Clima e agriculturaClima e agricultura
Prof. Dr. Emerson GalvaniProf. Dr. Emerson GalvaniLaboratório de Climatologia e Laboratório de Climatologia e
Biogeografia – LCBBiogeografia – LCB
Universidade de São PauloDepartamentop de Geografia
Disciplina: Climatologia Agrícola
Clima e AgriculturaClima e Agricultura
Radiação SolarRadiação Solar Fonte primária de todos os processos no Fonte primária de todos os processos no
planeta (99,7%);planeta (99,7%); Apresenta variação sazonal e espacial que Apresenta variação sazonal e espacial que
caracterizam o nível energético de cada caracterizam o nível energético de cada região;região;
Vamos entender um pouco desta Vamos entender um pouco desta variação.....variação.....
Clima e AgriculturaClima e Agricultura
Inclinação do equador terrestre Inclinação do equador terrestre que resulta nas estações do ano que resulta nas estações do ano
e não a distância terra-sol.e não a distância terra-sol.
Clima e AgriculturaClima e Agricultura
Radiação no topo da Radiação no topo da atmosfera (atmosfera (IoIo))
Estimada em função: latitude, Estimada em função: latitude, dia do ano (declinação solar)dia do ano (declinação solar)
Espectro da Radiação Solar – Espectro da Radiação Solar – Destaque para o VísivelDestaque para o Vísivel
Namômetros
Espectro da Radiação SolarEspectro da Radiação Solar 1 m = 101 m = 10-3-3 milímetro-mm (0,001m) milímetro-mm (0,001m)
1 m = 101 m = 10-6-6 micrômetro- micrômetro-μμm (0,000001m)m (0,000001m)
1 m = 101 m = 10-9-9 namômetro- namômetro-ηηm (0,000000001m)m (0,000000001m)
1 m = 101 m = 10-12-12 picômetro- picômetro-ρρm (0,000000000001m)m (0,000000000001m)
Espectro da Radiação SolarEspectro da Radiação Solar
A maior parte da energia radiante A maior parte da energia radiante do sol está concentrada nas partes do sol está concentrada nas partes visível e próximo do visível do visível e próximo do visível do espectro. A luz visível corresponde espectro. A luz visível corresponde a ~43% do total irradiado, 49% a ~43% do total irradiado, 49% estão no infravermelho próximo estão no infravermelho próximo e 7% no ultravioleta.e 7% no ultravioleta.
Efeitos específicos causados por Efeitos específicos causados por determinadas faixas do espectrodeterminadas faixas do espectro
baixo efeito fotossintético e fraca ação sobre a formação
da planta.
pequena quantidade 610–510 nm (verde, amarelo,laranja)
forte atividade fotossintética e fotoperiódica.
fortemente absorvida pela clorofila .
720–610 nm (vermelho)
Crescimento das plantas (fotoperiodismo, germinação
de sementes, controle de floração e coloração de
frutos).
Absorvido sob a forma de calor em
pequena quantidade.
1000 – 720 nm
não causam danos e não apresentam efeitos
específicos nos processos bioquímicos e fotoquímicos.
absorvidas sob forma de calor.
1000 nmOnda longa
Efeito FisiológicoCaráter de AbsorçãoRegião Espectral
Efeitos específicos causados por Efeitos específicos causados por determinadas faixas do espectrodeterminadas faixas do espectro
efeito sobre a fotossíntese, exerce efeitos de formação; as plantas tornam-se mais baixas e as folhas mais grossas
fracamente absorvida pela clorofila e protoplasma.
400–315 (UV)
grande efeito morfogenético e sobre os processos fisiológicos (é prejudicial à maioria das plantas).
absorvida pelo protoplasma.
315–280 nm
mata rapidamente as plantas.absorvida pelo protoplasma.
< 280 nm
forte atividade fotossintética e vigorosa ação na formação da planta
fortemente absorvida pela clorofila e carotenóides
510–400 nm (azul)
Efeito FisiológicoCaráter de AbsorçãoRegião Espectral
Fonte: COMISSÃO HOLANDESA DE IRRADIAÇÃO VEGETAL – 1953 (Mota, 1989).
