Temperaturas máximas prejudiciais ao feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil

Maximum temperature harmful to bean crop in the state Rio Grande do Sul, Brazil

Resumos

Com o objetivo de verificar a existência de variabilidade temporal e espacial da probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro (<FONT FACE=Symbol>³</FONT>28°C), em 23 municípios do Estado do Rio Grande do Sul, utilizaram-se os dados de temperatura máxima do período de 1954 a 2004, obtidos na Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária. Determinou-se a probabilidade de a temperatura máxima média decendial ser igual ou superior a 28°C (PROB), em cada decêndio e município no período de outubro a março. Realizou-se análise de correlação entre as coordenadas geográficas e a PROB em cada decêndio do período de outubro a março e os municípios foram agrupados pelo método hierárquico ‘vizinho mais distante’. Há variabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial a cultura do feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul no tempo e no espaço. Maior risco de a temperatura máxima média decendial prejudicar à cultura do feijoeiro no Rio Grande do Sul, ocorre no terceiro decêndio do mês de janeiro, com diminuição gradativa em direção ao primeiro decêndio de outubro e ao terceiro de março. Há associação da probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul com as coordenadas geográficas, com maiores riscos em regiões de menor altitude e longitude.

Phaseolus vulgaris L.; probabilidade; risco climático; floração

The objective of this study was to verify temporal and spatial variability of the probable occurrence of decendial mean maximum temperature harmful (<FONT FACE=Symbol>³</FONT>28°C) to bean crop, in 23 locations of the Rio Grande do Sul State. The maximum temperature data were collected at the Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária from 1954 to 2004. With the data, it was calculated the probability of harmful decendial mean maximum temperature equal to greater than 28°C for each decendial and locations, from October to March. The correlation analyses were performed between geographic coordinates and probabilities in each decendial for the October-March period. Location were clustered by the complete linkage method. There are variabilities in the occurrence of the harmful decendial mean maximum temperature for bean crop in the Rio Grande do Sul State both on a temporal and spatial scale. Highest climatic risk of decendial maximum temperature harmful bean crop in Rio Grande do Sul State occur in January the third decendial, with gradative decrease up to October the first decendial and to March the third decendial. There is association between the probability of occurrence of the harmful decendial mean maximum temperature for bean crop in the Rio Grande do Sul State and geographic coordinates, with higher climatic risk in regions with low altitude and low longitude.

Phaseolus vulgaris; probability; climatic risk; flowering

ARTIGOS CIENTÍFICOS

FITOTECNIA

Temperaturas máximas prejudiciais ao feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil¹

Maximum temperature harmful to bean crop in the state Rio Grande do Sul, Brazil

Alberto Cargnelutti Filho^I; Ronaldo Matzenauer^I; Jaime Ricardo Tavares Maluf^II; Nerinéia Dalfollo Ribeiro^III; Júlio Kuhn da Trindade^IV; Joaquim Taizo Sawasato^IV; Álvaro Prestes Stolz^IV

^IFundação Estadual de Pesquisa Agropecuária (FEPAGRO), Rua Gonçalves Dias, 570, Bairro Menino Deus, 90130-060, Porto Alegre, RS, Brasil. E-mail: [e-mail]

^IIEmbrapa Trigo, Passo Fundo, RS, Brasil. E-mail: [e-mail]

^IIIDepartamento de Fitotecnia, Centro de Ciências Rurais, Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), 97105-900, Santa Maria, RS, Brasil. E-mail: [e-mail]

