• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-11032020-084003
Documento
Autor
Nombre completo
Paola de Figueiredo Bongiovani
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 2019
Director
Tribunal
Sentelhas, Paulo Cesar (Presidente)
Assad, Eduardo Delgado
Camara, Gil Miguel de Sousa
Coelho Filho, Mauricio Antonio
Título en portugués
Mudanças climáticas, seus impactos na cultura da mandioca no Semiárido Brasileiro e estratégias de manejo para mitigação das perdas
Palabras clave en portugués
Manihot esculenta Crantz
Modelos de simulação de culturas
Risco climático
Vulnerabilidade
Resumen en portugués
A mandioca é uma das culturas mais importantes nos países tropicais. Devido a sua tolerância a condições de clima e solo adversos, ela tem sido cultivada como uma cultura estratégica em regiões semiáridas. Considerando as previsões de mudanças nas condições climáticas, é imprescindível compreender como a produção de mandioca pode ser afetada nessas regiões, de modo a antecipar ações cruciais que previnam e/ou atenuem possíveis impactos e preparem a população para lidar com futuras mudanças. Nesse contexto, modelos de simulação de cultura são ferramentas eficientes para quantificar o efeito do clima futuro nas produtividades das culturas. Os objetivos deste estudo foram: i) calibrar e validar os modelos de simulação da cultura da mandioca DSSAT CSM- CROPSIM-Cassava e CSM-MANIHOT-Cassava para simular a produtividade da cultivar BRS Formosa de mandioca e analisar a sensibilidade desses modelos; ii) aplicar o modelo DSSAT CSM-CROPSIM- Cassava para determinar a produtividade da mandioca na região do Semiárido Brasileiro (SAB), sob clima atual (1980-2010) e sob projeções futuras do clima a médio (2040-2070) e longo (2070-2100) prazos, para os cenários de emissão intermediária (RCP4.5) e de alta emissão (RCP8.5) de gases de efeito estufa (GEEs), e criar um índice de vulnerabilidade para a sua produção na região; iii) aplicar o modelo DSSAT CSM-CROPSIM-Cassava para avaliar possíveis estratégias de manejo, como épocas de semeadura e irrigação, para minimização dos possíveis impactos, em quatro localidades do SAB. Os modelos DSSAT CSM-CROPSIM-Cassava e CSM-MANIHOT-Cassava apresentaram bom desempenho na simulação da produtividade da BRS Formosa, com erro absoluto média (EAM) de 1193 e 1315 kg ha-1 e índice c de 0,87 e 0,81, respectivamente. O "ensemble" dos modelos apresentou melhor desempenho do que o do CSM-MANIHOT-Cassava, porém pior que o do CSM-CROPSIM, com EAM intermediário, de 1239 kg ha-1, e c = 0,85. A análise de sensibilidade confirmou que ambos os modelos apresentaram respostas expressivas às variações de temperatura média do ar e aumento na [CO2], os quais impactaram as produtividades de forma inversa e direta, respectivamente. Para as variações de chuva, o CSM-MANIHOT-Cassava apresentou baixa sensibilidade, especialmente, na localidade mais seca. Em geral, o modelo CSM-CROPSIM-Cassava obteve maiores desvios em relação às variações de temperatura do ar, chuva e [CO2], apresentando maior sensibilidade do que o modelo CSM-MANIHOT-Cassava e sendo, portanto, mais adequado para a avaliação dos impactos das mudanças climáticas na produtividade da cultura da mandioca. A produtividade de mandioca apresentou queda em todos os cenários futuros, chegando a -29% na produtividade potencial (PP) e -22% na produtividade atingível (PA), no cenário mais pessimista. Os mapas de PA mostraram que as áreas das regiões de menores produtividades no cenário atual (estados do PI, CE, PE e BA) tendem a se manter nos cenários futuros, enquanto as de maiores produtividades (sudeste do estado da BA e norte de MG), tendem a diminuir. A vulnerabilidade da produção de mandioca no SAB às mudanças climáticas foi maior a longo prazo (2070-2100), em ambos os cenários de emissão de GEEs (RCP4.5 e RCP8.5). Houve variação espacial da vulnerabilidade no SAB, com perdas mais expressivas estando, em geral, na região sudoeste do SAB (estados do PI, BA e MG), e as menores, à norte e nordeste. Em geral, houve efeito negativo das mudanças climáticas na produtividade da mandioca no SAB, além de aumento das áreas de risco para a sua produtividade na região. As estratégias para mitigação das perdas de produtividade, associadas ao ajuste da data de plantio e uso da irrigação, evidenciaram a possibilidade de mitigação das perdas de produtividade nas condições de clima futuro. Em todos os locais, a data base esteve entre as que obtiveram as maiores produtividades, em todos os cenários, embora em alguns outros meses tenha havido aumento da produtividade nos cenários futuros na condição de sequeiro. O uso da irrigação proporcionou incrementos nos níveis de produtividade, sendo que os maiores incrementos foram obtidos com a lâmina de 6 mm para todos os locais.
