Escopo da Bioclimatologia Vegetal

Transcrição

1 Ribeirão Preto, 9 a 11 de abril de 2006 Escopo da Bioclimatologia Vegetal Paulo Henrique Caramori PhD Agrometeorologia Pesquisador do IAPAR caramori@iapar.br

2 Conceito de Biometeorologia BIOMETEOROLOGIA é uma ciência multidisciplinar que analisa as interações entre os processos atmosféricos e os organismos vivos plantas, animais e humanos. Estuda os processos de resposta aos fluxos de energia e matéria dentro da biosfera.

3 Conceito de Bioclimatologia Bioclimatologia é um ramo da climatologia que estuda os efeitos do ambiente físico sobre os organismos vivos, considerando um longo período de tempo. BIOCLIMATOLOGIA VEGETAL Efeitos do ambiente físico sobre as plantas Busca-se padrões de resposta em função das condições climáticas

4 Dificuldades de atuação Multidisciplinaridade Potencial para geração de conflitos entre equipes Necessidade de conhecimento em áreas diversas como física, matemática, meteorologia, agronomia, fisiologia vegetal e bioquímica Risco de se tornar genérico Domínio conexo com outras disciplinas

5 Linhas de atuação da bioclimatologia vegetal Índices bioclimáticos Graus-dia, Horas de Frio, Índices fototérmicos, Evapotranspiração Classificação climática Fenologia de plantas Épocas de Plantio Zoneamento Agrícola

6 Ferramentas de análise Métodos estatísticos Pacotes estatísticos computacionais Modelagem e Simulação Linguagens de programação Programas estruturados Sistemas de Informação Geográfica

7 Natureza e coleta dos dados Dados meteorológicos estações climatológicas convencionais e automáticas Dados fenológicos Aparecimento dos estágios e duração das fases fenológicas (emergência, florescimento, maturação, colheita) Dados fenométricos Biomassa, produção, rendimento Interações com doenças e pragas ocorrência e duração dos ciclos em função do clima

8 Exemplos de Aplicações

9 A estação de crescimento Primeira Geada de Outono Dez Jan Última Geada de Primavera

10 Temperatura varia com altitude, latitude e longitude Tmínima = a + b*lat + c*long + d*alt Tmínima medida nas estações meteorológicas 300 INVERSÃO TÉRMICA Tmín de 3 a 4oC a 2 m de altura T relva em torno de 0oC ALTURA (cm) GEADA 0 G is/ TEMPERATURA ( C ) 5

11 Risco de geadas pode ser estimado com base nas temperaturas mínimas registradas em abrigos meteorológicos Tmín. < 3oC geada

12 Probabilidade de geadas no Paraná

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15 O conceito de Graus-dia Réaumur (1735) Somatório de temperaturas do ar durante o ciclo de diversas espécies resultava em um valor constante. CONSTANTE TÉRMICA quantidade de energia que uma espécie necessita para atingir a maturação

16 GRAUS-DIA (GD) OU UNIDADES TÉRMICAS T max + T min GD = ( Tb) 2 i =1 n Tb = temperatura base inferior de crescimento LIMITAÇÕES: Assume resposta linear da planta entre Tb e Tótima Sob deficiência hídrica pode haver variações na duração das fases Espécies que respondem ao fotoperíodo não se ajustam ao conceito

17 Graus-Dia Acumulados Aplicações: Escolha de Material Genético Compatível Com o Regime Térmico Local Planejamento de Épocas de Plantio Estimativa de Épocas de Colheita Estimativa do Potencial de Infestação Por Insetos (Pragas)

18 Pindorama, SP 4000 Limeira, SP Itararé, SP Tardia GDA Meia Estação Precoce Laranja Tb = 13 oc AGO JUL JUN MAI ABR MAR FEV JAN DEZ NOV OUT SET Cedido por Antônio Roberto Pereira ESALQ - USP

19 Zonas de Maturação DFMP = -83,48 + 8,59 Lat + 0,18 Alt ABACATE PRECOCE 2800 GD Tb = 10 oc Cedido por Antônio Roberto Pereira ESALQ - USP Boletim Técnico 225 CATI

20 Zonas de Maturação DFMME = -225, ,61 Lat + 0,28 Alt ABACATE MEIA ESTAÇÃO 3500 GD Tb = 10 oc Boletim Técnico 225 CATI Cedido por Antônio Roberto Pereira ESALQ - USP

