Risks of frost in potato crops in the region of Guarapuava-PR in different phases of ENSO

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.9925

Keywords:

Solanum tuberosum; ENSO; Low temperatures; Brazil south.

Abstract

The cultivation of crops under conditions of low predictability of climatic variability can be considered as an element of significant reduction in production results. The potato is defined as a crop that is sensitive to intense cold, and the cultivation cycle can occur in a period of risk of frost events. In the south of Brazil in different phases of the ENSO (El Niño-Southern Oscillation), La Niña, El Niño or in climatic neutrality, oscillations occur in climatic normals, including minimum temperatures. Thus, the study aimed to assess the risks of the occurrence of frosts of different intensities during the potato crop development cycle, at different planting periods in Guarapuava-PR, in different ENSO phases and in climate neutrality. A 43-year historical series of climatic data between 1976 and 2018 was used. The analyzes were performed using descriptive statistics using percentage indexes and normalization of the data set. The data were grouped in december periods for the months of August to October and March to May, when there is a frequency of frosts and the possibility of potato crops under development in the field. Among the main results it was found that the planting period, with the minimization of the risk of frosts occurring in the potato crop for the region of Guarapuava, is comprised between September 21 and January 31 in both phases of ENSO, El Niño and La Niña and Climate neutrality. In general, potato cultivation in years of neutrality is subject to greater risks of losses due to frost when compared to planting in years of El Niño and La Niña phenomenon.

References

Adams, R. M., Houston, L., Mccarl, B. A., Tiscareño, M. L., Matus, J. G., & Weiher, R. F. (2003). The benefits to Mexican agriculture of an El Niño- Southern Oscillation (ENSO) early warning system. Agricultural and Forest Meteorology, 115(1), 183-194.doi:10.1016 / S0168-1923 (02) 00201-0

Aguiar, D., & Mendonça, M. (2004). Climatologia das Geadas em Santa Catarina. In: I Simpósio Brasileiro de Desastres Naturais, Florianópolis, Brasil.

Alexander, B., & Hayman, P. (2008). Can we use forecasts of El Nino and La Nina for frost management in the Eastern and Southern grains belt? In: Proceedings of the 14th Agronomy Conference, Adelaide, Australia.

Alvares, C. A., Sentelhas, P. C., & Stape, J. L. (2018). Modeling monthly meteorological and agronomic frost days, based on minimum air temperature, in Center-Southern Brazil. Theretical and Applied Climatology, 134(1), 177-191.doi:10.1007/s00704-017-2267-6

Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Gonçalves, J. L. M. (2013). Modeling Monthly Mean Air Temperature for Brazil. Theoretical and Applied Climatology, 113(1), 407–427.doi: 10.1007/s00704-012-0796-6

Back, Á. J., Bruna, E. D., & Vieira, H. J. (2012). Tendências climáticas e produção de uva na região dos Vales da Uva Goethe. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 47(4), 497–504.doi: 10.1590/S0100-204X2012000400004

Berlato, M. A., Farenzena, H., & Fontana, D. C. (2005). Associação entre El Niño Oscilação Sul e a produtividade do milho no Estado do Rio Grande do Sul. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 40(5), 423-432.doi:10.1590/S0100-204X2005000500001

Berlato, M. A., & Fontana, D. C. (2003). El Niño e La Niña: impactos no clima, na vegetação e na agricultura do Rio Grande do Sul; aplicações de previsões climáticas na agricultura. Porto Alegre: Ed. da UFRGS.

Bueno, J. C. M., Jadoski, S. O., Lima, V. A., & Bueno, N. M. M. (2020). Fases do Enos e características da precipitação pluvial e temperatura na região de Guarapuava, Sul do Brasil. Research, Society and Development, 9(5): 1-21.doi:10.33448 / rsd-v9i5.3117

Cai, W., Borlace, S., Lengaigne, M., Van Rensch, P., Collins, M., Vecchi, G., Timmermann, A., Santoso, A., McPhaden, M. J., Wu, L., England, M., Guilyardi, E., Fei-Fei, J. (2014). Increasing Frequency of Extreme El Niño Events Due to Greenhouse Warming. Nature Climate Change, 4(2), 111–116. https://ore.exeter.ac.uk/repository/bitstream/h andle/10871/17214/Cai_etal_2013.pdf?sequence=1

Carmona, L. C., & Berlato, M. A. (2002). El Niño e La Niña e o rendimento de arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 10(1), 147-152. http://www.sbagro.org/files/biblioteca/1321.pdf

