Análise da pegada hídrica das culturas temporárias produzidas no município de São Carlos/SP

Reis, Alan; Santos, Alessandra Campos dos; Anache, Jamil Alexandre Ayach; Mendiondo, Eduardo Mario; Wendland, Edson Cezar

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Scientific/Technical Article • RBRH 25 • 2020 • https://doi.org/10.1590/2318-0331.252020200017 copiar

Análise da pegada hídrica das culturas temporárias produzidas no município de São Carlos/SP

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

RESUMO

Este trabalho visa avaliar a pegada hídrica (PH) das culturas temporárias produzidas no munícipio de São Carlos/SP, no período entre 2004 e 2017. O cálculo da pegada hídrica foi desenvolvido seguindo a metodologia da Water Footprint Newtwork (WFN) e o modelo CROPWAT. Os resultados foram comparados com as médias mundiais e outros estudos que analisaram as mesmas culturas. Foram aplicados alguns testes estatísticos para verificar o comportamento dos dados ao longo do tempo e calculou-se os coeficientes de correlação entre as componentes de pegada hídrica e as produtividades de cada cultura. Os resultados indicam baixos valores de PH total para a cana-de-açúcar (valor médio total de 166.2 m³ ton^-1) e tomate (valor médio total de 97.2 m³ ton^-1), enquanto arroz (valor médio total de 5212.4 m³ ton^-1) e amendoim (valor médio total de 3865.8 m³ ton^-1) apresentam valores elevados. Em geral, os componentes da PH não seguem uma tendência monotônica; uma distribuição normal dos dados pode ser assumida ao longo dos anos; e existe uma diferença estatisticamente significante entre quando comparando os resultados calculados e os valores médios globais. Tais resultados ratificam a importância da realização de estudos locais de pegada hídrica, especialmente no Brasil, considerando sua importância no mercado agrícola global e o respectivo uso da água para tal fim.

Palavras-chave:
Segurança hídrica; Produção agrícola; Escassez de água; Uso da água

C	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
1	23867	24220	23867	23000	23000	38084	37943
	83.7% / 20.99%	85.4% / 21.30%	85.5% / 20.99%	87.2% / 20.23%	87.0% / 20.23%	94.0% / 33.5%	98.1% / 33.37%
2	3580	3080	3580	2900	3000	2000	300
	12.6% / 3.15%	10.9% / 2.71%	12.8% / 3.15%	10.4% / 2.55%	11.3% / 2.64%	4.94% / 1.76%	0.78% / 0.26%
3	1000	1000	400	400	400	400	400
	3.51% / 0.88%	3.52% / 0.88%	1.43% / 0.35%	1.43% / 0.35%	1.51% / 0.35%	0.99% / 0.35%	1.03% / 0.35%
4	10	15	15	12	12	9	9
	0.04% / 0.01%	0.05% / 0.01%	0.05% / 0.01%	0.04% / 0.01%	0.05% / 0.05%	0.02% / 0.01%	0.02% / 0.01%
5	9	6	9	9	9	9	9
	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.02% / 0.01%	0.02% / 0.01%
6	25	25	25	25	25	---	---
	0.09% / 0.02%	0.09% / 0.02%	0.09% / 0.02%	0.09% / 0.02%	0.09% / 0.02%
7	30	30	20	20	---	---	---
	0.11% / 0.03%	0.07% / 0.02%	0.07% / 0.02%	0.07% / 0.02%
8	---	---	---	---	---	---	---

T	28521	28376	27916	26366	26446	40502	38661
	100% / 25.09%	100% / 24.96%	83.7% / 24.55%	100% / 20.99%	100% / 23.26%	100% / 35.62%	83.7% / 34.00%
C	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017
1	38084	32967	32967	32500	34500	35000	35000
	98.0% / 33.50%	91.6% / 29.00%	91.25% / 29.00%	91.27% / 28.59%	86.32% / 30.34%	91.96% / 30.78%	91.32% / 30.78%
2	350	2500	2700	1900	1700	1500	1800
	0.90% / 0.31%	6.94% / 2.20%	7.47% / 2.37%	5.34% / 1.67%	4.25% / 1.50%	3.94% / 1.32%	4.70% / 1.58%
3	400	500	400	700	700	1500	1500
	1.03% / 0.35%	1.39% / 0.44%	1.11% / 0.35%	1.97% / 0.62%	1.75% / 0.62%	3.94% / 1.32%	3.91% / 1.32%
4	12	12	12	10	10	12	10
	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%
5	12	10	25	30	38	30	15
	0.03% / 0.01%	0.03% / 0.01%	0.07% / 0.02%	0.08% / 0.03%	0.10% / 0.03%	0.08% / 0.03%	0.04% / 0.01%
6	25	20	20	20	20	20	---
	0.06% / 0.02%	0.06% / 0.02%	0.06% / 0.02%	0.06% / 0.02%	0.05% / 0.02%	0.05% / 0.02%
7	---	---	5	---	---	---	---
			0.01% / 0.004%
8	---	---	---	450	3000	---	---
				1.26% / 0.40%	7.51% / 2.64%
T	38883	36009	36129	35610	39968	38062	38325
	100% / 34.20%	100% / 31.67%	100% / 31.78%	100% / 31.32%	100% / 35.15%	100% / 33.48%	100% / 33.71%

