Mudanças climáticas e seus impactos nas produtividades das culturas do feijão e do milho no Estado de Minas Gerais

Abstract

Modelos baseados em processos, utilizando as equações de Blackman, hipérbole retangular, exponencial negativa, hipérbole não retangular e uso eficiente da radiação, como parte central no cálculo do balanço de carbono, foram utilizados para estimar a variabilidade da produtividade das culturas de milho e feijão, em algumas mesorregiões do Estado de Minas Gerais, a partir de dados diários meteorológicos históricos de 1975 a 2004. Também foram simuladas alterações na produtividade das culturas do feijão e do milho, para os anos de 2020, 2050 e 2080, comparadas com o ano-base 2000, considerando-se as condições climáticas futuras, o efeito fertilização por CO2 e o avanço tecnológico. Para quantificar o efeito das condições climáticas na produtividade das culturas, foram utilizados dados diários projetados para o cenário A2, pelo modelo de circulação geral da atmosfera, HadCM3. Uma relação empírica simples foi usada, para calcular o efeito da crescente concentração de CO2 na produtividade das culturas. O efeito do avanço tecnológico na produtividade futura foi estimado, por meio da tendência da série histórica dos dados de produtividade do IBGE, considerando-se o período de 1976 a 2004. Foram objetivos deste trabalho: (a) calcular a produtividade potencial das culturas do feijão e do milho para as mesorregiões do Estado de Minas Gerais, com base nos diferentes modelos citados anteriormente; (b) comparar os resultados dos diferentes modelos; e (c) estimar a produtividade potencial e a perda de produtividade (a diferença entre as produtividades potencial e real), considerando o cenário A2 do modelo HadCM3, o efeito fertilização por CO2 e do avanço tecnológico. A produtividade potencial, calculada pelos diferentes modelos diferiu substancialmente. A diferença percentual entre o modelo de maior estimativa de produtividade e o de menor foi de 105% para a cultura do feijão e de 108% para a cultura do milho. As estimativas mostraram um aumento na produtividade potencial em relação àquela no ano-base 2000, para a cultura do feijão de 35,04% a 114,66%, e de 40,76% a 92,59% para a cultura do milho, dependendo do ano estimado e da mesorregião. O efeito da tecnologia foi o mais importante para tal aumento. Os resultados da diferença entre as produtividades potencial e real apresentaram tendência decrescente para as duas culturas, em todas as mesorregiões, com destaque para a mesorregião do Triângulo/Alto Paranaíba.Some process-based models, by using the Blackman s equation, the negative exponential, rectangular hyperbole, non-rectangular hyperbole, and the efficient use of the radiation were used as the central part in calculation of the carbon balance in order to estimate the variability of the productivity of both maize and bean crops in some mesoregions at Minas Gerais State, from the historic, meteorological and daily data relative to the period from 1975 to 2004. Some alterations in the productivity of the bean and maize crops were also simulated for the years 2020, 2050 and 2080, compared with the basis- year 2000, by considering the future climatic conditions, fertilization effect from CO2 and the technological advance. To quantify the effect of the climatic conditions on productivity of the crops, daily data projected for the A2 scenery based on the general atmosphere circulation model - HadCM3 were used. A simple empirical relationship was used to calculate the effect of the increasing CO2 concentration on the productivity of the crops. The effect of the technological advance on the future productivity was estimated by the tendency of the historical series of the IBGE productivity data, by considering the period from 1976 to 2004. The objectives of this study were: to calculate the potential productivity of the bean and maize crops for the mesoregions in Minas Gerais State, based on those different models previously mentioned; (b) to compare the results from the different models; and (c) to estimate the potential productivity and the yield gap (difference between the potential and real productivities), by taking into account the scenery A2 in the HadCM3 model, the effects from the CO2 fertilization and the technological advance. The potential productivity calculated by those models rather substantially differed. The percent difference between the model showing the highest productivity estimate and that one showing the minor estimate was 105% for bean and 108% for maize crops. The estimates showed an increased potential productivity in relation to the basis- year 2000, that is, from 35.04% to 114.66% for bean and 40.76% to 92.59% for maize crops, depending either on the estimated year and mesoregion. The technological advance showed to be the most important factor for such an increase. The results for the yield gap showed a decreasing tendency for both crops in all mesoregions, as distinguishing the Triângulo/Alto Paranaíba mesoregion.