a temperatura está acima dos 35ºC não há benefícios para a planta. A quantidade de chuva ideal para o crescimento da planta está entre 1100 e 1500 mm, já em período de amadurecimento uma grande quantidade de chuva não traz benefícios para a cana. Outro fator climático importante para a cultura da cana é a luz solar, a cana apresenta bom desenvolvimento em áreas que recebem energia solar de 18 à 36 MJ/m². O perfilhamento é afetado pela intensidade e duração do brilho do sol. Alta intensidade de luz e longa duração promovem o perfilhamento enquanto dias curtos e nublados afetam de forma inversa. O crescimento do talo aumenta quando a luz do dia está entre uma faixa de 10 à 14 horas. O aumento do índice de área da folha é rápido durante o terceiro e quinto mês, coincidindo com a fase formativa do cultivo e alcança seus valores de pico durante a fase de crescimento precoce. Outro importante fator é a temperatura base, que pode ser definida como a temperatura mínima e a máxima propícia para a planta, ou seja, é a faixa de temperatura ideal para o desenvolvimento vegetal. O desenvolvimento das plantas é muito reduzido ou até mesmo nulo fora destes extremos, mesmo tendo condições favoráveis de radiação solar, entre os limites existe uma temperatura ótima na qual o desenvolvimento das plantas é máximo, porém as faixas de temperaturas assim como a temperatura ótima variam de espécie para espécie. Segundo Ometto (1981) cada espécie vegetal ou variedade possui uma temperatura base superior (TB) e uma temperatura base inferior (Tb), que pode variar em função da idade ou da fase fenológica da planta, com base nesse princípio ficam explicadas as diferentes variações durante o ciclo da cultura em localidades com regimes de temperatura diferentes. Nesse sentido, a temperatura pode ser considerada o fator principal de controle do desenvolvimento das plantas 3. Materiais e Métodos Para execução deste trabalho foi realizada uma pesquisa literária para compreender o Método de Graus-dias de Ometto (1981) e uma coleta de dados de temperatura para a região de Sorocaba SP no Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). A seguir é apresentado o método de Ometto, dividido em 5 casos de acordo com a variação de temperatura ao longo do dia. Para todos os casos será utilizada a seguinte notação: GD = graus-dia ºC TM = temperatura máxima do dia ºC Tm = temperatura mínima do dia ºC 218

3 TB = temperatura base superior ºC Tb = temperatura base inferior ºC 1º) Caso: A temperatura mínima base da planta (Tb) é abaixo da temperatura mínima do ar (Tm), e a temperatura máxima basal da planta (TB) é acima da temperatura máxima do ar (TM). (Figura 1) Tm > Tb Tm > 20 TM < TB TM < 35 Graus-dia é a soma das áreas, S1 e S2, onde S1 é aproximada por um triângulo e S é aproximado por um Retângulo. 2º) Caso: Figura 1- Representação esquemática da curva de temperaturas ocorrentes no dia, considerando TB > TM > Tm > Tb, mostrando duas áreas úteis S1 e S2. Ometto (1981) A temperatura mínima basal da planta (Tb) acima ou igual à temperatura mínima do ar (Tm) e abaixo da temperatura máxima do ar (TM) e a temperatura máxima basal da planta (TB) acima da temperatura máxima (TM) do ar (figura 2). Tm < Tb Tm < 20 TM < TB TM <

4 O número de Graus-dia é igual à área S. Para determinar a base do triângulo é realizada uma semelhança de triângulos descrita a seguir: Calculo da altura: E consequentemente temos: Figura 2 - Representação esquemática da curva de temperaturas ocorrentes no dia, considerando Tb > TM >Tb >Tm, mostrando uma única área útil S1. (Ometto, 1981) 3º) Caso: A temperatura mínima basal (Tb) da planta foi acima da temperatura máxima do ar (TM) (figura 3). TM < Tb TM < 20 A energia a disposição da planta está abaixo do valor mínimo necessário que a planta necessita para se desenvolver, portanto a energia acumulada, expressa em Grausdia, é nula. 220