Título en inglés
Climate change, its impacts on cassava production in Brazilian Semi-arid region and management strategies for mitigation of losses
Palabras clave en inglés
Manihot esculenta Crantz
Climate risk
Crop simulation models
Vulnerability
Resumen en inglés
Cassava is one of the most important crops in tropical countries. Due to its tolerance to adverse weather and soil conditions, it has been cultivated as a strategic crop in semi-arid regions. With the predictions of future climate changes, it is imperative to understand in which ways cassava production might be affected in these regions, in order to anticipate crucial actions to prevent and/or attenuate possible impacts and prepare the population to deal with that. In this context, crop simulation models are effective tools to quantify the future climate effect on crop yields. The objectives of this study were: i) to calibrate and evaluate the cassava simulation models DSSAT CSM-CROPSIM-Cassava and CSM-MANIHOT-Cassava to simulate the yields of the BRS Formosa cassava cultivar and analyze the sensitivity of these models; ii) to apply the DSSAT CSM-CROPSIM-Cassava model to determine cassava yields in the Brazilian Semi-arid region (SAB), under actual (1980-2010) and future climate projections, in medium (2040-2070) and long (2070-2100) terms, for intermediate (RCP4.5) and high (RCP8.5) greenhouse gases emissions (GHGs) scenarios, and to elaborate a vulnerability index (IV) for cassava production in the region; iii) to apply the DSSAT CSM-CROPSIM-Cassava model to evaluate potential management strategies, associated to planting dates and irrigation, in order to minimize possible climate impacts, in four locations of SAB. The DSSAT CSM-CROPSIM-Cassava and CSM-MANIHOT-Cassava models presented good performance for simulating Cassava BRS Formosa yields, with mean absolute error (MAE) of 1193 and 1315 kg ha-1, and c index of 0,87 and 0,81, respectively. The ensemble had a better performance than CSM-MANIHOT-Cassava, but worse than CSM-CROPSIM-Cassava, presenting an intermediary MAE, of 1239 kg ha-1, and c index = 0,85. The sensitivity analysis showed that both models are sensitive to variations in mean air temperature and [CO2], in a direct and inverse way, respectively. As for the rainfall, CSM-MANIHOT-Cassava presented low sensitivity, especially for the driest region, whereas CSM-CROPSIM was very responsive. In general, the CSM-CROPSIM model presented higher yield deviations in relation to the variations of air temperature, rainfall and [CO2] than CSM-MANIHOT-Cassava model, being more suitable for evaluation of climate change impacts on cassava yield. The cassava yields were reduced in all future scenarios, reaching -29% for potential yield (PP) and -22% for attainable yield (PA), at the most pessimist one. The PA maps showed that the areas of the regions with lowest yields at the actual scenario (states of PI, CE, PE and BA) tend to remain unchanged at future scenarios, while the ones with the highest yields (Southeast of BA and North of MG) tend to be reduced. The vulnerability of cassava production in SAB to climate change was greater at long term (2070-2100), in both GHGs emission scenarios (RCP4.5 and RCP8.5). A spatial variation of cassava vulnerability to climate change was noticed at SAB, with the most expressive losses occurring at Southwest region (PI, BA and MG states), and the lowest, at North and Northeast. In general, climate change affected negatively the cassava yield in SAB, along with the increase of risk areas for its production in the same region. The strategies for mitigating losses, related to the adjustment of the planting date and use irrigation, showed to be viable for reducing cassava yield losses in SAB in the future climate scenarios. In every assessed location, the default planting date was among the ones that obtained the highest yields, in all scenarios, although some other months presented yield increase in the future climate scenarios under rainfed condition. Under irrigated conditions, the yield levels increased for all scenarios. The highest cassava yield increments were obtained when the crop was irrigated with 6 mm.
 
ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso:
Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
Fecha de Publicación
2020-03-13
 
ADVERTENCIA: Aprenda que son los trabajos derivados haciendo clic aquí.
Todos los derechos de la tesis/disertación pertenecen a los autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Tesis y Disertaciones de la USP. Copyright © 2001-2020. Todos los derechos reservados.