Disponibilidade hídrica e aptidão da agricultura de sequeiro e irrigada no Cerrado

Abstract

A escassez hídrica vem se acentuando em diversas regiões do mundo, ocasionada em grande parte pelas mudanças climáticas, crescimento populacional, uso ineficiente da água e à falta de planejamento e gestão de recursos hídricos. Esse cenário de aumento da escassez hídrica evidencia a importância de melhorar o aproveitamento dos recursos hídricos, o que implica necessariamente em estabelecer estratégias de planejamento e gestão de recursos hídricos mais efetivas, que garantam uma alocação do recurso que favoreça aos usos múltiplos e traga segurança hídrica, de forma a assegurar o bem-estar social da população e o desenvolvimento sustentável da região. Nesse contexto, é fundamental que se tenha ferramentas que subsidie o gestor com informações que o auxilie no processo de tomada de decisão e possibilite um crescimento mais organizado e sustentável da agricultura na região. O objetivo geral desta tese, estruturada em forma de artigos, foi avaliar a disponibilidade hídrica e a aptidão da agricultura de sequeiro e irrigada na região do Cerrado brasileiro. No primeiro artigo, avaliou-se o impacto da aplicação de diferentes critérios de outorga anuais e sazonais, adotados nos estados que compõe o Cerrado, na disponibilidade hídrica potencial de bacias hidrográficas. Neste primeiro artigo, a área potencialmente irrigável, considerando cada um dos critérios de outorga avaliados, foi estimada. Os resultados indicam que, em média, nas ottobacias nível 5 do Cerrado, a disponibilidade hídrica potencial da Q90 anual foi 8% maior que a Q95 anual e 22% maior que Q7,10 anual. Em termos sazonais, as maiores vazões mínimas de referência mensal ocorreram em março, e o mês de menor disponibilidade foi outubro. Em relação ao potencial de área irrigável, considerando os critérios de outorga para o mês de maior disponibilidade, em comparação com o critério anual, observou-se um incremento de 142,5% na Q7,10, 130% na Q90 e 121,2% na Q95. No segundo artigo, avaliou-se o déficit e o excesso hídrico mensal provável nas bacias hidrográficas do Cerrado, bem como a tendência dos dados mensais do balanço hídrico climatológico e de suas variáveis de entrada e saída, como a precipitação e a evapotranspiração de referência na região de estudo. Os resultados evidenciaram a alta variabilidade na precipitação anual e evapotranspiração em todo o território do Cerrado. As ottobacias localizadas na área de transição entre o Cerrado e o bioma Amazônia geralmente apresentaram meses com excedente hídrico, enquanto as ottobacias ao Leste e Nordeste do Cerrado, área de transição com a Caatinga, possuem déficit hídrico em todos os meses, com maior déficit nos meses de estiagem, de maio a outubro. Além disso, foram identificadas tendências significativas no balanço hídrico climatológico em diferentes meses. Essas tendências foram em geral de redução, as quais estão relacionadas às tendências das variáveis de redução da precipitação e/ou aumento da evapotranspiração de referência utilizadas na estimativa do balanço hídrico climatológico. No terceiro artigo, o objetivo foi desenvolver um índice de viabilidade para produção de culturas anuais, tomando como base os fatores que interferem na demanda hídrica da cultura, e aplicá-lo para a cultura da soja na região do Cerrado brasileiro. O desenvolvimento do índice de viabilidade para produção de culturas agrícolas anuais permite analisar dentro de uma região as áreas com maior aptidão ao desenvolvimento da agricultura de sequeiro ou irrigada. A viabilidade da produção de soja no Cerrado é mais favorável nas regiões Noroeste, Norte e Nordeste com início nos meses de outubro e novembro, com outubro apresentando um desempenho ligeiramente superior. Em relação ao plantio da soja nos meses de setembro e outubro, a região Central não apresentou diferença significativa, mas observou-se que nessa região o plantio da soja em setembro é mais adequado que o plantio em novembro. Nas regiões Leste, Sudeste, Sudoeste e Oeste, o plantio em setembro é a opção mais vantajosa em comparação com outubro e novembro, destacando-se que outubro é o mês com maior aptidão para o cultivo de soja nesses locais. Palavras-chave: Área potencial irrigável. Aptidão agrícola. Estacionariedade. Ottobacias. Recursos hídricos. Savana. Vazão mínima de referência.Water scarcity is intensifying in various regions of the world, largely due to climate change, population growth, inefficient water use, and a lack of planning and management of water resources. This scenario of increasing water scarcity underscores the importance of improving the utilization of water resources. This necessarily involves establishing more effective strategies for planning and managing water resources, ensuring an allocation of resources that favors multiple uses and provides water security. This is crucial for ensuring the social well- being of the population and the sustainable development of the region. In this context, it is essential to have tools that provide managers with information to aid in the decision-making process and enable more organized and sustainable growth of agriculture in the region. The overall objective of this thesis, structured in the form of articles, was to assess water availability and the suitability of rainfed and irrigated agriculture in the Brazilian Cerrado region. In the first article, the impact of applying different annual and seasonal water allocation criteria, adopted in the states that make up the Cerrado, on the potential water availability of river basins was evaluated. The potentially irrigable area, considering each of the assessed allocation criteria, was estimated. The results indicate that, on average, in Cerrado level 5 river basins, the potential water availability of the annual Q90 was 8% higher than the annual Q95 and 22% higher than the annual Q7.10. In seasonal terms, the highest minimum reference flows occurred in March, and the month with the lowest availability was October. Regarding the potential irrigable area, considering the allocation criteria for the month of highest availability compared to the annual criterion, there was an increase of 142.5% in Q7.10, 130% in Q90, and 121.2% in Q95. In the second article, the monthly probable water deficit and excess in the Cerrado river basins were assessed, along with the trend of monthly data from the climatological water balance and its input and output variables, such as precipitation and reference evapotranspiration in the study region. The results highlighted high variability in annual precipitation and evapotranspiration across the Cerrado territory. River basins located in the transition area between the Cerrado and the Amazon biome generally showed months with water surplus, while basins to the east and northeast of the Cerrado, in transition with the Caatinga biome, experienced water deficit in all months, with higher deficits in the dry months from May to October. Additionally, significant trends in the climatological water balance were identified in different months, generally showing reduction trends related to decreased precipitation and/or increased reference evapotranspiration used in estimating the climatological water balance. In the third article, the objective was to develop a viability index for the production of annual crops, based on factors influencing crop water demand, and apply it to soybean cultivation in the Cerrado region. The development of the viability index for annual crops allows for the analysis of areas within a region with higher suitability for rainfed or irrigated agriculture. The viability of soybean production in the Cerrado is more favorable in the northwest, north, and northeast regions starting in October and November, with October showing slightly better performance. In terms of soybean planting in September and October, the Central region showed no significant difference, but it was observed that in this region, planting soybeans in September is more suitable than planting in November. In the east, southeast, southwest, and west regions, planting in September is the most advantageous option compared to October and November, with October being the month most suitable for soybean cultivation in these areas. Keywords: Potential irrigable area. Agricultural suitability. Stationarity. Ottobasins. Water resources. Savanna. Minimum reference flow.