5 Figura 3 - Representação esquemática da curva de temperaturas ocorrentes no dia, considerando TB > Tb > TM > Tm, mostrando não haver nenhuma área útil. (Ometto, 1981) 4º) Caso: A temperatura mínima basal da planta (Tb) está abaixo da temperatura mínima do ar (Tm), e a temperatura máxima basal (TB), abaixo da temperatura máxima do ar (TM) (Figura 4). Novamente é utilizada uma semelhança de triângulos para determinar a área da região C (Figura 4) que deve ser descontada do triângulo completo para obter a área da região S1. Tm > Tb Tm > 20 TM > TB TM >

6 Figura 4 - Representação esquemática da curva de temperaturas ocorrentes no dia, considerando TM > TB > Tm > Tb, mostrando duas áreas uteis S1 e S2. (Ometto, 1981) 5º) Caso: A temperatura mínima basal da planta (Tb) está acima da temperatura mínima do ar (Tm), e a temperatura máxima basal da planta (TB) está abaixo da temperatura máxima do ar (TM) (Figura 5). Tm < Tb Tm < 20 TM > TB TM > 35 Figura 5 - Representação esquemática da curva de temperaturas ocorrentes no dia, considerando TM > TB >Tb > Tm, mostrando uma única área útil S. (Ometto, 1981) 222

7 Com base no método apresentado foram calculados os Graus-dias para a cultura da Cana-de-açúcar utilizando o software Excel, onde foram calculados os graus-dias para a região de Sorocaba e feita uma comparação através das médias mensais, os resultados foram comparados com outros trabalhos encontrados na literatura. 4. Resultados e discussão Foram analisadas as temperaturas máximas e mínimas médias mensais, para verificar a sazonalidade ao longo do ano. Na região de Sorocaba temos boas condições para o crescimento da cultura da cana de açúcar, apresentando dois períodos distintos no ano, o verão com temperaturas adequadas para as fases iniciais de crescimento, começando em setembro e estendendo-se até abril, e o inverno com temperaturas amenas propícias para a maturação da cana de açúcar, conforme as figuras 6 e 7. Figura 6 - Gráfico com a temperatura média mínima e média máxima por mês em 2014 Figura 7 - Gráfico com os graus-dias acumulados por mês no ano de 2014 A cana de açúcar necessita acumular um mínimo de energia (Graus-dias) para completar seu ciclo de desenvolvimento dependendo do tipo de plantio, com um total de Graus-dias acumulados de 1250 à 1700, na região de Sorocaba pode-se totalizar para o ano de Graus-dias, montante este adequado para o plantio da cana de ano e meio e para o plantio da cana de ano. Quando feito o cálculo baseado nas médias mensais obteve um desvio de aproximadamente 50 Graus-dias acumulados, ou seja, um erro de 3,7%, indicando que pode optar pelo cálculo baseado nas temperaturas médias mensais, caso não seja possível acessar os dados diários de temperatura. 223

8 5. Conclusões O método de graus-dias proposto por Ometto pode ser empregado para estimar o desenvolvimento da cana de açúcar na região de Sorocaba, que se mostrou apta para o plantio da cana nas duas modalidades utilizadas atualmente, cana de ano e meio e cana de ano. A região apresenta estações bem definidas em relação a variação de temperatura ao longo do ano. As variações mensais podem ser utilizadas para estimar o ciclo da cana nesta região com um erro aproximado de 3,7% para o ano de 2014, possibilitando estimativas confiáveis, mesmo sem os dados diários de temperatura. Referências Cesar, M. A. A.; et al. (1987) Capacidade de fosfatos naturais e artificiais em elevar o teor de fósforo no caldo de cana-de-açúcar (cana-planta), visando o processo industrial. STAB: Açúcar, Álcool e Subprodutos. v.6, p Liu, D. L.; Kingston, G.; Bull, T. A. (1998) A new technique for determining the thermal parameters of phonological development in sugarcane, including sub optimum and supre-optimum temperature regiments. Agricultural and Forest Meteorology, v.90, p Ometto, J. C. (1981) Bioclimatologia tropical. São Paulo: Ceres.p Smit, M. A.; Singels, A. (2006) The response of sugarcane canopy development to water stress. Field Crops Research, v.98, p Uehara, N.; Sasaki, N.; Aoki, N.; Ohsug, R. (2009) Effects of the temperature lowered in the daytime and night-time on sugar accumulation in sugarcane. Plant production Science, v.12, n.4, p