Optimization of agricultural and forestry production in rural properties

A intensa competição por mercados consumidores, a instabilidade climática e as pressões ambientais demandam que a produção agrícola e florestal se torne cada vez mais eficiente e sustentável. Neste cenário, a utilização otimizada dos recursos aliada a definição precisa das atividades é crucial. Embora já existam estudos que abordam a produção otimizada, sob diferentes cenários, ainda são escassos modelos matemáticos que conciliem capacidade de uso do solo, atividades de ciclo longo e recuperação de áreas degradadas em um contexto espacial e temporal. Portanto, o objetivo do presente estudo foi desenvolver um modelo programação matemática para maximizar o valor presente líquido de atividades florestais e agrícolas, considerando a capacidade de uso do solo das propriedades rurais. O modelo de programação inteira formulado possui restrições de saldo mínimo, rotação máxima, singularidade, nulidade, capacidade de uso do solo, produção mínima, opções de recuperação, ordenamento da recuperação e reflorestamento. Para a avaliação do mesmo, foi realizado um estudo de caso em uma propriedade rural simulada de 36 hectares. Através da aplicação do modelo, foi possível regularizar a produção na propriedade como um todo. Portanto, áreas produtivas foram utilizadas segundo sua capacidade de uso do solo enquanto áreas destinadas a conservação foram recuperadas ao longo do horizonte de planejamento. O modelo proposto pode reduzir o impacto da produção sob a propriedade, ao atender as demandas existentes, sem explorar ao máximo suas unidades produtivas. Tanto a recuperação quanto a implantação de novas atividades são financiadas pela receita das atividades em fase produtiva. Desta forma, é possível a aplicar o modelo e viabilizar a recuperação de áreas degradadas em propriedades rurais independentemente da existência de políticas de pagamentos por serviços ambientais. O modelo auxilia na transição da produção e permite o gerenciamento da propriedade por produto, saldo ou ambos. Logo o modelo proposto promove a recuperação de áreas destinadas a conservação, assegura o saldo positivo nos períodos do horizonte de planejamento, permite a produção sustentável nas unidades produtivas, auxilia na transição da produção e no gerenciamento da propriedade. Contudo, a inclusão de incertezas, ao invés da adoção de cenários deterministas, pode tornar o modelo mais robusto e viabilizar sua utilização de forma mais segura e realista.The intense competition for consumers markets, the weather instability, and the environmental pressures demand that the agricultural and forest production became more efficient and sustainable. To face this scenario, an optimized resource utilization allied to a precise activities definition is a crucial. Although, there are already researches that approach the optimized production under different scenarios, mathematic models that conciliate production with land use capacity, long-term activities and the recovery of degraderated areas in a spatial context still lacking. Therefore, the aim of this research is to develop a mathematical programing model to maximize the net present value of the agricultural and forest activities, considering the land use capacity of the rural properties. The proposed integer programing model has constraints of minimum profit, maximum rotation, unicity, nullity, land use capacity, minimum production, recovery type, recovery order and reforestation. The model evaluation was done through a study case, in what a 36 hectares property was simulated. Through the model application, it was possible to regularize production on the entire property. Therefore, productive areas were utilized according to their land use capacity while the ones destined to conservation were recovered throughout the planning horizon. The proposed model can reduce the production impact over the property, meeting the existing demands, without maximum exploration of the productive areas. Both, recovery and implementation of new activities, area funded by revenues of activities in productive phases. Therefore, it is possible to apply the model and enable the recovery of degraded areas in rural properties regardless the existence of payment policies for environmental services. The model also helps on the production shift and allows managing the property by product demands, profit or both. In conclusion, the proposed model promotes the recovery of areas destined to conservation, assures the profit in every period of the planning horizon, allows the sustainable production on the productive areas, helps the production shift and in the efficient property management. However, the inclusion of uncertainty, instead the adoption of a deterministic scenario, can improve the model in order to enable its utilization in a more safety and realistic way.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio