Effect of climate change on agricultural suitability for corn cultivation in microregion of Guarapuava, Paraná

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i4.2461

Keywords:

climate scenarios; multicriteria analysis; maíze; IPCC.

Abstract

Climatic conditions affect the productivity and economic viability of agriculture that is challenged by constant temperature and precipitation variations through the time. This study aimed to estimate climate change in the Guarapuava microregion in the state of Paraná, analyzing the impacts on corn crop, using modeling for future scenarios and comparing it with a base scenario of the past. Mathematical adequacy models were fitted using Multiple Criteria Analysis (MCA) and Analytical Hierarchy Process (AHP), using the climatic scenarios RCP4.5 and RCP8.5 (IPCC) for the calculation of the Land suitability potential of the crops considering the variables soil, topography and climate. It was concluded thatthe projection of average temperature increase during the crop cycle, is the environmental factor of greatest impact for the reduction of the agricultural aptitude index for corn in Guarapuava microregion, in the year 2050.

Author Biographies

Lauro Augusto Ribas Teixeira, Universidade Estadual do Centro Oeste

Eng. Cartógrafo. Doutor em Agronomia.

Sidnei Osmar Jadoski, Universidade Estadual do Centro Oeste

Eng. Agrônomo, Prof. Associado Depto Agronomia/Climatologia, UNICENTRO-PR. Doutor em Agronomia Engenharia de água e solo  (UNESP), Pós doutor Sistemas de cultivos intensivos (UAL-Espanha), Alterações climáticas (UNB).

Robert Faggian, Deakin University

Associate Professor, PhD. Deakin University - Climate Change Adaptation. Senior Advisor – Latin America

Victor Sposito, Deakin University

PhD, Professor Centre for Regional and Rural Futures Faculty of Science, Engineering and Built Environment, School of Life and Environmental Sciences. Deakin University.

References

Arije, DN., Ewulo BS., Akinseye, FM. & Adejoro, SA. (2018). Assessment of Climatic Factors on Growth and Yield of Maize Variety as Influenced by Rates of Sunshine Organic Manure and NPK 20:10:10 Fertilizer. International Journal of Environment, Agriculture and Biotechnology, 3(2), 492–499.

Batjes, N. H. (1995). A Homogenized Soil Data File for Global Environmental Research: A Subset of FAO, ISRIC, and NRCS profiles (Version 1.0). Working Paper and Prepring 95/10b, International Soil Reference and Information Center. Wageningen, n. July.

Bergamaschi, H., Wheeler, T. R. & Challinor, A. J. (2007). Maize yield and rainfall on different spatial and temporal scales in Southern Brazil. Brasília, Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, 42(5), 603-613.

Bergamaschi, H & Matzenauer, R. (2014). O milho e o clima. Emater /Ascar. Porto Alegre, 84p. Il.

Collins, W J., Bellouin, N., Doutriaux-Bouche, M., Gedney, N., Halloran, P., Hinton, T. et al. (2011). Development and evaluation of an Earth-System model – HadGEM2, Geosci. Model Dev., 4, 1051-1075.

Durães, F. O. M. (2007). Limitações fisiológicas do milho nas condições de plantio nas regiões tropicais baixas. Agência Embrapa de Informações Tecnológicas. Artigo em Hypertexto. Disponível em: <http://www.infobibos.com/Artigos/2007_1/limitemilho/index.htm>. Acesso: 11/009/2019.

Ebi, K., Hallegatte, S. & Kram, T. (2014). A new scenario framework for climate change research: Background, process, and future directions. Climatic Change, 122, 387-400.

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA. (2017). Brasil em Relevo - Embrapa Monitoramento por Satélite. Disponível em: Embhttps://www.cnpm.embrapa.br/projetos/relevo/download. Acesso em: 26/09/2017.

Farag, A. A., Abdrabbo, A. A. M., El sharkawi, H. M. & Abou-Hadid, A. F. (2016). Comparison between SERES and RCP scenarios in Temperature and Evapotranspiration under Different Climate Zone. Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology, 10(11) 54–64.

Ferretti, V. & Pomarico, S. (2013). Ecological land suitability analysis through spatial indicators: An application of the Analytic Network Process technique and Ordered Weighted Average approach. Ecological Indicators, 34, 507–519.

GIORGI, F. Climate change prediction. (2005). Climatic Change, 73, 239-265.

Godoy, M. J. S. & Lopes-Assad, M. L. (2002). Aptidão agrícola de terras com estimativa de risco climático para a cultura do milho utilizando geoprocessamento. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 26(3), 685-694.

Landau, C. L., Magalhães, P. C. & Guimarães, D. P. (2018). Cultura do milho – Relações com o clima. Agência Embrapa de Informações Tecnológicas. Disponível em: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/milho/arvore/CONTAG01_17_168200511157.html#, acesso em: 10/10/2018.

Magalhães, P. C; Durães, F. O. M. (2006). Fisiologia da Produção de Milho. EMBRAPA. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/CNPMS/19620/1/Circ_76.pdf. Acesso: 20/09/17.

Minuzzi, R. & Lopes, F. Z. (2015). Desempenho agronômico do milho em diferentes cenários climáticos no Centro-Oeste do Brasil. Agriambi, 19(8), 734-740.

Mrazova, J., Faggian, R. & Sposito, V. (2017). Sustainable Development of Catchment Land - use for Multifunctional Agro - ecological Landscapes under a Changing Climate. The IAFOR International Conference on Sustainability, Energy and the Environment... Anais.

Msowoya, K., Madani, K., Davtalab, R., Mirchi, A & Lund, J. R. (2016). Climate Change Impacts on Maize Production in the Warm Heart of Africa. Water Resources Management, 30(14), 5299-5312.

Nascimento, W., F., Costa, J. S., Peixoto, P. P. P. & Duarte, N. D. L. (2018). Efeitos da temperatura sobre a soja e milho no Estado de Mato Grosso do Sul. Investigación Agrária, 20(1), 30-37.

O’Neill, B. C., Kriegler, E., Riahi, K., Ebi, K. L., Hallegatte, S., Carter, T. R. & Mathur, R. (2014). A new scenario framework for climate change research: The concept of shared socioeconomic pathways. Climatic Change, 122(3), 387-400.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J. & Shitsuka, R. 2018). Metodologia da pesquisa científica. [e-book]. Santa Maria. Ed. UAB/NTE/UFSM. Disponível em: https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1. Acesso em: 25 fev. 2020.

Pimentel-Gomes, F. (1990). Curso de estatística experimental. 13.ed. Piracicaba: Nobel, 468p.

Romeijn, H., Faggian, R, Sposito, V. & Moore, G. (2014). Agricultural land suitability uncertainty determination using weight sensitivity for climatic inputs in a current and future timeframe. In: Practical Responses to Climate Change: Proceedings of the Engineers Australia Conference 2014, Engineers Australia, Barton, A.C.T, 188-197.

Saaty, R.bW. (1987). The analytic hierarchy process-what it is and how it is used. Mathematical Modelling, 9(3), 161–176.

Santi, A., Vicari, M. B., Pandolfo, C., Dalmago, G. A., Massignam, A. M. & Pasinato, A. (2017). Impacto de cenários futuros de clima no zoneamento agroclimático do trigo na região Sul do Brasil. Agrometeoros, 25(2), 303-311.

Silva, M. R., Martin, T. N., Ortiz, S., Bertoncelli, P. & Vonz, D. (2012). Desempenho agronômico de genótipos de milho sob condições de restrição hídrica. Revista de Ciências Agrárias, 35(1), 202-212.

Sposito, V. & Faggian, R. (2013). Expert Systems Modeling for Assessing Climate Change Impacts and Adaptation in Agricultural Systems at Regional Level. Open Journal of Applied Sciences, 3, 369–380.

Tokatlidis, I.bS. (2013). Adapting maize crop to climate change. Agronomy for Sustainable Development. 33(1), 63-79.

Van Vuuren, D. P., Edmons, J. & Kainuma, M. (2011). The representative concentration pathways: An overview. Climatic Change, 109(5).

Wagner, M. V., Jadoski, S. O., Maggi, Saito, L. R. & Lima, A. dos S. (2013). Estimativa da produtividade do milho em função da disponibilidade hídrica em Guarapuava, PR, Brasil. Agriambi, 17(2), 170–179.

Wagner, M. V., Jadoski, S. O., Saito, L. R., Suchoronczeck, A & Scabeni, C. J. (2009). Comportamento de características climáticas para o manejo de culturas agrícolas em Guarapuava, Centro-Sul estado do Paraná. Pesquisa Aplicada & Agrotecnologia, 2(3), 41-60.

Wagner, M. V., Jadoski, S. O., Lima, A. dos S., Pott, C. & Suchoronczeck, A. (2011). Evaluation of corn crop phenology cycle in Guarapuava, South of Brazil based on the thermal sum. Pesquisa Aplicada & Agrotecnologia, 4(1), 133-148.

Published

20/03/2020

How to Cite

TEIXEIRA, L. A. R.; JADOSKI, S. O.; FAGGIAN, R.; SPOSITO, V. Effect of climate change on agricultural suitability for corn cultivation in microregion of Guarapuava, Paraná. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 4, p. e76942461, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i4.2461. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/2461. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences