São Paulo 20 de novembro de 2014
Usos múltiplos da água e impactos da seca na agricultura
Eduardo Assad - Embrapa
Uso da água
• Abastecimento
• Energia
• Serviços ecossistêmicos
• agricultura
ITAIPU
TRÊS MARIAS
TRÊS MARIAS
70% da água disponível
É utilizada para irrigação?
Fonte: Painel Brasileiro de Mudanças climáticas Vol lI – Vulnerabilidade e adaptação 2014
Obs: Estima-se atualmente 6 milhões de hectares irrigados
Síntese das simulações com as saídas modelo regional ETA inicializado
com o modelo global do CMIP5,
HadGen2ES com cenários RCP 4,5 e RCP8,5.
Análise das temperaturas, precipitação e impactos para as culturas
de soja, milho e milho safrinha, feijão, arroz e trigo
Observed Emissions and Emissions Scenarios
Emissions are on track for 3.2–5.4ºC “likely” increase in temperature above pre-industrial
Large and sustained mitigation is required to keep below 2ºC
Data: CDIAC/GCP/IPCC/Fuss et al 2014
Over 1000 scenarios from the IPCC Fifth Assessment Report are shown
Source: Fuss et al 2014; CDIAC; Global Carbon Budget 2014
Observações até 2013
• Observação de aumento da frequência de chuvas intensas
• Fortes alterações na distribuição das chuvas
• Alteração no balanço hídrico
• Aumento na intensidade e frequência dos veranicos
• Aumento da erosão
Carvallho et al 2014, Weather and Climate Extremes
Carvallho et al 2014, Weather and Climate Extremes
Carvallho et al 2014, Weather and Climate Extremes
Evolução dos extremos de temperatura
Frequência de ocorrência de dias com temperatura maior que 34 Graus
Aumento de ondas de calor no futuro
50
Número de dias com temperatura maior
ou igual a 34 C em Campinas
40
days
30
20
10
0
years
Consequências
• Abortamento de flores do café, laranja, feijão
• Aumento da Evaporação e Evapotranspiração
• Aumento da deficiência hídrica
• Aumento da frequência de ondas de calor provocando morte de
frangos, abortamento em porcas prenhas, redução da produção de
leite
Evolução das temperaturas
Evolução da Chuva
Consequências
• Observação de aumento da frequência de chuvas intensas
• Fortes alterações na distribuição das chuvas
• Alteração no balanço hídrico
• Aumento na intensidade e frequência dos veranicos
• Aumento da erosão
Impactos
Evolução da produção brasileira de milho
140.000
135.000
130.000
Perda de produção
138.747,5
132.566,2
132.437,9
126.894
125.000
120.000
1980-1990
1990-2000
2000-2010
2003 - 2013
Década
Perda de produção (em mil toneladas)
Área plantada (em mil ha)
Área plantada
8,00%
7,00%
6,00%
5,00%
4,00%
3,00%
2,00%
1,00%
0,00%
7,06%
5,63%
80-90
6,33%
6,22%
90-00
00-10
Década
Assad et al dados não publicados Rede Clima MCTI
38.683,0
29.223,0
19.725,7
12.673,5
80-90
90-00
00-10
2003-2013
Década
Perda de produção (em US$)
2003-2013
Perda de produção (em 1000 US$)
Porcentagem de perda
Porcentagem de perda
45.000,0
40.000,0
35.000,0
30.000,0
25.000,0
20.000,0
15.000,0
10.000,0
5.000,0
-
$6.000.000,00
$5.238.839,88
$5.000.000,00
$4.000.000,00
$3.000.000,00
$2.000.000,00
$3.214.097,38
$2.142.157,74
$1.408.293,14
$1.000.000,00
$1980-1990
1990-2000
2000-2010
Década
Fonte: Embrapa Informática- Laboratório de modelagem ambiental
2003-2013
Evolução da produção brasileira de soja
Perda de produção
250.000,0
208.715,2
185.557,5
200.000,0
150.000,0
100.000,0
Perda de produção (em mil
toneladas)
Área plantada (em mil ha)
Área plantada
96.512,4
109.139,0
50.000,0
35000
29.349,1
30000
24.826,8
25000
20000
15000
11.633,4
8.259,5
10000
5000
0
-
80-90
80-90
90-2000
2000-2010
2003-2013
90-2000
2000-2010
2003-2013
Década
Década
Perda de produção (em US$)
Porcentagem de perda
5,00%
4,90%
4,89%
4,80%
4,65%
4,70%
4,70%
4,59%
4,60%
4,50%
4,40%
80-90
90-00
00-10
Década
Assad et al dados não publicados Rede Clima MCTI
2003-2013
Perda de produção (em 1000 US$)
Porcentagem de perda
$10.000.000,00
$8.429.520,13
$8.000.000,00
$6.135.477,84
$6.000.000,00
$4.000.000,00
$2.000.000,00
$2.527.143,75
$1.828.405,46
$80-90
90-2000
2000-2010
Década
Fonte: Embrapa Informática- Laboratório de modelagem ambiental
2003-2013
23,80
23,60
23,67
23,40
23,35
23,20
Temp/
(°C) 23,00