^IVCurso de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre, RS, Brasil

RESUMO

Com o objetivo de verificar a existência de variabilidade temporal e espacial da probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro (³28°C), em 23 municípios do Estado do Rio Grande do Sul, utilizaram-se os dados de temperatura máxima do período de 1954 a 2004, obtidos na Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária. Determinou-se a probabilidade de a temperatura máxima média decendial ser igual ou superior a 28°C (PROB), em cada decêndio e município no período de outubro a março. Realizou-se análise de correlação entre as coordenadas geográficas e a PROB em cada decêndio do período de outubro a março e os municípios foram agrupados pelo método hierárquico ‘vizinho mais distante’. Há variabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial a cultura do feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul no tempo e no espaço. Maior risco de a temperatura máxima média decendial prejudicar à cultura do feijoeiro no Rio Grande do Sul, ocorre no terceiro decêndio do mês de janeiro, com diminuição gradativa em direção ao primeiro decêndio de outubro e ao terceiro de março. Há associação da probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul com as coordenadas geográficas, com maiores riscos em regiões de menor altitude e longitude.

Palavras-chave: Phaseolus vulgaris L., probabilidade, risco climático, floração.

ABSTRACT

The objective of this study was to verify temporal and spatial variability of the probable occurrence of decendial mean maximum temperature harmful (³28°C) to bean crop, in 23 locations of the Rio Grande do Sul State. The maximum temperature data were collected at the Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária from 1954 to 2004. With the data, it was calculated the probability of harmful decendial mean maximum temperature equal to greater than 28°C for each decendial and locations, from October to March. The correlation analyses were performed between geographic coordinates and probabilities in each decendial for the October-March period. Location were clustered by the complete linkage method. There are variabilities in the occurrence of the harmful decendial mean maximum temperature for bean crop in the Rio Grande do Sul State both on a temporal and spatial scale. Highest climatic risk of decendial maximum temperature harmful bean crop in Rio Grande do Sul State occur in January the third decendial, with gradative decrease up to October the first decendial and to March the third decendial. There is association between the probability of occurrence of the harmful decendial mean maximum temperature for bean crop in the Rio Grande do Sul State and geographic coordinates, with higher climatic risk in regions with low altitude and low longitude.

Key words: Phaseolus vulgaris, probability, climatic risk, flowering.

INTRODUÇÃO

O conhecimento da variabilidade da precipitação pluvial, temperatura e umidade relativa do ar, evaporação, direção e velocidade do vento, radiação solar global, ocorrência de granizo, geada e neve, entre outros, é importante instrumento na tomada de decisões relacionadas às atividades agropecuárias, turísticas e esportivas. Entre esses elementos meteorológicos, a temperatura do ar é fundamental, principalmente em relação às atividades agropecuárias.

A visualização dos dados amostrais de uma variável em um histograma de freqüência é insuficiente para inferir, entre as diversas funções de distribuição de probabilidade conhecidas, a que melhor se ajusta aos dados em estudo. Portanto, faz-se necessário o uso de testes de aderência, como o Qui-quadrado, Kolmogorov-Smirnov, Lilliefors, Shapiro-Wilk e Cramer-von Mises (CAMPOS, 1983; ASSIS et al., 1996; MORETTIN & BUSSAB, 2004), para verificar se a distribuição de probabilidade dos dados de uma variável em análise pode ser estudada por uma função de distribuição de probabilidade conhecida. Conhecendo a função de distribuição de probabilidade e seus parâmetros para uma determinada variável, é possível calcular probabilidade dentro de limites de intervalo desejados, auxiliando no planejamento de atividades que minimizem riscos climáticos.

Trabalhos demonstram reduções no rendimento de grãos de feijoeiro em presença de temperaturas máximas superiores a 28°C (MASSIGNAM et al., 1998) e 30°C (GONÇALVES et al., 1997), principalmente quando estas coincidirem com a floração (estádio fenológico R6) e estiverem associadas à deficiência hídrica (GONÇALVES et al., 1997; MASSIGNAM et al., 1998). Temperaturas superiores a 30°C no florescimento causam abscisão de flores, provocando diminuição do número de vagens por planta e redução de rendimento (GONÇALVES et al., 1997).

Estudos relacionados à probabilidade de ocorrência de determinados níveis de temperatura do ar (ESTEFANEL, et al., 1994; ESTEFANEL, et al., 1995; GONÇALVES, et al., 1997; MASSIGNAM, et al., 1998; MOTA et al., 1999; BURIOL et al., 2000a; BURIOL et al., 2000b; STEINMETZ, et al., 2003) têm sido desenvolvidos, enfatizando os benefícios no planejamento de atividades agrícolas que minimizem os riscos climáticos.