Efeitos específicos causados por Efeitos específicos causados por determinadas faixas do espectrodeterminadas faixas do espectro
FotossínteseFotossíntese
CO2 + H2O + Energia luminosa (PAR) => [CH2O] + O2
Radiação fotossinteticamente ativa - RFA
ESTÔMATOSESTÔMATOS São aberturas (poros estomáticos) na São aberturas (poros estomáticos) na
epiderme, responsáveis pelas epiderme, responsáveis pelas trocas trocas gasosasgasosas e pela t e pela transpiraçãoranspiração..
* folhas de pepino = 100.000 estômatos por cm2 * Gramíneas =10.000 por cm2.
Temperatura do arTemperatura do ar CALOR é definido como energia cinética total CALOR é definido como energia cinética total
dos átomos e moléculas que compõem uma dos átomos e moléculas que compõem uma substância.substância.
TEMPERATURA é uma medida da energia TEMPERATURA é uma medida da energia cinética média das moléculas ou átomos cinética média das moléculas ou átomos individuais. individuais.
Portanto, a quantidade de calor depende da Portanto, a quantidade de calor depende da massa do material, a temperatura nãomassa do material, a temperatura não..
Temperatura do arTemperatura do arTemperatura do ar (oC) - 21/06/2002 - Estação Meteorológica - LCB
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Hora do dia
Tar (
o C)
Tmin=14,1oC
Tmax=25,7oC
A.T.=11,6oC
Temperatura do arTemperatura do ar
O conceito de graus-dia (GD)O conceito de graus-dia (GD) Baseia-se no fato de que a taxa de Baseia-se no fato de que a taxa de
desenvolvimento de uma espécie vegetal está desenvolvimento de uma espécie vegetal está relacionada a temperatura do meio.relacionada a temperatura do meio.
Pressupõe a existencia de uma temperatura Pressupõe a existencia de uma temperatura basal inferior (Tb) e uma superior (TB).basal inferior (Tb) e uma superior (TB).
GD=Tmédia – Tb GD=Tmédia – Tb
∑=
==n
iiGD
1GDA térmicaConstante
Taxa de desenvolvimento relativo e temperatura base inferior (Tb) e superior (TB) para o desnvolviemnto vegetal. Fonte:
Pereira et al. (2002)
Valores de constante térmica (GDA) e temperatura base inferior (Tb) para diversas culturas. Fonte: Pereira et al.
(2002)
199010Poda-maturaçãoItália/Rubi
155010Poda--maturaçãoNiagara rosadaUva700-8007Semeadura-maturação-Tomate
103014Semeadura-maturaçãoParaná
127514Semeadura-maturaçãoSanta RosaSoja 119010Semeadura-maturaçãoBR 201
120010Semeadura-maturaçãoAgroceres 612
11408Semeadura-maturaçãoCargil 805Milho1000-120010Semeadura-maturação-Feijão
199012Semeadura-maturaçãoIAC4440Arroz
Soma GD(oC)
Tb (oC)
PeríodoVariedade/cultivar
Cultura
Temperatura do arExemplo de aplicação do conceito de GD: Local: Botucatu, SP, latitude 22o 51’ Sul; longitude 48o 26’ oeste e, altitude 786 m. Dados normais de temperatura média do ar (oC): Mês Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Tmed 23,1 23,4 22,7 20,9 18,6 17,2 17,2 18,7 19,2 20,8 21,9 22,4 Considerando a cultura de soja variedade/cultivar santa rosa com semeadura realizada em 10 de novembro. Calcule a data prevista de colheita. Tb = 14 oC GDA = 1275 oC.d
1.275,834,5520,9 - 14 = 6,9
20,9Abril
1.241,3269,73122,72 -14 = 8,7
22,7Março
971,6263,22823,4 - 14 = 9,4
23,4Fevereiro
708,4282,13123,1 - 14 = 9,1
23,1Janeiro
426,3260,43122,4 - 14 = 8,4
22,4Dezembro
165,9165,92121,9 - 14 = 7,9
21,9Novembro
Soma GDA (oC.d)
SomaGD(oC)N (dia)GDi (oC)Tmed (oC)Mês
Portanto, a colheita será efetuada em condições normais em 5 de abril totalizando 1275 GD.
