Projeto PREVCLIMACANA: uso do banco de dados e da modelagem matemática associada às imagens de satélite visando a estimativa de safra

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1 Projeto PREVCLIMACANA: uso do banco de dados e da modelagem matemática associada às imagens de satélite visando a estimativa de safra Agosto/2015 MAXIMILIANO SALLES SCARPARI Centro de Cana/IAC

2 INTRODUÇÃO Plantio e corte mecanizados: maiores dificuldades na estimativa da produtividade por problemas no plantio (falhas) e nas soqueiras (colheita) ; Técnicos antes treinados para a estimativa em cana queimada, plantada e colhida manualmente estão com dificuldades neste novo cenário; Extremos climáticos ocorridos ano após ano dificultam ainda mais essa tarefa; Necessidade da gestão do agronegócio atual: modernas ferramentas.

3 INTRODUÇÃO Importância da formação de cenários confiáveis através de informações de produção (banco de dados) Elaboração de estimativas de produção e maturação logo no início da safra Planejamento estratégico + operacional. Simulação e construção de cenários climáticos - Modelagem matemática + uso das imagens de satélite.

4 MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS NA CULTURA BRASIL Ometto (1974) SIMCANA (Pereira & Machado, 1986) - IAC Barbieri (1993) - ESALQ/USP Scarpari (2002) - ESALQ/USP Scarpari (2007) - ESALQ/USP ÁFRICA DO SUL Thompson (1976) CANEGRO - DSSAT (Inman-Bamber, 1995)

5 MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS NA CULTURA FRANÇA / REUNION MOSICAS - SIMULEX (Cirad, 1988) AUSTRÁLIA Bull & Tovey (1974) AUSCANE (Jones et al., 1989) QCANE (Liu & Kingston, 1995) APSIM (Keating et al., 1999)

6 MODELOS MATEMÁTICOS APLICADOS NA CULTURA PARTICULARIDADES DA CANAVICULTURA BRASILEIRA Área cultivada muito maior comparada a Austrália e a África do Sul Deste modo, convivemos com vários climas, ambientes de produção, tipos de solo (física e química), variedades, condições de sequeiro, etc... Por isso, todo o modelo deve ser calibrado nas condições locais de utilização para gerar resultados confiáveis.

7 Cenários climáticos: Ano (Centro do Estado SP) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Temp Max 2015 Temp Max 2014 Temp Min 2015 Temp Min 2014

8 Cenários climáticos: Ano (Centro do Estado SP) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Eta/Etm 2015 Eta/Etm 2014

9 Cenários climáticos: Ano (Centro do Estado SP) Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Insolação 2015 Insolação 2014

10 Floração: Ano (Ribeirão Preto/SP)

11 Floração: Ano (Ribeirão Preto/SP) 2015 Dia MÊS TM Tm Amplitude Chuva Dias indutiveis FOTOPER 25 FEV 32,1 18,9 13,2 20,8 NÃO 12h35 26 FEV 31,6 18,0 13,6 29,2 NÃO 12h33 27 FEV 29,3 18,4 10,9 0,0 SIM 12h33 28 FEV 30,0 18,1 11,9 6,9 SIM 12h31 1 MAR 30,3 18,9 11,4 0,3 SIM 12h29 2 MAR 31,2 19,5 11,7 0,0 NÃO 12h27 3 MAR 30,1 20,5 9,6 0,0 SIM 12h27 4 MAR 31,3 20,5 10,8 0,3 NÃO 12h25 5 MAR 30,5 18,7 11,8 16,3 SIM 12h24 6 MAR 30,6 17,7 12,9 5,8 NÃO 12h23 7 MAR 30,5 18,1 12,4 0,0 SIM 12h21 8 MAR 28,4 19,8 8,6 0,0 SIM 12h20 9 MAR 27,7 19,1 8,6 12,7 SIM 12h19 10 MAR 23,8 19,0 4,8 34,8 SIM 12h18 11 MAR 28,0 19,0 9,0 0,8 SIM 12h17 12 MAR 29,7 19,3 10,4 0,0 SIM 12h16 13 MAR 26,1 19,5 6,6 0,0 SIM 12h14 14 MAR 25,6 20,0 5,6 0,0 SIM 12h13 15 MAR 24,2 19,2 5,0 5,6 SIM 12h12 16 MAR 28,2 19,3 8,9 0,8 SIM 12h10 17 MAR 28,7 19,0 9,7 6,1 SIM 12h09 18 MAR 26,9 18,4 8,5 1,3 SIM 12h08 19 MAR 22,3 18,4 3,9 14,7 SIM 12h07 20 MAR 21,3 18,3 3,0 14,0 SIM 12h06 170,4 19-0,80744 Indice Pereira et al. (1986).