21 UVA DE MESA SP Época de Colheita Provável

22 Exemplo de Cálculo UVA DE MESA: Época de Colheita Provável SP Niagara Rosada Bebedouro, SP: 1550 GD Lat = 20o 57 S Poda em Agosto Colheita Fim de Dez a Início de Jan Poda em Setembro Colheita Fim de Jan a Início de Fev Cedido por Antônio Roberto Pereira ESALQ - USP Tb = 10 oc Alt = 529 m

23 UVA DE MESA: Época de Colheita Provável SP Itália/Rubi Bebedouro, SP: 1990 GD Tb = 10 oc Lat = 20o 57 S Poda em Março 182 dias Colheita em Início de Outubro Cedido por Antônio Roberto Pereira ESALQ - USP Alt = 529 m

24 O conceito de Horas de Frio Espécies vegetais de clima temperado necessitam de repouso invernal para indução do florescimento e brotação Somatório de temperaturas abaixo de 7oC é um indicador da necessidade de repouso Existe grande variação entre espécies e cultivares

25 Horas de Frio EXEMPLOS Macieira cultivar precoce: 300 HF cultivar tardia: 800 HF Pessegueiro e Nectarina cultivar precoce 100 HF cultivar tardia 500 HF Fonte: Pereira et al. (2002). Agrometeorologia Fundamentos e Aplicações Práticas

26 Disponibilidade de Horas de Frio no Sul do Brasil Fonte: Herter, F.G. e Wrege, M. S., 2004

27 Fenologia Agrícola

28 Estádios Fenológicos da Cultura do Milho Cedido por Luiz Marcelo Sanz Embrapa Milho e Sorgo

29 ESQUEMA DA FENOLOGIA DO CAFEEIRO ARÁBICA 1º ANO Fenológico 2º ANO Fenológico 1ª FASE 2ª FASE 3ª FASE 4ª FASE 5ª FASE 6ª FASE VEGETAÇÃO E FORMAÇÃO DAS GEMAS VEGETATIVAS INDUÇÃO, CRESCIMENTO E DORMÊNCIA DAS GEMAS FLORAIS FLORADA, CHUMBINHO E EXPANSÃO DOS FRUTOS GRANAÇÃO DOS FRUTOS MATURAÇÃO DOS FRUTOS REPOUSO E SENESC. DOS RAMOS DIAS LONGOS 7 MESES DIAS CURTOS ETp = 350 mm SECA: AFETA GEMAS E PRODUÇÃO DO ANO SEGUINTE SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR PERÍODO VEGETATIVO ETp = 700 mm FOLHAS PEQUENAS MAI JUN JUL AGO SECA: PENEIRA BAIXA SET REPOUSO OUT NOV DEZ SECA: CHOCHAMENTO JAN SECA: BOA BEBIDA FEV MAR ABR PERÍODO REPRODUTIVO MAI JUN JUL AGO AUTO-PODA NOVO PERÍODO VEGETATIVO Camargo, A. P. & Camargo, M.B.P. (2001) 1. SET- MAR: Vegetação e formação das gemas vegetativas 2. ABR-AGO: Indução, crescimento e dormência das gemas florais Cedido por Marcelo Paes de Camargo IAC - SP 3. SET-DEZ: Florada, chumbinho e expansão dos frutos 4. JAN-MAR: Granação dos frutos 5. ABR-JUN: Maturação dos frutos 6. JUL-AGO: Repouso e senescência dos ramos

30 Gema dormente Fase 2: JUN-AGO Abotoado Fase 3: AGO-SET Gema entumecida Fase 2: AGO-SET Florada Pezzopane, J.R. et al., 2003 Fase 3: SET-OUT

31 Chumbinho Chumbão Fase 3: OUT-NOV Grão-verde Fase 4: JAN-FEV Granação Fase 3: NOV-DEZ Verde-cana Pezzopane, J.R. et al., 2003 Fase 4: FEV-MAR

32 Cereja Maturação Fase 5: ABR-MAI Passa Fase 5: MAI-JUN Seco Fase 5: JUN-JUL Pezzopane, J.R. et al., 2003

33 ZONEAMENTO AGRÍCOLA

34 ZONEAMENTO DO RISCO CLIMÁTICO PRINCIPAIS ELEMENTOS CLIMÁTICOS QUE AFETAM A PRODUÇÃO AGRÍCOLA RADIAÇÃO SOLAR TEMPERATURA PRECIPITAÇÃO VENTOS

35 TEMPERATURA Danos por Frio Geadas IDEAL 0ºC REPOUSO 10ºC Danos por Calor 30ºC CRESCIMENTO 35ºC RESPIRAÇÃO ABORTO DE FLORES