VentosFavoráveisO vento atua no transporte de propriedades:* calor: de regiões mais quentes para mais frias;* vapor d’água: regiões úmidas para regiões mais
frias;* dispersão de gases e partículas suspensas no ar:
diminui a concentração de poluentes (inverno).Remoção de calor de plantas e animais nas épocas
quentes.* Renovação de ar próximo a plantas mantendo o
suprimento de CO2 para as folhas durante o processo de fotossíntese.
* Dipersão de sementes, pólen, facilitando a dispersão de espécies e a polinização.
VentosEfeitos desfavoráveis:* Erosão eólica e deformação da paisagem;* Eliminação de insetos polinizadores;* Desconforto animal, devido a remoção excessiva de
calor, acelerando o metabolismo animal e diminuindo o ganho de peso.
* Deformação de plantas; * Abrasão de partículas do solo danificando tecidos
(caules) vegetais;* Fissura de tecidos vegetais pela agitação contínua,
permitindo a penetração de microorganismos;* Desfolha por efeito mecânico;* Aumento da transpiração, fechamento de estômatos,
queda na taxa de fotossíntese, diminuição do crescimento e produção.
U = 7km/h
U = 15km/h
U = 24km/h
Plantas submetidas a diferentes velocidades do vento. Observe o nanismo da parte aérea nas plantas submetidas a 15 e 24 km/h
Sentelhas; Angelocci, 2006
Umidade do arUmidade é o termo geral usado para descrever a presença de
vapor d’água no ar. Esta presença de vapor d’água pode ser descrita
quantitativamente de várias maneiras. Entre elas estão a pressão de vapor, a umidade
absoluta, a razão de mistura e a umidade relativa.
Umidade do ar
Sempre insisto que UR não indica conteúdo de vapor d´água e sim a razão entre a razão de mistura real
(w) e a razão de mistura de saturação (ws). A UR indica quão próximo o ar está da saturação, ao
invés de indicar a real quantidade de vapor d’água no ar.
Umidade do arExemplo 1:
Ts = 30 oC Tu = 30 oC
UR = 100 %
UA = 30,34 gH20.m-3 de ar
Exemplo 2:
Ts = 20 oC Tu = 20 oC
UR = 100 %
UA = 17,29 gH20.m-3 de ar
Exemplo 3:
Ts = 32 oC Tu = 30,5 oC
UR = 89 %
UA = 30,34 gH20.m-3 de ar
Exemplo 4:
Ts = 10 oC Tu = 10 oC
UR = 100 %
UA = 9,4 gH20.m-3 de ar
Precipitação Pluvial (chuva)
- Precipitação pluvial (chuva) é a principal entrada de água no sistema nas regiões tropicais;-Acentuada variação espacial e temporal;- Pode-se afirmar que nas regiões tropicais a sazonalidade é determinada pelo regime de chuvas.
Mancha de alternária é uma nova doença que afeta Mancha de alternária é uma nova doença que afeta algumas tangerinas e seus híbridos. É causada pelo algumas tangerinas e seus híbridos. É causada pelo fungo fungo Alternaria alternataAlternaria alternata f. sp. f. sp. citricitri, que produz uma , que produz uma
toxina específica para algumas tangerinas e seus toxina específica para algumas tangerinas e seus híbridos, não afetando laranjas doces, limões e limas híbridos, não afetando laranjas doces, limões e limas
ácidas.ácidas.
Fonte: http://www.fundecitrus.com.br
Climograma de GaussenClimograma de Gaussen Bagnouls & Gaussen (1953 ) propuseram o Bagnouls & Gaussen (1953 ) propuseram o
climograma climograma ombroombrotérmicotérmico (de Gaussen). (de Gaussen). Mês seco seria aquele em que:Mês seco seria aquele em que: a)a) registram-se menos de 10 mm de chuva, a uma registram-se menos de 10 mm de chuva, a uma
temperatura média inferior a 10 temperatura média inferior a 10 ooC, C, b)b) registram-se menos de 25 mm de chuva, a uma registram-se menos de 25 mm de chuva, a uma
temperatura média compreendida entre 10 a 20 temperatura média compreendida entre 10 a 20 ooC, C, c)c) registram-se menos de 50 mm de chuva, a uma registram-se menos de 50 mm de chuva, a uma
temperatura média compreendida entre 20 a 30 temperatura média compreendida entre 20 a 30 ooC; C; d)d) registram-se menos de 75 mm de chuva, a uma registram-se menos de 75 mm de chuva, a uma
temperatura média superior a 30 temperatura média superior a 30 ooC. C.