Não há consenso entre os pesquisadores em relação ao valor exato acima do qual a temperatura do ar causa danos à cultura do feijoeiro. Deve-se considerar que o efeito prejudicial da temperatura interage com variáveis como a disponibilidade hídrica. No entanto, o efeito negativo causado por temperaturas extremas do ar ao feijoeiro, pode ser minimizado por meio da semeadura em época na qual o período crítico coincida com a menor probabilidade de ocorrência de temperaturas prejudiciais à cultura.

O objetivo deste trabalho foi verificar a existência de variabilidade temporal e espacial da probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro no período de outubro a março, em 23 municípios do Estado do Rio Grande do Sul.

MATERIAL E MÉTODOS

Os dados de temperatura máxima das estações meteorológicas, localizadas em 23 municípios do Estado do Rio Grande do Sul, foram obtidos no Banco de Dados do Laboratório de Agrometeorologia da Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária – Fepagro/SCT-RS (Tabela 1 e Figura 1). Esses dados foram coletados no período de 1954 a 2004, totalizando 51 anos de observações. Em cada município, com os dados diários de temperatura máxima, calculou-se a média decendial dos 36 decêndios do ano, formando 828 séries temporais (23 municípios x 36 decêndios), com número diferenciado de anos de observações em cada série em função da disponibilidade de dados meteorológicos (Tabela 1).

O teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov (CAMPOS, 1983; ASSIS et al., 1996) foi aplicado em outro estudo por CARGNELUTTI FILHO et al. (2005), nas 828 séries de dados de temperatura máxima média decendial, para verificar o ajuste dos dados às distribuições normal, log-normal, gama, gumbel e weibull (ASSIS et al., 1996; MORETTIN & BUSSAB, 2004; SPIEGEL et al., 2004), totalizando 4.140 testes (828 séries de dados x 5 distribuições).

Determinou-se a probabilidade de a temperatura máxima média decendial ser igual ou superior a 28°C (PROB), em cada decêndio e município do Rio Grande do Sul, no período de outubro a março, e considerou-se a temperatura de 28°C como prejudicial ao feijoeiro. Realizou-se análise de correlação linear de Pearson entre as variáveis de uma matriz 23 x 21, ou seja, 23 municípios e 21 variáveis (altitude, latitude, longitude e a PROB em cada decêndio do período de outubro a março). A partir da PROB, em cada decêndio de outubro a março, determinou-se a matriz de distância euclidiana média padronizada entre os 23 municípios, que foi utilizada como medida de dissimilaridade para a análise de agrupamento dos municípios pelo método hierárquico ‘vizinho mais distante’ (CRUZ & REGAZZI, 1997), adotando-se o nível de 40% de parecença como critério para separação dos grupos. As análises foram realizadas com o auxílio do aplicativo Office Excel e do programa Genes (Cruz, 2001).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O estudo desenvolvido por CARGNELUTTI FILHO et al. (2005), com esse banco de dados, revelou que a distribuição de probabilidade normal é adequada para representar a temperatura máxima média decendial. Assim, as estimativas dos parâmetros média (m) e desvio padrão (s), da temperatura máxima média decendial em cada decêndio e município do Estado do Rio Grande do Sul (RS) (Tabela 2), possibilitam calcular as probabilidades acima e/ou abaixo de qualquer valor de temperatura máxima média decendial, visando minimização de riscos.

De modo geral, a maior probabilidade de a temperatura máxima média decendial ser igual ou superior a 28°C (PROB) no RS, ocorreu no terceiro decêndio do mês de janeiro (média dos 23 municípios = 73%), diminuindo gradativamente em direção ao primeiro decêndio de outubro e terceiro de março (Tabela 3). Portanto, semeadura de feijão que evite a ocorrência de períodos críticos no terceiro decêndio do mês de janeiro minimiza riscos quanto à temperatura máxima. Isso é particularmente importante, pois reduções no rendimento de grãos de feijoeiro são observadas com a ocorrência de temperaturas máximas superiores a 28°C, principalmente quando estas coincidirem com a floração (MASSIGNAM et al., 1998).

Caso temperaturas máximas superiores a 28°C fossem consideradas como prejudiciais, é de esperar comportamento semelhante, ou seja, que o terceiro decêndio de janeiro seja o de maior risco no RS, pelo fato dos dados ajustarem-se à distribuição normal. Esses resultados podem ser explicados pelo registro de temperaturas médias máximas mais elevadas no terceiro decêndio de janeiro (média dos 23 municípios = 29,6°C), ocorrendo diminuição em direção ao primeiro decêndio de outubro (23,2°C) e ao terceiro de março (26,7°) (Tabela 2). Assim, pode-se constatar a existência de variabilidade temporal da PROB e a possibilidade de planejamento para minimizar riscos.

Pode-se inferir, de maneira geral, que há acréscimo da probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro no RS com o decréscimo da altitude e longitude – sentido Leste-Oeste (Tabela 4). A latitude apesar de não manifestar correlação significativa, com exceção do primeiro decêndio de outubro, não deve ser desconsiderada, pois efeitos indiretos via altitude podem impedir a manifestação de tal correlação. Assim, em estudos que visem estimar a probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro no RS em função das coordenadas geográficas, essa variável deve ser incluída em estudo de análise de trilha (CRUZ & REGAZZI, 1997), que possibilite desdobrar os coeficientes de correlações simples em efeitos diretos e indiretos das variáveis causais (altitude, latitude e longitude) sobre a variável principal (PROB).

Houve correlação positiva em relação à PROB em todos os decêndios, mostrando que, de outubro a março, as relações da PROB entre os municípios se mantém, ou seja, municípios com maior PROB no primeiro decêndio de outubro apresentam maior PROB nos demais decêndios e vice-versa. Isso sugere que o agrupamento de municípios com comportamentos semelhantes quanto ao risco é adequado.

A formação de quatro grupos de municípios foi possível, pelo método hierárquico do vizinho mais distante, utilizando-se 40% de parecença como critério para definição dos mesmos (Figura 2 e Tabela 5). Municípios que compuseram o grupo um, localizados ao Noroeste do RS, com exceção de Cachoeirinha, são os de maior risco aos efeitos prejudiciais da temperatura máxima. Em outro extremo, no grupo quatro, os municípios localizados no Nordeste do RS, com exceção de Encruzilhada do Sul, são os de menor risco de ocorrência de temperaturas prejudiciais. A menor e maior altitude dos municípios dos grupos um e quatro, respectivamente, podem explicar tal comportamento.

Os municípios, enquadrados nos grupos dois e três, situam-se numa faixa intermediária de risco. Os do grupo dois tem comportamento próximo aos do grupo de maior risco (grupo 1), enquanto que os do grupo três assemelham-se ao grupo de menor risco (grupo 4) (Tabela 5). De maneira geral, a altitude e a distância em relação ao Oceano Atlântico, provavelmente, explicam esses resultados. Semelhanças quanto ao agrupamento de municípios por meio das temperaturas máximas, no RS, foram obtidos por DINIZ et al. (2003). Diante desses resultados, pode-se inferir que existe variabilidade espacial da PROB no RS, havendo necessidade de planejamento regional para minimizar riscos.

Independentemente do grupo ao qual o município pertence, o terceiro decêndio de janeiro é o de maior risco de ocorrência de temperaturas máximas prejudiciais ao feijoeiro, diminuindo gradativamente em direção ao primeiro decêndio de outubro e ao terceiro de março (Tabela 5).

Esses resultados associados a outras variáveis como precipitação pluvial, radiação solar e temperatura do solo, auxiliam no planejamento de épocas de semeadura do feijoeiro no RS. Além disso, as informações deste trabalho, servem para outras culturas de verão do RS, que sofrem danos por temperaturas elevadas.

CONCLUSÕES

Há variabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul no tempo e no espaço. Maior risco de a temperatura máxima média decendial prejudicar a cultura do feijoeiro, no Estado do Rio Grande do Sul, ocorre no terceiro decêndio do mês de janeiro, com diminuição gradativa em direção ao primeiro decêndio de outubro e terceiro de março. Há associação da probabilidade de ocorrência de temperatura máxima média decendial prejudicial à cultura do feijoeiro no Estado do Rio Grande do Sul com as coordenadas geográficas, com maiores riscos em regiões de menor altitude e longitude.

Recebido para publicação 21.01.05

Aprovado em 06.05.05

• ASSIS, F.N.de et al. Aplicações de estatística à climatologia: teoria e prática Pelotas : UFPEL, 1996. 161p.
• BURIOL, G.A. et al. Condições térmicas para o cultivo do pepineiro na região do baixo vale do Taquari, RS: 1. Temperaturas baixas limitantes. Pesquisa Agropecuária Gaúcha, v.6, p.205-213, 2000a.
• BURIOL, G.A. et al. Condições térmicas para o cultivo do pepineiro na região do baixo vale do Taquari, RS: 2. Temperatura máxima e soma térmica. Pesquisa Agropecuária Gaúcha, v.6, p.215-223, 2000b.
• CAMPOS, H. de Estatística experimental não-paramétrica 4.ed. Piracicaba : ESALQ, 1983. 349p.
• CARGNELUTTI FILHO, A. et al. Ajustes de funções de distribuição de probabilidade à temperatura máxima no Estado do Rio Grande do Sul. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.40, prelo, 2005.
• CRUZ, C.D. PROGRAMA GENES versão Windows: aplicativo computacional em genética e estatística Viçosa : UFV, 2001. 648p.
• CRUZ, C.D.; REGAZZI, A.J. Modelos biométricos aplicados ao melhoramento genético 2.ed. Viçosa : UFV, 1997. 390p.
• DINIZ, G.B. et al. Identificação de regiões homogêneas de temperaturas máxima e mínima do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.11, n.2, p.303-312, 2003.
• ESTEFANEL, V. et al. Estimativa da duração da temperatura do ar acima de determinados níveis térmicos em Santa Maria, RS. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.3, p.121-127, 1995.
• ESTEFANEL, V. et al. Probabilidade de ocorrência de temperaturas máximas do ar prejudiciais aos cultivos agrícolas em Santa Maria, RS. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.2, p.57-63, 1994.
• GONÇALVES, S.L. et al. Probabilidade de ocorrência de temperaturas superiores a 30°C no florescimento do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L), cultivado na safra das águas no Estado do Paraná. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.5, n.1, p.99-107, 1997.
• MASSIGNAM, A.M. et al. Ecofisiologia do feijoeiro. II - redução do rendimento pela ocorrência de altas temperaturas no florescimento. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.6, n.1, p.41-45, 1998.
• MORETTIN, P.A.; BUSSAB, W.O. Estatística básica 5.ed. São Paulo : Saraiva, 2004. 526p.
• MOTA, F.S.da et al. Probabilidade de ocorrência de dias com temperaturas iguais ou superiores a 35°C no florescimento do arroz no Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.7, n.1, p.147-149, 1999.
• SPIEGEL, R.A. et al. Probabilidade e estatística 2.ed. Porto Alegre : Bookman, 2004. 398p.
• STEINMETZ, S. et al. Probabilidade de ocorrência de temperaturas mínimas do ar durante o período reprodutivo do arroz irrigado, na metade norte do Estado do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.11, n.1, p.107-121, 2003.

1

Matzenauer, bolsista do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). Stolz, estagiário do Laboratório de Agrometeorologia da FEPAGRO.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Set 2005
• Data do Fascículo
  Out 2005

Histórico

• Aceito
  06 Maio 2005
• Recebido
  21 Jan 2005