INTRODUÇÃO

O aumento gradativo da participação do Brasil na produção global de produtos agropecuários tem sido cada vez mais expressivo. Em 2012, o país foi responsável por 5% do Valor Bruto da Produção (VBP) agropecuário gerada no mundo, ocupando o quarto lugar no ranking internacional, ficando atrás da China, EUA e Índia (^{FAO 2014}).

É notória a importância que o agronegócio ocupa na economia brasileira e, ainda mais, para o estado de Mato Grosso do Sul. Isto pode ser verificado em termos de receitas de exportação do setor, visto que no Mato Grosso do Sul, a receita proveniente das exportações cresceu 24,8% em 2013, se comparado a 2012. Dessa receita, 70,1% é proveniente de cinco produtos produzidos pelo agronegócio sul-mato-grossense: soja em grãos, celulose, carne desossada de bovinos in natura, açúcar e milho em grãos (^{CONAB, 2014}).

A produção brasileira de soja, em 2014, alcançou 86,4 milhões de toneladas, crescendo 5,8% em relação a 2013. Essa alta foi marcada pelo incremento de área nos maiores estados produtores, principalmente da região Sudeste. Dentro da região Centro-Oeste, o estado de Mato Grosso do Sul teve uma produção em torno de 5,8 milhões de toneladas em 2013. Esta produção do estado de Mato Grosso do Sul corresponde a 7,1% da produção nacional e 15% da produção do Centro-Oeste, além de ter uma das maiores produtividades nacional que é de 2.909 kg/ha, muito próximo da média nacional, de 2.932 kg/ha (^{LSPA 2014}).

Com relação à produção de milho, no Centro-Oeste, o estado de Mato Grosso do Sul também se posiciona como um grande produtor, pois contribui com quase 10% da produção nacional e com mais de 21% da produção regional. Além disso, apresenta alta produtividade, cerca de 5 mil kg/ha valor muito próximo da produtividade nacional de 5.528 kg/ha.

Porém, antes de entrar propriamente na discussão sobre os efeitos das mudanças de temperatura sobre as culturas de milho e soja, vale ressaltar a diferença entre “tempo” e “clima”. De acordo com Rodrigues, et al. (2011) tempo é o estado da atmosfera em um determinado período, associado à sua influência na vida e atividades do ser humano. É a variação atmosférica de curto prazo. Contrariamente, clima refere-se a variações de longo prazo. O tempo é frequentemente descrito em termos de luminosidade, nebulosidade, umidade, precipitação, temperatura, visibilidade e vento.

^{Auffhammer, et al. (2013}) resumem a descrição argumentando que “tempo” refere-se à temperatura e precipitação de um local e período de tempo, e “clima”, refere-se ao clima médio de um local por longos períodos. De maneira geral o clima no Mato Grosso do Sul apresenta verões chuvosos e invernos secos.

Embora as produtividades de milho e soja tenham aumentado gradativamente nos últimos anos, ainda poderiam ser maiores se não fossem as alterações climáticas ocorridas nesses anos. Por exemplo, em 2014 houve uma redução de 2,2% na estimativa de produção nacional do milho, isto em parte, se deve a uma queda ocasionada por problemas climáticos que interferiram na safra, isto representou uma queda de 5,4% na estimativa da área colhida com relação ao ano de 2013. Estas mesmas tendências foram verificadas para a cultura da soja, visto que índices pluviométricos baixos no Centro-Oeste atrasaram as plantações de variedades precoces e superprecoces (^{PBMC 2013}).

A partir destes levantamentos preliminares, o presente estudo teve como objetivo verificar os efeitos da temperatura sobre as culturas do milho e da soja nos municípios de Campo Grande, Chapadão do Sul, Dourados, Maracaju e São Gabriel do Oeste entre 2008 á 2014. Ademais, ainda se pretende caracterizar a variabilidade de temperatura nestes municípios, bem como evidenciar o comportamento das temperaturas mínimas, verificar a distribuição mês a mês do número de geadas nos municípios escolhidos no período de 2008 a 2014 e a melhor época para semeadura e por fim verificar mudanças adversas de temperatura nos municípios no período analisado de soja e milho.

MATERIAIS E MÉTODOS

Para a definição dos municípios que foram analisados, consideraram-se as séries históricas disponíveis de temperatura do ar para Campo Grande, Chapadão do Sul, Dourados, Maracaju e São Gabriel do Oeste, provenientes das bases do Centro de Monitoramento de Tempo, do Clima e dos Recursos Hídricos de Mato Grosso do Sul (^{CEMTEC-MS 2015}) e do Sistema de Monitoramento Agrometeorológico - AGRITEMPO Guia Clima (Embrapa/Agropecuária Oeste) e o Sistema de Informação Geográfica do Agronegócio SIGA-MS no período de 2008 á 2014. A escolha dos municípios de Campo Grande (Região central); São Gabriel do Oeste (Região norte) e Chapadão do Sul (Região norte); Dourados (Região sul) e Maracaju (Região sul); foi com base na disponibilidade dos anos 2008 a 2014 de informações sobre as séries históricas de temperatura e das áreas destinadas ao plantio das culturas do milho e da soja (Figura 1).

Figura 1 Mapa do estado de Mato Grosso do Sul considerando os municípios escolhidos. 

As informações sobre a fonte de dados climáticos e o banco de dados foram obtidas por boletins meteorológicos do Centro de Monitoramento de Tempo, do Clima e dos Recursos Hídricos de Mato Grosso do Sul (CEMTEC-MS) e do Sistema de Monitoramento Agrometeorológico - ^AGRITEMPO Guia Clima (Embrapa/Agropecuária Oeste) e o Sistema de Informação Geográfica do Agronegócio SIGA-MS.

Para as análises caracterizaram-se temperaturas mínimas na cultura da soja como sendo os dias em que esteve abaixo de 14ºC. A soja adapta-se melhor a temperaturas do ar entre 20ºC e 30ºC. Sempre que possível, a semeadura da soja não deve ser realizada quando a temperatura do solo estiver abaixo de 20ºC porque prejudica a germinação. A faixa de temperatura do solo adequada para semeadura varia de 20ºC a 30ºC, sendo 25ºC a temperatura ideal para uma emergência rápida e uniforme (^{EMBRAPA CPAO, 2014}).

O presente estudo considerou a situação de temperatura mínima para a cultura do milho quando a mesma ficou abaixo dos 10ºC. Quando a planta é submetida à temperatura noturna abaixo de 5ºC, leva em média 48 horas para recuperar a taxa de fixação de CO₂, acarretando a má formação dos grãos. A germinação é prejudicada pelas temperaturas do solo abaixo de 10ºC e superior 42ºC, sendo que a temperatura entre 25°C a 30ºC propicia a germinação das sementes e emergência das plântulas (^{Oliveira, 2003}).

A análise refere-se ao período de 2008 a 2014, período no qual o CEMTEC-MS, SIGA-MS e AGRITEMPO possuem o monitoramento sistemático dos dados meteorológicos. Cabe ressaltar que, em grande parte das estações utilizadas, as informações são recentes e não utilizam a base de dados ideais que seria de 30 anos. Contudo, a partir de 6 anos estas são chamadas de "Normais Provisórias”, tomando como base a rede de estações do INMET sendo possível fazer inferências sobre o clima. Cabe ressaltar que no Centro-Oeste há 27 estações convencionais: uma no Distrito Federal; 10 em Goiás; 12 no Mato Grosso e no Mato Grosso do Sul apenas quatro (^{Da Silva, 2011}).

A estimativa de temperaturas adversas foi feita por meio da Distribuição de Poisson, que permite verificar a ocorrência de eventos adversos raros de (temperaturas) mínimas e máximas. Trata-se de uma distribuição de probabilidade variável aleatória discreta que expressa à probabilidade de uma série de eventos ocorrerem num determinado período de tempo, sendo que estes eventos ocorrem independentemente de quando ocorreu o último evento. Ademais, a distribuição também é adequada para indicar tendências e para se obter resultados rápidos com maior precisão (^{Assis et al. 1996}).

Identificar este fator pode ser importante para determinar qual período poderia ser o mais indicado para o plantio, bem como qual região é mais vulnerável a mudanças de temperatura.