22,80
23,11
22,85
22,60
22,40
1971 - 1980
1981 - 1990
1991 - 2000
2001 - 2010
1225
1220
1221
1215
1210
1208
1205
1200
ETP
(mm)
1199
1195
1197
1190
1185
1180
1971 - 19801981 - 19901991 - 20002001 - 2010
Assad et al dados não publicados Rede Clima MCTI
Periodo
Estratégias de redução de risco
Impactos na agricultura
1º. Caso - Arroz
Impacto na redução das áreas de baixo risco em comparação com 1990
Cenário RCP 4.5
2025
∆ (%)
2055
∆ (%)
2085
Arroz
Ano Base 2012
2.306.597 -4,4 2.329.526 -3,5 2.316.059
Área Plantada (ha)
2.412.987
Cenário RCP 8.5
2025
∆ (%)
2055
∆ (%)
2085
2.238.483 -7,2 2.232.870 -7,5 2.077.094
∆ (%)
-4,0
∆ (%)
-13,9
2º.. Caso – milho safrinha
Impacto na redução das áreas de baixo risco em comparação com 1990
Cenário RCP 4.5
2025
∆ (%)
2055
∆ (%)
2085
Milho Safrinha
Ano Base 2012
2.143.341 -71,3 4.242.920 -43,2 2.214.010
Área Plantada (ha)
7.468.878
Cenário RCP 8.5
2025
∆ (%)
2055
∆ (%)
2085
1.751.641 -76,5 1.128.835 -84,9
204.339
∆ (%)
-70,4
∆ (%)
-97,3
3º. Caso - Soja
Impacto na redução das áreas de baixo risco em comparação com 1990
Cenário RCP 4.5
2025
∆ (%)
2055
∆ (%)
2085
Soja
Ano Base 2012
10.904.674 -56,3 12.849.106 -48,6 11.539.499
Área Plantada (ha)
24.975.258
Cenário RCP 8.5
2025
∆ (%)
2055
∆ (%)
2085
8.901.284 -64,4 8.556.636 -65,7 4.693.604
∆ (%)
-53,8
∆ (%)
-81,2
Esforço de adaptação
62
É essa adaptação que queremos?
Brasil, NE 2011
A NOVA GEOGRAFIA DA PRODUÇÃO AGRÍCOLA
AQUECIMENTO GLOBAL E A NOVA GEOGRAFIA DA PRODUÇÃO AGRÍCOLA NO BRASIL – 2008
Agroforest System, with very efficience in carbon
sequestration
Mudanças
Climáticas
Célula/Tecido
Organismo
População
Comunidade
SNPs
Expressão gênica
Metaboloma
Trocas gasosas
Potencial hídrico
Biomassa
Crescimento
variáveis
nível de organização biológica
Genoma
Ciências genômicas para compreensão da
resposta das plantas às mudanças climáticas
Densidade de
plantio
Floração
Diversidade
O impacto das mudanças climáticas
ocorre sobre os múltiplos níveis de
organização biológica.
Pouco se sabe ainda como esse impacto
afeta os processos moleculares,
bioquímicos e fisiológicos que determinam as
respostas em uma cadeia que vai de indivíduos
até ecossistemas globais.
Dominância
Por isso, é necessária a incorporação
Ecossistema
Produtividade
Carbono no solo
das ciências genômicas aos estudos ecológicos.
Genômica visando adaptação de culturas agroflorestais a mudanças
climáticas: objetivos
 Identificação de variedades mais adaptadas (resistentes/tolerantes) aos
estresses abióticos decorrentes das mudanças climáticas:
 [CO2] atmosférica elevada, seca, calor, submergência etc, em condições
controladas.
 Descoberta de mecanismos moleculares, bioquímicos e fisiológicos
mediando respostas e adaptação a tais estresses.
 Desenvolvimento de marcadores moleculares (genéticos e bioquímicos)
para seleção assistida de variedades mais adaptadas em programas de
melhoramento genético.
 Descoberta de genes envolvidos em adaptação (resistência/tolerância) com
valor biotecnológico. ( forte expressão na biodiversidade)
P58: 2.5%
BR16: 2.5%
Figure 2. rd29A:DREB1A / ahas transgenic soybean plants (left, T 2) and the original veriety, BR16 plants (right)
Line(5%
P58
after applied drought stress
of humidity:29days, then 2.5%:17days).
The without
plants without
stress
BR16
Gene
A (15.0%) were
with Gene
A)picture. This picture was taken in April 17, the day before 9th evaluation
growing normally(BR16
like the plants
left of this
2.5% Soil GH
2.5%
Soil
GH
in Figure 3.
Safra 2011/12
Balanço hídrico decendial - Outubro/2013 a Março/2014
Embrapa Soja - Londrina/PR
mm
140
Deficiência
Retirada
Precipitação
ETP
120
100
80
~50 dias c/ ~44mm
60
40
20
0
Out1
Out2
Out3
Nov1
Nov2
Nov3
Dez1
Dez2
Dez3
Jan1
Jan2
Jan3
Fev1
Fev2
Fev3
Mar1
Mar2
In the Laboratory more than 20 genes being tested
>40oC 49days 44mm only
BR16
Irri
Gene y
Irr
BR16
N Irr
Gene y
N Irr
Massa Raíz (g)
Gene Y
BR16
І Erro Padrão, n=4
Número de Nódulos
Massa Nódulos (g)
Pesquisas em tolerância a seca
• Soja
• Milho
• Cana
• Feijão
• Podemos fazer muito mais.
Obrigado
[email protected]