Crop	Planting order	Plant date	Harvest date	Stage (days)
1	----	01/09	31/08	365
2	1st planting	01/09	03/01	125
2	2nd planting	01/02	05/06	125
3	----	01/11	24/01	85
4	----	01/02	25/06	145
5	----	01/09	29/03	210
6	----	01/10	28/01	120
7	1st planting	01/09	19/12	110
	2nd planting	01/01	20/04	110
	3rd planting	01/05	18/08	110
8	1st planting	01/09	08/01	130
8	2nd planting	01/02	08/06	130

Crop	Fertilizer application rate considered (kg/ha)
1. Sugarcane	87.5
2. Maize	60
3. Soybeans	10
4. Tomato	92.5
5. Cassava	30
6. Rice	85
7. Beans	105
8. Groundnut	13

Source: Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (2019aEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. (2019a). Cultivo de tomate para industrialização. Retrieved in 2019, January 15, from https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Tomate/TomateIndustrial_2ed/plantio.htm
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https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/ge... , 2020bEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. (2020b). Adubação mineral (nitrogênio) do milho. Retrieved in 2020, April 15, from https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/milho/arvore/CONTAG01_47_168200511159.html
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/ge... , 2020cEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. (2020c). Fixação biológica de nitrogênio na cultura da soja na Região do Cerrado. Retrieved in 2020, April 15, from https://www.embrapa.br/busca-de-solucoes-tecnologicas/-/produto-servico/2394/fixacao-biologica-de-nitrogenio-na-cultura-da-soja-na-regiao-do-cerrado
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https://sistemasdeproducao.cnptia.embrap... , 2020eEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. (2020e). Fertilização do solo (arroz). Retrieved in 2020, April 15, from https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/arroz/arvore/CONT000fessmgy502wx5eo0y53mhyvcjcebf.html
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/ge... , 2020fEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. (2020f). Adubação (feijão). Retrieved in 2020, April 15, from https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/CONTAG01_81_1311200215104.html
https://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Re... , 2020gEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. (2020g). Sistemas de produção Embrapa: sistema de produção de amendoim: fertilização e adubação. Retrieved in 2020, April 15, from https://www.spo.cnptia.embrapa.br/conteudo?p_p_id=conteudoportlet_WAR_sistemasdeproducaolf6_1ga1ceportlet&p_p_lifecycle=0&p_p_state=normal&p_p_mode=view&p_p_col_id=column-1&p_p_col_count=1&p_r_p_-76293187_sistemaProducaoId=3803&p_r_p_-996514994_topicoId=3450
https://www.spo.cnptia.embrapa.br/conteu... ).

Crop	WF component	Global values			Brazil
Crop	WF component	Minimum	Mean	Maximum	Mean	SP State
1. Sugarcane	Green	11	139	10749	122	115
		Egypt – Al Minya		American Samoa
	Blue	0	57	507	5	4
		Indonesia - Papua		Nigeria - Jigawa
	Gray	0	13	266	10	10
		Zambia		Afghanistan - Badghis
	Total	11	209	11522	137	128
2. Maize	Green	33	947	21289	1621	1510
		Kuwait – Al’Asimah		Botswana - Southern
	Blue	0	81	8593	1	0
		Bangladesh – Chittagong		Sudan – An Nil al Azraq
	Gray	0	194	5316	125	113
		Central African Republic – Haut Mbombou		Dominica
	Total	33	1222	35198	1746	1622
3. Soybeans	Green	208	2037	36975	2181	2114
		Egypt – Al Buhayrah		Tajikistan - Kulyab
	Blue	0	70	161176	1	1
		Russian Federation		Tajikistan - Khudzhand
	Gray	0	37	89528	15	14
		Pakistan		Tajikistan – Kulyab
	Total	208	2144	287680	2197	2129
4. Tomato	Green	0.1	108	3234	68	71
		Brunei Darussalam		Somalia - Banaadir
	Blue	0	63	1777	19	14
		Zimbabwe - Midlands		Somalia – Shabeellaha Dhexe
	Gray	0	43	474	7	7
		Zambia		Cuba – Ciudad de la Habana
	Total	0.1	214	5486	94	92
5. Cassava	Green	47	550	3685	433	476
		Saint Lucia		Cayman Islands – G. Cayman
	Blue	0	0	459	1	0
		Brazil - Amazonas		Niger - Agadez
	Gray	0	13	267	17	14
		Tanzania - Kilmanjaro		Guyana – M.-Berbice
	Total	47	564	4412	451	490
6. Rice	Green	49	1146	8822	1943	2222
		Egypt – Al Qalyubiyah		Brunei - Temburong
	Blue	0	341	7405	356	96
		Ecuador – Mor. Santiago		Iraq - Maysan
	Gray	0	187	2145	104	107
		Central African Republic – Haut Mbombou		Kyrgyztan – Jalal-Abad
	Total	49	1673	18372	2403	2425
7. Beans	Green	234	3945	12362	2761	2039
		Libya – Al Jufrah		India – Daman and Diu
	Blue	0	125	4771	62	54
		Bangladesh - Chittagong		Cyprus - Kyrenia
	Gray	0	983	19259	440	225
		Ethiopia		United States - Nevada
	Total	234	5053	36392	3264	2318
8. Groundnut	Green	72	2469	14267	2777	2815
		Israel - HaMerkaz		Angola - Zaire
	Blue	0	150	8956	3	1
		Myanmar – Chin State		Sudan – Janub Darfur
	Gray	0	163	3931	12	12
		Venezuela		Namibia - Luderitz
	Total	72	2782	27154	2793	2828

Crop	$W F_{g r e e n}$	$W F_{b l u e}$	$W F_{g r a y}$	$W F_{t o t a l}$
1. Sugarcane	109.8 ± 7.6 ^a	45.9 ± 13.1 ^a	10.5 ± 0.3 ^a	166.2 ± 9.4^{a a}
2. Maize	1203.4 ± 234.3	395.5 ± 178.4 ^b	124.0 ± 26.6	1722.8 ± 392.2^{b b}
3. Soybeans	1127.1 ± 274.3	118.0 ± 84.3 ^ab	38.9 ± 8.7	1284.1 ± 317.4^{b b}
4. Tomato	56.2 ± 15.4 ^a	23.0 ± 16.0 ^a	18.0 ± 5.8 ^a	97.2 ± 32.2^a
5. Cassava	317.5 ± 35.9 ^a	19.5 ± 18.4 ^a	18.6 ± 2.2 ^a	355.7 ± 41.3^{a a}
6. Rice	2546.7 ± 312.5	2217.9 ± 538.2 ^c	447.9 ± 54.3	5212.4 ± 740.9
7. Beans	5524.3 ± 1018.7	2220.0 ± 676.1 ^c	840.0 ± 78.3	8584.4 ± 692.4
8. Groundnut	2911.9 ± 515.2	894.5 ± 493.4	59.4 ± 10.5	3865.8 ± 1019.1

Crop	WF component	Statistical tests
		Shapiro-Wilk	Mann-Kendall		T-Student
		Shapiro-Wilk	Upward trend	Downward trend	T-Student

1	Green	> 0.1000	0.1622	0.8377	0.0000
	Blue	> 0.1000	0.4564	0.5436	0.0007
	Gray	> 0.1000	0.3920	0.6080	0.0000
	Total	> 0.1000	0.3712	0.6287	0.0000

2	Green	0.0270	0.7079	0.2920	Not applied
	Blue	> 0.1000	0.9227	0.0773	0.0000
	Gray	> 0.1000	0.8632	0.1368	0.0010
	Total	> 0.1000	0.8632	0.1368	0.0003

3	Green	0.0230	0.6692	0.3307	Not applied
	Blue	> 0.1000	0.4564	0.5436	0.0526
	Gray	< 0.0100	0.6291	0.3709	0.0000
	Total	0.0130	0.6692	0.3307	Not applied

4	Green	> 0.1000	0.7444	0.2556	0.0000
	Blue	> 0.1000	0.9601	0.0399	0.0000
	Gray	0.0270	0.9859	0.0140	Not applied
	Total	0.0340	0.8858	0.1142	Not applied

5	Green	> 0.1000	0.9813	0.0187	0.0000
	Blue	0.0440	0.1622	0.8378	Not applied
	Gray	> 0.1000	0.9910	0.0090	0.0000
	Total	> 0.1000	0.9601	0.0399	0.0000

6	Green	> 0.1000	Not applied		0.0000
	Blue	0.0550			0.0000
	Gray	> 0.1000			0.0000
	Total	> 0.1000			0.0000

7	Green	> 0.1000	Not applied		0.0260
	Blue	> 0.1000			0.0020
	Gray	> 0.1000			0.0000
	Total	0.0420			Not applied

Crop	$ρ (W F_{g r e e n} x γ)$	$ρ (W F_{b l u e} x γ)$	$ρ (W F_{g r a y} x γ)$	$ρ (W F_{t o t a l} x γ)$
1. Sugarcane	-0.1791	-0.3779	-0.9998	-0.6924
2. Maize	-0.9260	-0.6762	-0.9445	-0.9250
3. Soybeans	-0.9202	-0.4496	-0.9592	-0.9409
4. Tomato	-0.5618	-0.2873	-0.4544	-0.4938
5. Cassava	-0.9328	-0.1027	-0.9974	-0.9091
6. Rice	-0.7767	-0.7372	-0.9947	-0.9360
7. Beans	-0.8877	+0.4652	-1.0000	-0.9648
8. Groundnut	-1.0000	-1.0000	-1.0000	-1.0000

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