A distribuição de Poisson é representada pela seguinte equação de probabilidade:

(1)

Em que:

x = valor número de ocorrências de uma variável aleatória de um evento em um intervalo;

λ = taxa de ocorrência (número esperado de eventos) de dias de evento climático adverso por período;

P(x) = probabilidade de ocorrência do evento;

e = base do logaritmo natural (e = 2,71828...);

Para o cálculo da frequência esperada, utilizou-se a expressão:

(2)

Onde:

Em que Fe é a frequência esperada;

P(x) é a probabilidade de ocorrência do evento climático adverso;

F = número de períodos com ocorrência do evento climático adverso.

A partir da distribuição de Poisson é possível verificar se as ocorrências climáticas podem impactar no rendimento da cultura do milho e da soja no estado de Mato Grosso do Sul.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Ao analisar as temperaturas médias mínimas ao longo de junho de 2008 a agosto de 2014, observou-se que Campo Grande e Dourados apresentaram as maiores médias de temperatura mínima, enquanto Chapadão do Sul e São Gabriel do Oeste apresentaram as menores médias de temperaturas mínimas. Vale ressaltar que Maracaju apresentou em 2012, médias mais elevadas de temperaturas mínimas (Figura 2).

Figura 2 Média das temperaturas mínimas diárias dos municípios escolhidos de Mato Grosso do Sul entre junho (2008-2014) e agosto (2008-2014). 

Em termos de variabilidade de temperatura mínima utilizou-se o desvio padrão para verificar a oscilação nos municípios. Pode-se observar ainda que Chapadão do Sul apresentou estabilidade de temperatura mínima no mês de análise. Já Maracaju, apresentou maior variabilidade de temperatura mínima média (Figura 2).

Em junho, Maracaju e Dourados apresentaram possibilidades de geadas mais drásticas se comparados aos demais municípios. Campo Grande, Dourados, Chapadão do Sul e Maracaju apresentaram um mesmo comportamento de temperatura mínima, enquanto que São Gabriel do Oeste teve uma temperatura mínima crescente, o que pode contribuir para o melhor desenvolvimento da cultura do milho (Figura 2).

No mês de julho, Dourados e Maracaju apresentaram as menores temperaturas médias mínimas, enquanto que Chapadão do Sul, Campo Grande e São Gabriel do Oeste apresentaram temperaturas médias mínimas mais elevadas. Em termos de desvio de temperatura pode-se observar que Campo Grande e São Gabriel do Oeste apresentaram um comportamento parecido no mês de análise. Dourados e Maracaju apresentaram uma possibilidade maior de geadas do que os demais municípios (Figura 2).

Campo Grande, Chapadão do Sul e São Gabriel do Oeste apresentaram, em agosto, as maiores médias mínimas de temperatura, enquanto que Dourados e Maracaju apresentaram as menores médias mínimas. Em termos de variabilidade de temperatura mínima média, os municípios apresentaram um comportamento parecido com uma inversão de curvas em agosto de 2011, 2012 e 2013. Estas inversões podem afetar a produtividade das lavouras, visto que existem grandes oscilações de temperatura (Figura 2).

Para efeito de análise, as geadas para a cultura do milho referem-se às temperaturas mínimas abaixo de 10ºC, ou seja, para cada dia do mês em estudo significa que se existir um dia em que sua temperatura for menor que 10ºC e desde que ocorra quatro vezes no mês, isto prejudica o desenvolvimento da planta. Já para a soja, a analise considerou temperaturas médias mínimas de até 14ºC com uma frequência de três vezes no mesmo mês, visto que abaixo desta temperatura ocorrem perdas em termos de desenvolvimento da soja.

A partir da Figura 3, pode-se fazer uma relação entre a temperatura média mínima para o período de plantio e colheita do milho e da soja nos municípios de Campo Grande, Chapadão do Sul, Dourados, Maracaju e São Gabriel do Oeste no período de abril de 2008-2014 a outubro de 2008-2014.

Figura 3 Média das temperaturas mínimas em Graus Celsius (ºC) diárias dos municípios escolhidos de Mato Grosso do Sul entre abril (2008-2014) e outubro (2008-2014). 

Campo Grande, Chapadão do Sul e São Gabriel do Oeste apresentaram temperaturas médias mínimas de (19ºC e 20ºC, respectivamente) necessárias no período de plantio da soja (outubro a dezembro). Isto significa que na maior parte do período analisado, os municípios estão dentro do limite necessário para a germinação da soja. Já os municípios de Dourados e Maracaju apresentaram temperaturas menores que 19ºC. Isto significa que estes municípios podem ter um atraso na germinação, e por consequência alterar o período de semeadura ou ter custos maiores com espécies de cultivares diferentes, bem como perdas de produtividade (Figura 3).

De forma a corroborar as informações supracitadas sobre temperatura para a cultura do milho e da soja nos municípios escolhidos de Mato Grosso do Sul, verificou-se que a intensidade dos meses e dias de frio com temperaturas entre 10ºC e 14ºC concentraram-se nos meses de abril a outubro, sendo o mês de junho com a menor temperatura mínima - média (11ºC), isto ocorre praticamente em todos os meses de junho dos anos analisados (Figura 3).

Visando o mapeamento de riscos de ocorrência de friagens e geadas, foram considerados oito diferentes níveis de temperaturas mínimas absolutas anuais, variando de 0 a 14ºC no abrigo meteorológico, para atender o rigor de suscetibilidade dessas culturas. A consideração desses níveis como limite baseou-se na diferença média entre a temperatura do ar no abrigo meteorológico e a temperatura da relva, em noites de geada, citado por diversos autores como ^{Brunini e Camargo (2000}), ^{Silva e Sentelhas (2001}) na ordem de 5ºC. Desta maneira, foram calculadas as probabilidades pontuais de ocorrência de temperaturas inferiores a estes níveis para os cinco municípios do estado de Mato Groso do Sul.

Outro estudo nessa mesma temática mostrou os efeitos da mudança do clima sobre os rendimentos da agricultura. ^{Castro (2014}) avaliou empiricamente o impacto potencial do clima na produção agrícola dos dez principais estados produtores do país, por meio da estimação das elasticidades entre as variáveis de temperaturas, precipitação e o valor real de produção entre 1990 e 2012. Os resultados encontrados sugerem impactos significativos do clima na agricultura, sendo aqueles relacionados à temperatura, ou seja, os efeitos das mudanças da temperatura têm impactos maiores do que os efeitos da precipitação.

De acordo com a classificação de Köppen (^{Sá Junior, 2009}), a maior parte do estado de Mato Grosso do Sul se enquadra como de Aw, ou seja, clima tropical com temperaturas elevadas com chuva no verão e seca no inverno (^{Vianello y Alves 2000}). As médias de temperatura dos meses são maiores que 20°C e no mês mais frio do ano as mínimas são menores que 18°C.

Ao se utilizar a distribuição de Poisson para verificar a predominância de temperaturas adversas para os municípios estudados conclui-se que em Campo Grande, a probabilidade mais recorrente é de uma a três mudanças drásticas de temperatura no período de 2008 a 2014. Isto implica em poucas perdas para a cultura da soja, pois esta tem seu ciclo de desenvolvimento entre os meses de outubro e abril. Na cultura milho o inverno pode ser rigoroso para o desenvolvimento e colheita, cabe ressaltar que os meses de julho e agosto são normalmente os meses em que ocorrem a colheita do milho, e consequentemente, reduz o seu rendimento, sendo julho de 2010 e agosto de 2013 os meses de inverno mais rigorosos.

Em Chapadão do Sul a temperatura mínima não teve um padrão, visto que ocorreram temperaturas baixas em maio, junho, julho e agosto. Sendo que no ano de 2011 foi à maior parte de dias destes meses com geadas. Chapadão do Sul apresentou invernos menos rigorosos se comparados aos demais municípios. Verificando as temperaturas adversas para a cultura da soja, há a predominância de ocorrer de uma a três geadas. Já para o milho, o clima é menos adverso ao desenvolvimento e colheita, favorecendo o seu desenvolvimento, visto que não há grande ocorrência de grandes períodos de geadas.

Para o município de Dourados foi observado que existe uma distribuição maior dos dias de frios. Dentre os municípios analisados, Dourados apresenta o maior prejuízo em termos de efeito das geadas sobre período de colheita da soja e também foi possível verificar que o inverno é rigoroso para a cultura do milho. Existe a possibilidade de ocorrerem muitos dias seguidos de frio, isto pode implicar em perdas de produtividade para a cultura do milho, visto que tem sua época de desenvolvimento e colheita no inverno. A probabilidade é da existência de duas a quatro geadas por ano predominantemente.

O município de Maracaju nos meses de julho e agosto foram os mais rigorosos, apresentando o maior número de geadas registradas 2012. Isto indica que este município tem o inverno mais rigoroso entre os municípios escolhidos. Existe a probabilidade recorrente de temperaturas adversas, ou seja, existe a possibilidade de que ocorra entre quatro a onze geadas no período analisado, sempre levando em consideração as temperaturas mínimas em relva.

Maracaju é o município com o inverno de temperaturas mais baixas no estado do Mato Grosso do Sul, mesmo assim o plantio da soja e do milho, baseia-se em práticas agrícolas que refletem um nível tecnológico alto caracterizado pelas práticas agrícolas, incluindo dentre vários fatores que favorecem o plantio e a colheita, principalmente com tratamentos fitossanitários e tecnologia que possuem solos argilosos e de maior fertilidade natural, proporcionando a alta produção das culturas estudadas dentre os cinco municípios.

Ademais, em São Gabriel do Oeste ocorreram muitas geadas no período, sendo os meses de junho, julho e agosto os que apresentaram as menores mínimas e a maior quantidade de geadas. São Gabriel do Oeste assim como os demais municípios apresentou baixas temperaturas no período da colheita, particularmente em abril de 2010, abril de 2011 e abril de 2013. Isto pode implicar em perdas de rendimento para a soja. Ao se verificar a distribuição de Poisson para as temperaturas adversas, verificou-se que existe a probabilidade de ocorrer até oito geadas. Isto demonstra que existe um risco maior para a cultura da soja, uma vez que podem ocorrer várias mudanças de temperatura drásticas ao longo do ano.

CONCLUSÕES

A dinâmica climática aplicada ao estado de Mato Grosso do Sul, nos cinco municípios deste estado como área de estudo, leva à compreensão do ritmo de sucessão dos tipos de temperaturas mínimas de relva, associadas as culturas de milho e soja.

O plantio da soja ocorre nos meses de outubro a dezembro, enquanto que a colheita ocorre entre os meses de janeiro e abril. Portanto, as condições ótimas de temperatura para o desenvolvimento da cultura da soja estão entre 20ºC e 30ºC, sendo 30ºC a condição ideal, sendo o mês de junho com a menor temperatura mínima média de 11ºC. Na cultura do milho, quando a temperatura do solo é inferior a 10ºC e superior a 40º há prejuízo sensível à germinação, sendo ideal entre 25ºC e 30ºC. Cabe ressaltar que os meses de julho e agosto são normalmente os meses em que ocorrem a colheita do milho e consequentemente reduz o seu rendimento.

Ao se utilizar a distribuição de Poisson conclui-se que em Campo Grande, a probabilidade mais recorrente é de uma a três mudanças drásticas de temperatura no período de 2008 a 2014. Em Chapadão do Sul a temperatura mínima no ano de 2011 foi à maior, apresentou invernos menos rigorosos, se comparados aos demais municípios, há possibilidade de ocorrer de uma a três geadas.

Dourados foi observado que existe uma distribuição maior de dias frios, é o município com maior prejuízo em termos de efeito das geadas sobre período de colheita da soja, também foi possível verificar que o inverno é rigoroso para a cultura do milho. Em Maracaju os meses de julho e agosto foram os mais rigorosos, apresentando o maior número de geadas registradas em 2012. Isto indica que o município tem o inverno mais rigoroso entre os municípios escolhidos, existe a possibilidade de que ocorra entre quatro a onze geadas no período analisado, sempre levando em consideração as temperaturas mínimas em relva. Ademais, em São Gabriel do Oeste ocorreram muitas geadas no período, sendo os meses de junho, julho e agosto os que apresentaram as menores mínimas e a maior quantidade de geadas.

Contudo, o que realmente pode impactar de forma drástica sobre as culturas da soja e do milho são as mudanças de temperatura adversas. Isto quer dizer que quedas abruptas com vários dias sequenciais com temperaturas muito baixas podem prejudicar de sobremaneira o plantio, desenvolvimento e colheita destas culturas.