O Climograma de GaussenO Climograma de Gaussen Mês seco é considerado aquele em Mês seco é considerado aquele em
que o total mensal das precipitações que o total mensal das precipitações é igual ou menor que o dobro da é igual ou menor que o dobro da temperatura médiatemperatura média, ou seja, , ou seja, matematicamente expressamos matematicamente expressamos como sendo: como sendo:
Mês seco P Mês seco P == ou ou << 2*T 2*T onde P é a precipitação (mm) e T a onde P é a precipitação (mm) e T a
temperatura do ar (oC). temperatura do ar (oC).
Balanço de Água no SoloBalanço de Água no Solo
∆ ARM
P ETI
Ee Es
DLe DLs
AC DP
∆ ARM
P ETI
Ee Es
DLe DLs
AC DP
Entradas de água: P: precipitação + orvalho;I: Irrigação;Ee: Escoamento superficial (run-in);Dle: Drenagem LateralAC: ascensão capilarSaídas de água: ET: evapo(transpi)ração;Es: Escoamento superficial (run-off);Dls: Drenagem LateralDP: drenagem profunda
O Balanço de Água no SoloO Balanço de Água no Solo A A chuvachuva e o e o orvalhoorvalho dependem do clima da dependem do clima da
região, enquanto que as demais entradas região, enquanto que as demais entradas dependem do tipo de solo e de relevo. dependem do tipo de solo e de relevo.
As entradas e saídas por escoamento As entradas e saídas por escoamento superficial (superficial (RiRi e e RoRo) e drenagem lateral () e drenagem lateral (DLi e DLi e DLoDLo) tendem a se compensar, assim como ) tendem a se compensar, assim como ACAC e e DPDP..
±∆±∆ARM = (P + I) - ET ARM = (P + I) - ET A ET (evapotranspiração) pode ser A ET (evapotranspiração) pode ser
estimada por diversos métodos.estimada por diversos métodos.
Balanço Hídrico ClimatológicoBalanço Hídrico Climatológico Thornthwaite & Mather (1955) propôs uma Thornthwaite & Mather (1955) propôs uma
metodologia de estimar o armazenamento metodologia de estimar o armazenamento médio de água do solo ao longo do tempo. médio de água do solo ao longo do tempo.
O BHC fornece estimativa da O BHC fornece estimativa da ETRETR (evapotranspiração real), da (evapotranspiração real), da DefDef (deficiência (deficiência Hídrica), do Hídrica), do ExcExc (excedente hídrico) e do (excedente hídrico) e do ARMARM (armazenamento de água do solo). (armazenamento de água do solo).
Para que não haja nem excesso nem Para que não haja nem excesso nem deficiência hídrica, a chuva (P) deve ser deficiência hídrica, a chuva (P) deve ser igual a ETR. igual a ETR.
Balanço Hídrico ClimatológicoBalanço Hídrico ClimatológicoMeses T P ETP P-ETP NEG-AC ARM ALT ETR DEF EXC
oC mm mm mm mm mm mm mm mmJan 23,0 234,0 111,8 122,2 0,0 100,0 0,0 111,8 0,0 122,2Fev 23,2 231,0 103,6 127,4 0,0 100,0 0,0 103,6 0,0 127,4Mar 22,5 165,0 102,7 62,3 0,0 100,0 0,0 102,7 0,0 62,3Abr 20,5 69,0 76,6 -7,6 -7,6 92,7 -7,3 76,3 0,3 0,0Mai 17,8 51,0 55,1 -4,1 -11,6 89,0 -3,7 54,7 0,4 0,0Jun 16,4 44,0 42,7 1,3 -10,2 90,3 1,3 42,7 0,0 0,0Jul 16,2 35,0 42,6 -7,6 -17,8 83,7 -6,6 41,6 1,0 0,0
Ago 17,7 32,0 53,3 -21,3 -39,1 67,6 -16,0 48,0 5,2 0,0Set 19,1 63,0 64,3 -1,3 -40,4 66,8 -0,8 63,8 0,4 0,0Out 20,4 128,0 81,2 46,8 0,0 100,0 33,2 81,2 0,0 13,6Nov 21,3 123,0 91,0 32,0 0,0 100,0 0,0 91,0 0,0 32,0Dez 22,1 180,0 105,4 74,6 0,0 100,0 0,0 105,4 0,0 74,6
TOTAIS 240,2 1355,0 930,3 424,7 1090,0 0,0 922,9 7,3 432,1MÉDIAS 20,0 112,9 77,5 35,4 90,8 76,9
5. Balanço Hídrico Climatológico5. Balanço Hídrico ClimatológicoExtrato do Balanço Hídrico Mensal
-20
0
20
40
60
80
100
120
140
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Balanço Hídrico ClimatológicoBalanço Hídrico Climatológico
Pelo BHC:
DEF=200,8 mm
EXC=618,5 mm
Total: 5 meses secos
Gaussen:
DEF= ?? mm
EXC= ?? mm
Total: 5 meses secos
Balanço Hídrico ClimatológicoBalanço Hídrico Climatológico
Pelo BHC:
DEF=295,3 mm
EXC=115,7 mm
Total: 8 meses secos
Gaussen:
DEF= ?? mm
EXC= ?? mm
Total: 5 meses secos
Extrato do Balanço Hídrico Mensal - Cuiabá - MT
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Balanço Hídrico ClimatológicoExtrato do Balanço Hídrico Mensal - Manaus - AM
-100
-50
0
50
100
150
200
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Balanço Hídrico ClimatológicoExtrato do Balanço Hídrico Mensal - Santos - SP
0
50
100
150
200
250
300
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Balanço Hídrico ClimatológicoExtrato do Balanço Hídrico Mensal Quixeramobim - CE
-180-160-140-120-100-80-60-40-20
02040
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Exemplo de Zoneamento ClimáticoExemplo de Zoneamento Climático
Aracatuba
Assis
Avare
Bauru
Botucatu Campinas
Catanduva
Franca
Jales
Marilia
Mococa
Ourinhos
Pres.Prudente
Rib.Preto
Santos
S.Carlos
Itarare
Registro
S.Paulo
Dracena
AndradinaS.J.R.Preto
Votuporanga
Lins
Teod.SampaioBananal
Caraguatatuba
S.J.Campos
Cruzeiro
Itapetininga
54° 53° 52° 51° 50° 49° 48° 47° 46° 45° 44° 43°
19°
20°
21°
22°
23°
24°
25°
26°
54° 53° 52° 51° 50° 49° 48° 47° 46° 45° 44° 43°19°
20°
21°
22°
23°
24°
25°
26°
Temperatura Média Anual
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
- Fernando A. M. da Silva- Eduardo D. Assad- Balbino A. Evangelista
- Hilton Silveira Pinto- Jurandir Zullo Jr- Gustavo Coral- Bernadete Pedreira
- Orivaldo Brunini- Rogério Remo Alfonsi- Marcelo B.P. de Camargo- Mário J.Pedro Jr.- Roberto A. ThomazielloEMBRAPA / CERRADOS
CEPAGRI / UNICAMP
CIIAGRO / IAC
Equipe Técnica:
Novembro - 2000
“Na safra 1997/98 quando os deficits hídricos alcançaram valores elevados (entre 100 e 120mm aproximadamente) na fazenda Verde (Rondonópolis) todos os cultivares de ciclo tardio sofreram significativas quebras de produtividade (reduções que variaram de 50 a 80% em relação a PPP), sobretudo em solos arenosos. Entretanto os cultivares precoces, que neste ano foram semeados mais cedo que os tardios, apresentaram rendimento elevado (igual a PPP). Deste modo, houve uma compensação na média final da produtividade da soja. Estratégias como estas tem contribuído para minimizar os efeitos do clima no rendimento final da soja...
...de qualquer modo, os coeficientes encontrados, embora tenham sido em geral fracos, mostraram que cerca de 40 a 50% da variação dos rendimentos da soja neste sistema de produção pode estar relacionada com as condições climáticas durante o ciclo fenológico das plantas” (SANTOS, 2002)
Sitios Interessantes:Sitios Interessantes: www.inmet.gov.brwww.inmet.gov.br (clicar em (clicar em
agrometeorologia e/ou climatologia)agrometeorologia e/ou climatologia) www.agritempo.gov.brwww.agritempo.gov.br http://ciiagro.iac.sp.gov.br/http://ciiagro.iac.sp.gov.br/ www.iapar.brwww.iapar.br