Projecting current and future scenarios of sugarcane productivity in the Cerrado's environment

No Brasil, a produção de cana-de-açúcar voltou a se destacar a partir do ano 2000 como opção economicamente viável para a produção de bioenergia em larga escala, devido às demandas da sociedade pela redução nas emissões dos gases de efeito estufa e por produção de energia renovável e barata. O país pode ocupar e manter-se na posição de liderança estratégica, sendo, para isso, necessário ampliar o conhecimento nas diversas áreas envolvidas na produção do etanol. Talvez um dos setores mais carentes de estudos seja o setor agrícola, especialmente no que concerne à maximização do potencial produtivo das terras sem comprometimento ambiental. Por outro lado, as previsões de mudanças climáticas globais, indicando a alteração do regime pluviométrico e a elevação das temperaturas, podem alterar a geografia da produção agrícola brasileira. Como alternativa a este desafio, apresentam-se os modelos agroclimatológicos, desenvolvidos para interpretar resultados experimentais, promover a agricultura e apoiar o agronegócio de forma operacional. Uma das hipóteses do trabalho é que a aplicação de modelos agroclimáticos e de geoprocessamento permite expressar em escala espacial regional, em condições atuais e em cenários de mudanças climáticas globais, a produtividade e o risco climático relativos à produção da cana-de-açúcar em ambientes do bioma Cerrado. Para isso, foram utilizados dois modelos: (i) DSSAT/CANEGRO, modelo baseado em processos para estimar crescimento e produtividade; (ii) SARRA/SARRAZON, modelo empírico largamente utilizado para estimar oferta hídrica e risco climático. Ainda, a partir do modelo DSSAT/CANEGRO, construir um modelo simples para estimar produtividade a partir dos índices hídricos, obtidos pela SARRA/SARRAZON (PrISNA). Aos modelos foram incorporados dados e informações de solo, planta e clima e, como resultado, foram simulados rendimento e índices de oferta hídrica para 39 localidades que dispunham de postos meteorológicos. Os resultados foram georreferenciados e espacializados em sistemas de informações geográficas e apresentados na forma de mapas. Com base em análise espacial, foi possível delimitar áreas homogêneas em função de rendimento, risco, e melhores épocas de plantio da cana-de-açúcar em ambientes de Cerrado. Observou-se que os maiores rendimento e os menores riscos climáticos ocorreram em plantios nos meses de outubro e novembro. Também, a partir dos resultados de simulação dos dois modelos, foi possível ajustar e propor um modelo simples, de regressão múltipla, que permite estimar a produtividade da cana-de-açúcar, em escala regional, a partir de dados de índices de satisfação das necessidades hídricas da cultura, utilizando uma quantidade reduzida de variáveis agroclimatológicas. Com isso, pretende-se aprimorar as técnicas de zoneamento agrícola de riscos climáticos nas áreas de Cerrado que apresentam potencial de expansão da cana-de-açúcar, visando à implantação de sistemas produtivos com rendimento elevado e risco climático baixoSince the beginning of the year 2000, sugarcane in Brazil became again an economically viable option to produce bioenergy in large scale to attend two strong demands from society: reduction of emission of greenhouse gases and production of renewable energy at low costs. It is estimated that, in 2012-2013, there will be market for about 685 million of tons of sugarcane. The country is able to take strategic leadership in the world´s sugarcane production. In this case, it is necessary to stretch the knowledge in several fields related to ethanol production. The agricultural sector, especially the one concerning the optimization of production without environmental damage, is one of the fields that have high demand for more research. On the other hand, it seems that the geography of agricultural production in Brazil will change as result of global climate changes that indicate alterations in current precipitation and temperature regimes. This study presents an agroclimatological model that was developed to interpret experiment results, to promote agriculture and to support agribusiness operationally. The goal is to apply agroclimatological models and geographic information system tools to forecast potential productivity and climatic risks of sugarcane production in the Cerrado biome, under regional scale, current conditions and scenery of global climate change. We selected two models: (i) DSSAT/CANEGRO, which is based on processes to estimate crop growing and productivity; and (ii) SARRA/SARRAZON, an empirical approach widely used to estimate water availability and climate risk. Another goal was to develop, based on DSSAT/CANEGRO, a simple model to estimate productivity from water indices obtained from SARRA/SARRAZON. The input parameters were soil, plant and climate data. We estimated yield and indices of water availability from 39 sites having meteorological data. The results were georeferenced and interpolated in geographical information systems and presented as maps. It was possible to classify Cerrado in terms of yield, risk and best planting dates. Results of simulation of two models also allowed to derive a simpler and more adjusted multiple regression equation that provide estimation of sugarcane productivity, on a regional scale, from indices of satisfaction of water necessity, using a reduced amount of agroclimatic variables. Ultimately, we intended to improve the techniques of agricultural zoning of climatic risks in the Cerrado´s landscapes having potential for sugarcane expansion, aiming the introduction of production systems with high income and low climatic ris