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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 [email protected]