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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

Fonte: Painel Brasileiro de Mudanças climáticas Vol lI – Vulnerabilidade e adaptação 2014

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

Over 1000 scenarios from the IPCC Fifth Assessment Report are shown Source: Fuss et al 2014; CDIAC; Global Carbon Budget 2014

Data: CDIAC/GCP/IPCC/Fuss et al 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

0

10

20

30

40

50

day

s

years

Número de dias com temperatura maior ou igual a 34 C em Campinas

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

12.673,5

19.725,7

29.223,0

38.683,0

-

5.000,0

10.000,0

15.000,0

20.000,0

25.000,0

30.000,0

35.000,0

40.000,0

45.000,0

80-90 90-00 00-10 2003-2013

Pe

rda

de

pro

du

ção

(e

m m

il to

ne

lad

as)

Década

Perda de produção

5,63% 6,22% 6,33%

7,06%

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

80-90 90-00 00-10 2003-2013

Po

rce

nta

gem

de

pe

rda

Década

Porcentagem de perda

126.894

132.566,2 132.437,9

138.747,5

120.000

125.000

130.000

135.000

140.000

1980-1990 1990-2000 2000-2010 2003 - 2013

Áre

a p

lan

tad

a (e

m m

il h

a)

Década

Área plantada

$1.408.293,14

$2.142.157,74

$3.214.097,38

$5.238.839,88

$-

$1.000.000,00

$2.000.000,00

$3.000.000,00

$4.000.000,00

$5.000.000,00

$6.000.000,00

1980-1990 1990-2000 2000-2010 2003-2013

Pe

rda

de

pro

du

ção

(e

m 1

00

0 U

S$)

Década

Perda de produção (em US$)

Evolução da produção brasileira de milho

Fonte: Embrapa Informática- Laboratório de modelagem ambiental Assad et al dados não publicados Rede Clima MCTI

Evolução da produção brasileira de soja

$1.828.405,46 $2.527.143,75

$6.135.477,84

$8.429.520,13

$-

$2.000.000,00

$4.000.000,00

$6.000.000,00

$8.000.000,00

$10.000.000,00

80-90 90-2000 2000-2010 2003-2013

Pe

rda

de

pro

du

ção

(e

m 1

00

0 U

S$)

Década

Perda de produção (em US$)

8.259,5 11.633,4

24.826,8

29.349,1

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

80-90 90-2000 2000-2010 2003-2013

Pe

rda

de

pro

du

ção

(e

m m

il to

ne

lad

as)

Década

Perda de produção

4,89%

4,59% 4,65%

4,70%

4,40%

4,50%

4,60%

4,70%

4,80%

4,90%

5,00%

80-90 90-00 00-10 2003-2013

Po

rce

nta

gem

de

pe

rda

Década

Porcentagem de perda

96.512,4 109.139,0

185.557,5 208.715,2

-

50.000,0

100.000,0

150.000,0

200.000,0

250.000,0

80-90 90-2000 2000-2010 2003-2013

Áre

a p

lan

tad

a (e

m m

il h

a)

Década

Área plantada

Assad et al dados não publicados Rede Clima MCTI Fonte: Embrapa Informática- Laboratório de modelagem ambiental

1197

1199

1208

1221

1180

1185

1190

1195

1200

1205

1210

1215

1220

1225

1971 - 19801981 - 19901991 - 20002001 - 2010

ETP

(mm)

Periodo

22,85

23,11

23,35

23,67

22,40

22,60

22,80

23,00

23,20

23,40

23,60

23,80

1971 - 1980 1981 - 1990 1991 - 2000 2001 - 2010

Temp/ (°C)

Estratégias de redução de risco

Assad et al dados não publicados Rede Clima MCTI

Impactos na agricultura

1º. Caso - Arroz Impacto na redução das áreas de baixo risco em comparação com 1990

Cenário RCP 4.5

Arroz 2025 ∆ (%) 2055 ∆ (%) 2085 ∆ (%)

Ano Base 2012 2.306.597 -4,4 2.329.526 -3,5 2.316.059 -4,0

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 -13,9

2º.. Caso – milho safrinha Impacto na redução das áreas de baixo risco em comparação com 1990

Cenário RCP 4.5

Milho Safrinha 2025 ∆ (%) 2055 ∆ (%) 2085 ∆ (%)

Ano Base 2012 2.143.341 -71,3 4.242.920 -43,2 2.214.010 -70,4

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 -97,3

3º. Caso - Soja Impacto na redução das áreas de baixo risco em comparação com 1990

Cenário RCP 4.5

Soja 2025 ∆ (%) 2055 ∆ (%) 2085 ∆ (%)

Ano Base 2012 10.904.674 -56,3 12.849.106 -48,6 11.539.499 -53,8

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 -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

variáveis

nív

el d

e o

rgan

izaç

ão b

ioló

gica

Mudanças Climáticas

Genoma

Célula/Tecido

Organismo

População

Comunidade

Ecossistema

Ciências genômicas para compreensão da resposta das plantas às mudanças climáticas

O impacto das mudanças climáticas ocorre sobre os múltiplos níveis de organização biológica.

Por isso, é necessária a incorporação

das ciências genômicas aos estudos ecológicos.

SNPs

Expressão gênica

Metaboloma

Trocas gasosas

Potencial hídrico Biomassa

Crescimento

Densidade de plantio

Floração

Diversidade

Dominância

Produtividade

Carbono no solo

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.

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)

Figure 2. rd29A:DREB1A / ahas transgenic soybean plants (left, T 2) and the original veriety, BR16 plants (right)after applied drought stress (5% of humidity:29days, then 2.5%:17days). The plants without stress (15.0%) weregrowing normally like the plants left of this picture. This picture was taken in April 17, the day before 9th evaluationin Figure 3.

P58: 2.5% BR16: 2.5%

BR16 without Gene A

2.5% Soil GH

Line P58

(BR16 with Gene A)

2.5% Soil GH

Safra 2011/12

0

20

40

60

80

100

120

140

Out1 Out2 Out3 Nov1 Nov2 Nov3 Dez1 Dez2 Dez3 Jan1 Jan2 Jan3 Fev1 Fev2 Fev3 Mar1 Mar2

mm Balanço hídrico decendial - Outubro/2013 a Março/2014

Embrapa Soja - Londrina/PR

Deficiência Retirada Precipitação ETP

~50 dias c/ ~44mm

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

Gene Y BR16

Massa Nódulos (g)

Número de Nódulos

Massa Raíz (g)

І Erro Padrão, n=4

Pesquisas em tolerância a seca

• Soja

• Milho

• Cana

• Feijão

• Podemos fazer muito mais.

Obrigado Eduardo.assad@embrapa.br