36 PRECIPITAÇÃO ÁGUA TRANSPORTE DE NUTRIENTES FOTOSSÍNTESE PLANEJAMENTO DE: - ÉPOCAS DE PLANTIO E SEMEADURA - COLHEITA - PRÁTICAS CONSERVACIONISTAS Maior Causador de Frustração de Safras em todo o Mundo

37 ÁGUA FASES CRÍTICAS Plantio e Emergência Florescimento grãos / Enchimento dos

38 Zoneamento do risco climático ENFOQUE: Estabelece nível de risco aceitável e indica: 1- Regiões climaticamente aptas 2- Épocas de semeadura adequadas para culturas anuais

39 RELEVO Altitude e latitude afetam a temperatura

40 ESTAÇÃO DE CRESCIMENTO Cor vermelha representa período sujeito a geadas Paranavaí Londrina Cascavel Ponta Grossa Guarapuava Palmas JAN FEV JAN MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Determina o ciclo economicamente viável de culturas anuais

41 Etapas do Zoneamento Agrícola Levantamento de Dados de Produção 1- Dados de área plantada e produtividade por município 2- Áreas de concentração da cultura nos últimos anos 3- Limites extremos de exploração comercial

42 Etapas do Zoneamento Agrícola Reuniões com Especialistas da Cultura 1- Levantar todos os dados de experimentação sobre épocas de semeadura / avaliações de produtividade 2- Resgatar trabalhos anteriores 3- Levantar todas as exigências climáticas da cultura durante o seu ciclo

43 Etapas do Zoneamento Agrícola Dados de Solos e Relevo 1- Característica físicas e hídricas dos solos, para determinar a capacidade de retenção de água 2- Mapas de altitude com valores a cada pixel de 800 m ou 90 m

44 Etapas do Zoneamento Agrícola Análise Climática 1- Organização dos dados meteorológicos 2- Determinação da disponibilidade climática - temperatura, chuvas, radiação solar, umidade, ventos 3- Determinação dos riscos climáticos temperaturas extremas (geadas, resfriamentos, temperaturas altas), veranicos, excesso de chuvas 4- Determinação da estação de crescimento para cada cultura pelo risco de geadas e temperaturas baixas

45 Zonas homogêneas quanto à época de semeadura/plantio Culturas Anuais - São determinadas pela coincidência das épocas de semeadura de menor risco em diversos locais Culturas perenes Áreas aptas / inaptas INTEGRAÇÃO: Solos, relevo, clima e exigência da cultura

46 Validação dos Resultados 1- Discussões com especialistas da cultura 2- Apresentação aos técnicos envolvidos com a cultura 3- Reanálise e ajustes

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49 IMPACTOS - CULTURA DO MILHO NO PARANÁ Área plantada: 1,4 milhão ha Produtividade: 5,5 mil kg/ha Produção: 7,7 milhões ton. Valor da produção: R$ 205 milhões de reais Dados do IAPAR: Plantio 1 mês antes ou após período ideal causa perdas de 10 a 40% na produtividade Admitindo perdas médias de 10% com plantio fora da época ideal: PREJUÍZOS ANUAIS DE R$ 20,5 MILHÕES DE REAIS

50 Produção Agrícola Municipal 2002 Municípios com e sem Zoneamento Agrícola variação da área colhida em relação à área plantada Municípios com Zoneamento Culturas Zoneadas Algodão herbáceo (em caroço) Arroz (em casca) Feijão (em grão) Milho (em grão) Soja (em grão) Sorgo granífero (em grão) Trigo (em grão) TOTAL Fonte: IBGE Área Plantada (ha) Área Colhida (ha) Variação (%) Municípios sem Zoneamento Área Plantada (ha) Área Colhida (ha) Variação (%) ,50% ,33% ,76% ,30% ,12% ,84% ,37% ,55% ,09% ,16% ,42% ,33% ,33% ,23% ,37% ,62%

51 PROAGRO: n de Adesões Adesões Linear (Adesões) Fonte: BACEN 1994: 2 semestre

52 PROAGRO: Adicional 8 Alíquota Média (%) Linear (Alíquota Média (%)) 7 7,02 6 6, ,87 3 2,72 2,68 2,70 2 2,60 2, , Fonte: BACEN 1994: 2 semestre

53 Novos Desafios Mudanças climáticas Biocombustíveis Sistemas agrícolas sustentáveis - Sistemas Agroflorestais - Agroecologia Manejo de pragas e doenças - Uso Racional de Agrotóxicos