12 Previsão climática: INPE FENÔMENO EL NIÑO SEGUE COM INTENSIDADE FRACA A MODERADA NO PACÍFICO EQUATORIAL Os modelos de previsão de anomalias da temperatura da superfície do mar indicam que o atual fenômeno El Niño atingirá seu pico no final de 2015, com intensidade fraca a moderada. Seus efeitos já podem ser notados em várias regiões do globo. No Brasil, em particular, houve acentuada redução das chuvas no norte das Regiões Norte e Nordeste no decorrer do último trimestre (AMJ/2015). Fonte: INFOCLIMA INPE (31/07/15)

13 Fonte:

14 Previsão climática: INPE

17 MODELO PREVCANA COMO FUNCIONA? O modelo desenvolvido e apresentado nos trabalhos científicos utiliza: Parâmetros biológicos da planta; Parâmetros climáticos (histórico climático dos últimos dois anos); Resultado de produtividade (TCH) da última safra; Experimentos em campo para calibração do modelo. para simular, com base diária, o acúmulo de biomassa da cana de cada talhão; em três cenários climáticos para a região: Mais provável (dados de média histórica climática); Pessimista (Pior clima observado em tempo de ocorrência de 5 anos); Otimista (Melhor clima observado em tempo de ocorrência de 5 anos).

18 CARACTERIZAÇÃO DOS CENÁRIOS CLIMÁTICOS Cenário pessimista CENÁRIO CLIMA NEGATIVO Temp. máx. Temp. mín. Precipitação março 29,2 18,3 95,9 abril 27,5 14,6 75,8 maio 26,8 11,5 22,7 junho 25,8 11,7 7,7 julho 25,3 8,4 39,1 agosto 27,9 8,1 0 setembro 29,1 11,7 55,5 outubro 28,5 15,2 32,3 novembro 29,2 17,2 155,9 dezembro 30,3 18,8 171,7 Cenário otimista CENÁRIO CLIMA POSITIVO Temp. máx. Temp. mín. Precipitação março 30,7 19,4 200,3 abril 29,9 17,2 107,8 maio 27,4 13,9 79,4 junho 27,7 13,7 32,4 julho 25,9 13,1 43,1 agosto 29, ,2 setembro 30,5 16,8 110,1 outubro 32,7 18,4 80,6 novembro 31 19,4 182,9 dezembro 30,1 19,4 209

19 FLUXOGRAMA COMPLETO

20 PRIMEIRA CALIBRAÇÃO MODELO PREVCANA RIBEIRÃO PRETO/SP SAFRA 2007 GRUPO FITOTECNICO IAC: 6/3/2007 Período: Maio/2005 a Maio/2006 ANO MES ETa/ETm TM Tm T méd insolação nuvens (1-F) F Qo N CB max Correções TCH (mm) (h/dia) (h/dia) fração claro fração nublado (cal/cm2/dia) (h/dia) (kg/ha/dia) (kg/ha) 2005 MAI 1,00 27,62 15,74 21,68 5,15 5,95 0,464 0, ,1 738,428 XX 302, JUN 0,91 26,22 14,81 20,52 3,63 7,17 0,336 0, ,8 592,500 XX 562, JUL 0, ,38 18,69 4,50 6,4 0,413 0, ,9 666,842 XX 609, AGO 0,45 30,38 13,922 22,15 7,32 3,98 0,648 0, ,3 973,327 XX 4561, SET 1,00 29,74 15,94 22,84 4,70 7,3 0,392 0, ,478 XX 9850, OUT 0,60 33,28 18,8 26,04 5,75 6,85 0,456 0, ,6 1190,740 XX 23746, NOV 1,00 31,64 17,95 24,80 5,83 7,37 0,442 0, ,2 1243,141 XX 17682, DEZ 1,00 30, ,11 4,26 9,24 0,316 0, ,5 1152,411 XX 11546, JAN 1,00 32,18 19,7 25,94 5,22 8,2 0,390 0, ,4 1217,312 XX 14515, FEV 1,00 31,51 18,95 25,23 4,89 7,91 0,382 0, ,8 1127,419 XX 7469, MAR 1,00 31,65 18,84 25,25 5,53 6,67 0,453 0, ,2 1090,495 XX 6389, ABR 0, ,28 23,14 7,07 4,53 0,609 0, ,6 1065,065 XX 2642, MAI 0,40 26,82 12,46 19,64 5,05 6,05 0,455 0, ,1 808,108 XX 526, ,389

21 PRIMEIRA CALIBRAÇÃO MODELO PREVCANA RIBEIRÃO PRETO/SP SAFRA 2007 GRUPO FITOTECNICO IAC: 6/3/2007 Produtividade estimada safra 2006 Safra Corte anterior Corte atual TCH estimado Outono mai/05 mai/06 100,4 Inverno ago/05 ago/06 100,5 Primavera nov/05 nov/06 69,2 média 90,0 Produtividade estimada safra 2007 Ano 2007 normal Safra Corte anterior Corte atual TCH estimado % em relação a safra 2006 Outono mai/06 mai/07 92,6-8,4 Inverno ago/06 ago/07 93,8-7,1 Primavera nov/06 nov/07 72,9 5,1 média 86,5-3,5 *Última atualização = 8/5/2007

22 PRIMEIRA CALIBRAÇÃO MODELO PREVCANA RIBEIRÃO PRETO/SP SAFRA 2007 Evolução mensal de produtividade agrícola (TCH) - própria Região Safra Unidades Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Acum. até Set Var. (%) Ribeirão Preto 06/ ,8 100,6 95,8 90,5 85,0 80,0 77,6 81,3 87,8 91,9 07/ ,3 90,7 92,0 87,7 85,1 81,6 88,2-4,0% Comparativo (%) -7,2-9,8-4,0-3,1 0,1 2,0 FONTE: PAMPA/CTC (Setembro 2007)

23 PROJETO PREVCLIMACANA NO CAMPO (Acompanhamento da biomassa e calibração do modelo) ROTINA: Exemplo de instalação de 1 módulo de observação para levantamento de biomassa e calibração do modelo PREVCANA Escolha das variedades mais representativas na usina e em ambientes de Produção de maior proporção na unidade nos diversos ciclos de crescimento (cana planta de ano e meio, cana planta de ano e socas de início, meio e final de safra). Marcar a parcela de contagem de perfilhos com estacas e mantê-la até o final. Sugere-se demarcar a parcela central para contagem dos perfilhos. A contagem de perfilhos deve ser feita mensalmente nessa mesma parcela de 20 metros lineares.

24 PROJETO PREVCLIMACANA NO CAMPO Explicações detalhadas na parcela da contagem de perfilhos para stand das canas (onde são contados os 20 metros centrais)

25 PROJETO PREVCLIMACANA NO CAMPO (Acompanhamento da biomassa e calibração do modelo) Cada ponto de amostra refere-se ao mês de amostragem e consta de 3 linhas onde serão retirados 30 perfilhos (10 por linha) na seqüência do sulco, independente do comprimento que isso representar. As 3 repetições devem ser representativas do talhão, sendo que teremos diversos delineamentos iguais ao croqui adiante representando os ciclos de produção. Se necessário (por exemplo, talhão muito desigual), instalar mais módulos na área. Caracterização do ambiente de produção (AMBICANA IAC) em cada ponto de amostragem.

26 PROJETO PREVCLIMACANA NO CAMPO (Acompanhamento da biomassa e calibração do modelo) CANA PLANTA 2 m m Novembro Outubro Setembro 2 m m Fevereiro Contagem Perfilho Maio Março 2 m m Agosto Abril Dez./Jan. 2 m Bordadura 9 linhas de cana Bordadura

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31 t/ha estimado PROJETO PREVCLIMACANA VALIDAÇÃO TCH estimado x TCH realizado y = 0.871x R² = Abril t/ha Realizado

32 t/ha Estimado PROJETO PREVCLIMACANA VALIDAÇÃO TCH estimado x TCH realizado Maio y = 0.795x R² = t/ha Realizado

33 t/ha Estimado PROJETO PREVCLIMACANA VALIDAÇÃO TCH estimado x TCH realizado Junho y = 0.815x R² = t/ha Realizado

34 PROJETO PREVCLIMACANA - RESUMINDO Busca das produtividades realizadas na safra passada no banco de dados (PIMS, Softfácil, Excel); Caracterização dos blocos (maior nível) ou talhão (menor nível quando confiável): Unidade de estimativa: área, solos, variedades, ambientes de produção, data corte, número corte, etc..; Estimativa de produtividade (TCH e ATR) utilizando o modelo PREVCANA ; Uso das previsões climáticas para a construção de cenários futuros (até 3 meses para frente com certa confiança); Validação: TCH (erro médio < 2%).