Condori, B., Hijmans, R. J., Ledent, J. F., & Quiroz, R. (2014). Managing potato biodiversity to cope with frost Risk in the hight Andes: a modeling perspective. Plos One, 9(1), 1-11.doi:10.1371/journal.pone.0081510

Collazo, S., Barrucand, M., & Rusticucci, M. (2019). Variability and Predictability of Winter Cold Nights in Argentina. Weather and Climate Extremes, 26(1), 100236.doi: 10.1016 / j.wace.2019.100236

Costa, C., & Andrade, A. R. (2017). Dinâmica da precipitação pluviométrica na cidade de Guarapuava, PR: Condicionantes locais e regionais. Revista Brasileira de Climatologia, 21(1), 205 – 224. file:///C:/Users/Usu%C3%A1rio/Downloads/51625-214460-2-PB%20(8).pdf

Cunha, G. R., Dalmago, G. A., & Estefanel, V. (1999). ENSO influences on wheat crop in Brazil. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 7(1), 127-138. http://www.sbagro.or g/files/biblioteca/210.pdf

EMBRAPA- Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (2020). A cultura da batata. Sistemas de Produção. Recuperado de https://www.embrapa.br/hortalicas/batata/clima.

Firpo, M. Â. F., Sansigolo, C. A., & Assis, S. V. de. (2012). Climatologia e variabilidade sazonal do número de ondas de calor e de frio no Rio Grande do Sul associadas ao ENOS. Revista Brasileira de Meteorologia, 27(1), 95–106.doi:10.1590/S0102-77862012000100010

Francois, C., Bosseno, R., Vacher, J. J., & Seguin, B. (1999). Frost risk mapping derived from satellite and surface data over Bolivian Altiplano. Agriculture and Forest Meteorology, 95(2), 113–137.doi:10.1016/s0168-1923 (99) 00002-7

Gobo, J. P. A., Domingues, I. de A. S., Galvani, E., & Wollmann, C. A. (2018). Variabilidade climática em episódios Enos na produtividade da cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) nos municípios de Cambé e Mirador/PR. Revista Brasileira de Climatologia, 23(14), 72 – 87.doi: 10.5380 / abclima.v23i0.59977

Grimm, A. M., & Togatlian, I. M. (2002). Relação entre eventos El Niño /La Niña e freqüência de extremos frios e quentes de temperatura no Cone Sul da América do Sul. In: Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz do Iguaçu, Brasil.

IAPAR-Instituto Agronômico do Paraná. (2003). Zoneamento agrícola do Estado do Paraná. IAPAR-SEAB, 76p.

IBGE-Instituto Brasileiro de Geografia E Estatística. (2019). Séries históricas. Brasil. Recuperado de <https://www.ibge.gov.br/estatisticas/economicas/agricultura-e-pecuaria/9117 -producao-agricola-municipal-culturas-temporarias-e-permanentes.html?=&t=series-historicas >.

Kim, Y. H., Kim, M. D., Park, S. C., Jeong, J. C., Kwaki, S. S., & Lee, H. S. (2016). Transgenic potato plants expressing the cold- inducible transcription fator SCOF-1 display enhanced tolerance to freezing stress. Plant Breeding, 135(1), 513-518.doi: 10.1111/pbr.12390

Köppen, W., & Geiger, R. (1928). Klimate der Erde. Gotha: Verlag Justus Perthes.

Lin, J., & Qian, T. (2019). A New Picture of the Global Impacts of El Nino-Southern Oscillation. Scientific Reports, 9(1), 1-7.doi:10.1038/s41598-019-54090-5

Liu, Q., Piao, S., Janssens, I. A., Fu, Y., Peng, S., Lian, X., Ciais, P., Myneni, R. B., Peñuelas, J., Wang, T. (2018). Extension of the Growing Season Increases Vegetation Exposure to Frost. Nature Communications, 9(426), 1-8.doi: 10.1038/s41467-017-02690-y

Müller, G. V., Compagnucci, R., Nunez, M. N., Salles, A. (2003). Surface Circulation Associated with Frost in the Wet Pampas. International Journal of Climatology, 23(8), 943–961.doi:10.1002 / joc.907

Müller, G. V., Nuñez, M. N., & Seluchi, M. E. (2000). Relationship between ENSO cycles and frost events within the Pampa Húmeda region. International Journal of Climatology, 20(13), 1619–1637.doi:10.1002 / 1097-0088 (20001115) 20: 133.3.CO; 2-6

Oliveira, D., & Borrozzino, E. (2017). Risco de geada e ocorrência de horas de frio abaixo de 7°C em Londrina, Guarapuava e Palmas, no estado do Paraná. Agrometeoros, Passo Fundo, 25(2), 333-337. https://seer.sct.embrapa.br/index.php/agrometeoros/article/vi ewFile/26068/14089

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Perreira, F.J., & Shitsuka, R. (2018). Metodologia da pesquisa científica. Santa Maria, RS: UFSM.

Pedreira Junior, A. L., Querino, C. A. S., Biudes, M. S., Machado, N. G., Santos, L. O. F., Ivo, I. O. (2020). Influence of El Niño and La Niña Phenomena on Seasonality of the Relative Frequency of Rainfall in Southern Amazonas Mesoregion. RBRH, 25(1), 1-8.doi: 10.1590/2318-0331.252020190152

Rusticucci, M., Barrucand, M., & Collazo, S. (2017).Temperature Extremes in the Argentina Central Region and Their Monthly Relationship with the Mean Circulation and ENSO Phases. International Journal of Climatology, 37(6), 3003–3017.doi:10.1002 / joc.4895

Rusticucci, M. M., & Vargas, W. M. (2001). Interannual variability of temperature spells over Argentina. Atmósfera, 14(1), 75-86. http://www.scielo.org.mx/pdf/atm/v14n2/v14n2a3.pdf

Salton, F. G., Morais, H., Caramori, P. H., & Borrozzino, E. (2016). Climatologia dos episódios de precipitação em três localidades no Estado do Paraná. Revista Brasileira de Metereologia, 31(4), 623-638.doi:10.1590/0102-7786312314b20150108

Sansigolo, C. A., & Nery, J.T. (2000). Distribuição de extremos de temperatura mínima no estado do Paraná. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 8(2), 247-253.

http://www.sbagro.org/files/biblioteca/411.pdf

Santos, C. (2007). Estatística Descritiva - Manual de auto aprendizagem. Edições Silabo.

Silva G. O., Stoker, G., Ponijaleki, R., & Pereira, A.S. (2013). Rendimento de tubérculos de três cultivares de batata sob condições de estiagem. Horticultura Brasileira, 31(1), 216-219.

https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/87334/1/20133126.pdf

Tack, J. B., & Ubilava, D. (2015). Climate and agricultural risck: Measuring the effect of ENSO on US crop insurance. Agricultural Economics, 46(1), 245-257.doi:10.1111/agec.12154

Thomas, A., Bredemeier, C., & Vian, A. L. (2020). Desenvolvimento da planta de batata. Recuperado de https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/147544/0010 00579.pdf?sequence=1.

Ubilava, D., Barnett, B. J., Coble, K. H., & Harri, A. (2011). The SURE program and its interaction with other federal farm programs. Journal of Agricultural and Resource Economics, 36(3), 630-648.doi:10.22004 / ag.econ.119184

Vega, S. E., & Bamberg J. B. (1995). Screening the US potato collection for frost hardiness. America Potato Journal, 72(1), 13-21.doi:10.1007/BF02874375

Wrege, M. S., Fritzsons, E., Soares, M. T. S., Prela-Pântano, A., Steinmetz, S., Caramori, P.H., Radin, B., & Pandolfo, C. (2018). Risco de ocorrência de geada na região Centro-Sul do Brasil. Revista Brasileira de Climatologia, 22(1), 524-553.doi: 10.5380/abclima.v22i0.57306

Wrege, M. S., Steinmetz, S., Reisser Junior, C., & Almeida, I.R. (2012). Atlas climático da Região Sul do Brasil: Estados do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Pelotas: Embrapa Clima Temperado.

Wu, Y. F., Zhong, X. L., Hu, X., Ren, D. C., Lv, G. H., Wei, C. Y., & Song, J. Q. (2014). Frost affects grain yield components in winter wheat. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science, 42(3), 194–204.doi:10.1080/01140671.2014.887588

Published

15/11/2020

How to Cite

BUENO, N. M. M.; JADOSKI, S. O. .; BUENO, J. C. M. Risks of frost in potato crops in the region of Guarapuava-PR in different phases of ENSO. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 11, p. e3309119925, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i11.9925. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/9925. Acesso em: 27 dec. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences