ABSTRACT The intensification of drought incidence is one of the most important threats of the 21st century with significant effects on food security. Accordingly, there is a need to improve the understanding of the regional impacts of climate change on this hazard. This study assessed long-term trends in probability-based drought indices (Standardized Precipitation Index and Standardized Evapotranspiration Index) in the State of São Paulo, Brazil. Owing to the multi-scalar nature of both indices, the analyses were performed at 1 to 12-month time scales. The indices were calculated by means of a relativist approach that allowed us to compare drought conditions from different periods. The years 1961-1990 were used as the referential period. To the authors’ best knowledge, this is the first time that such relativist approach is used in historical trend analysis. The results suggest that the evapotranspiration rates have intensified the regional drought conditions. The time scale used to calculate the indices significantly affected the outcomes of drought trend assessments. The reason behind this feature is that the significant changes in the monthly regional patterns are limited to a specific period of the year. More specifically, virtually all significant changes have been observed during the first trimester of the rainy season (October, November and December). Considering that this period corresponds to critical plant growth stages (flowering/regrowth/sprouting) of several major crops (e.g. Sugarcane and Citrus), we may conclude that these significant changes have increased the risk of crop yield reductions due to agricultural drought.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do aumento na temperatura, previsto pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC), sobre o risco climático para a produção de algodão no Brasil. O aumento previsto na temperatura fez com que a região Nordeste apresentasse a maior redução na área de baixo risco para cultivo de algodão, em comparação com as demais regiões do país. Essa área pode diminuir de 83 milhões de ha no ano de 2010 para aproximadamente 71 milhões de ha em 2040, o que significaria 15% de redução em 30 anos. As regiões Sudeste e Centro-Oeste apresentam pequena redução nas áreas aptas para o cultivo de algodão até 2040, enquanto a região Norte não teve redução nessas áreas. A elevação das temperaturas não é benéfica para a produção do algodão no Brasil porque a área de baixo risco para o cultivo econômico pode diminuir.

The objective of this work was to evaluate the effect of the temperature increase forecasted by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) on agricultural zoning of cotton production in Brazil. The Northeastern region showed the highest decrease in the low-risk area for cotton cultivation due to the projected temperature increase. This area in the Brazilian Northeast may decrease from 83 million ha in 2010 to approximately 71 million ha in 2040, which means 15% reduction in 30 years. Southeastern and Center-Western regions had small decrease in areas suitable for cotton production until 2040, while the Northern region showed no reduction in these areas. Temperature increase will not benefit cotton cultivation in Brazil because dimension of low-risk areas for economic cotton production may decrease.

O objetivo deste trabalho foi quantificar a contribuição da variável auxiliar altitude, na estimativa da distribuição espacial da precipitação anual média no Estado de São Paulo. A estatística quadrado médio do erro (QME) foi usada em dois conjuntos de observações de precipitação anual média (1957 a 1997): o completo, com 1.027 observações, e o reduzido, com 445. Bolsões de precipitação foram perfeitamente definidos nos mapas de variabilidade espacial que utilizaram o conjunto completo de dados, e indicaram a existência de possíveis microclimas. O interpolador geoestatístico de krigagem ordinária apresentou desempenho 82 vezes mais preciso que o interpolador do inverso do quadrado da distância, quando o QME foi usado como critério de comparação para o conjunto de dados completo. Para o conjunto reduzido, essa magnitude foi de duas vezes. Os erros de estimação obtidos por krigagem ordinária foram menores no conjunto completo, enquanto os obtidos por cokrigagem ordinária foram menores no reduzido. Isso indica que esses interpoladores devem ser usados para determinação da distribuição espacial da precipitação anual média. O uso da altitude como variável auxiliar beneficia o interpolador de cokrigagem ordinária e define microrregiões mais uniformes quanto à distribuição espacial da precipitação anual média.

The objective of this work was to quantify the contribution of the auxiliary variable elevation in the estimate of the spatial distribution of annual average rainfall in the state of São Paulo, Brazil. The statistic mean square error (MSQR) was used in two observation sets for the mean annual rainfall (1957 to 1997): a full set, with 1,027 observations, and a reduced one, with 445. Areas of rainfall concentration were clearly defined in spatial variability maps that used the full data set, indicating possible microclimates. Ordinary kriging geostatistical interpolation had a performance 82 times more accurate than that of interpolation by the inverse square of the distance when the MSQR was used as a benchmark for the full set. For the reduced set, this magnitude was of two times. The estimation errors obtained by ordinary kriging were lower in the full set, whereas those obtained by ordinary cokriging were lower in the reduced one. This indicates that these interpolators should be used for determining the spatial distribution of annual average rainfall. The use of altitude as an auxiliary variable benefits the ordinary cokriging interpolator and defines more uniform micro regions as to the spatial distribution of annual average rainfall.

As condições meteorológicas são determinantes para a produção agrícola; a precipitação, em particular, pode ser citada como a mais influente por sua relação direta com o balanço hídrico. Neste sentido, modelos agrometeorológicos, os quais se baseiam nas respostas das culturas às condições meteorológicas, vêm sendo cada vez mais utilizados para a estimativa de rendimentos agrícolas. Devido às dificuldades de obtenção de dados para abastecer tais modelos, métodos de estimativa de precipitação utilizando imagens dos canais espectrais dos satélites meteorológicos têm sido empregados para esta finalidade. O presente trabalho tem por objetivo utilizar o classificador de padrões "floresta de caminhos ótimos" para correlacionar informações disponíveis no canal espectral infravermelho do satélite meteorológico GOES-12 com a refletividade obtida pelo radar do IPMET/UNESP localizado no município de Bauru, visando o desenvolvimento de um modelo para a detecção de ocorrência de precipitação. Nos experimentos foram comparados quatro algoritmos de classificação: redes neurais artificiais (ANN), k-vizinhos mais próximos (k-NN), máquinas de vetores de suporte (SVM) e floresta de caminhos ótimos (OPF). Este último obteve melhor resultado, tanto em eficiência quanto em precisão.

Meteorological conditions are determinant for the agricultural production; in particular, rainfall may be cited as the most important because having direct relation with water balance. To estimate agricultural production, agrometeorological models based on the cultures behavior under meteorological conditions, have been used. Since it is difficult to obtain the required data to these models, rainfall estimation techniques using meteorological satellites images from spectral channels have been used. The objective of the present work is to apply the Optimum-Path Forest pattern classifier to the agrometeorological research field in order to correlate the available information from GOES-12 satellite infrared spectral channel images, to the reflectivity data obtained by the IPMET/UNESP radar located at Bauru, aiming to develop a model for precipitation occurrence identification. In the experiments we compared four classification algorithms: Artificial Neural Networks (ANN), k-Nearest Neighbors (k-NN), Support vector Machines (SVM) and optimum-Path Forest (OPF). this last one shows the best results in terms of accuracy rate and running time.

Este trabalho teve por objetivo avaliar um sistema de previsão de safra de soja para o Brasil, baseado em modelos empíricos regionalizados para estimativa da produtividade, a partir de um banco de dados de área cultivada em escala municipal, e de um sistema de monitoramento agrometeorológico de abrangência nacional. Os modelos incorporam a base conceitual proposta por Doorenbos & Kassam, com ajustes empíricos para cada região do Brasil, considerando-se as diferenças quanto ao potencial produtivo das principais variedades e as peculiaridades dos sistemas de produção utilizados nas diferentes regiões. A base de informações de área cultivada de cada Estado foi constituída por dados provenientes do IBGE e da Conab. A produção de soja, entre as safras 2000/2001 e 2005/2006, foi estimada e comparada com os levantamentos da Conab. A análise estatística pelo teste t indica não haver diferença entre as estimativas e os dados oficiais. Bons ajustes (R²>0,87) foram obtidos para as produções regionalizadas, com desvios mais expressivos nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Mato Grosso do Sul, Maranhão, Piauí e Bahia. Para os dados consolidados em escala nacional, o maior desvio observado foi de 5,81%, na safra 2000/2001, e o menor de 0,62% na safra 2005/2006.

The aim of this work was to evaluate a system to forecast soybean crop yield for Brazil, based on regional empirical models to assess crop yield, with data from a national database of soybean cropped area in municipal scale, and from an agrometeorological monitoring system covering all Brazilian States. The models incorporated the conceptual bases proposed by Doorenbos & Kassam, with empirical adjustments for each region of Brazil, considering the diverse potential yield of most used varieties and the regional differences in the soybean production systems. Cultivated area database from each State was structured with data from IBGE and Conab. Soybean yield was estimated for harvests from 2000/2001 to 2005/2006 and compared to Conab surveys. Statistical analysis using Test t point out that there is no significant difference between estimates and official data. Good fittings were gotten for region grouped yield data (R²>0.87), with higher deviations for harvest assessment of Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Mato Grosso do Sul, Maranhão, Piauí and Bahia. In national scale, the highest observed deviation was 5.81% for the 2000/2001 harvest, and the smaller one was 0.62% for the 2005/2006 yield.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito das palhadas de milho, milheto e soja na capacidade de interceptação e de armazenamento de água, velocidade de dessecamento, porcentagem de cobertura do solo, interceptação da radiação solar e escoamento superficial, assim como incorporar estes efeitos em um modelo de crescimento de plantas. As palhadas de milheto e de milho apresentaram capacidade maior de armazenar água do que a de soja: 3,26, 3,24 e 2,62 g de água por grama de palhada, respectivamente. A quantidade de água perdida pelos resíduos foi proporcional à evapotranspiração potencial. As taxas de cobertura foram equivalentes nos três tipos de material. Os três tipos de palhada foram similares na interceptação das radiações fotossinteticamente ativa e infravermelha. Os resíduos do milheto foram eficientes no controle do escoamento superficial: do total de 843,5 mm de água precipitada, apenas 45,5 mm foram perdidos pelo escoamento superficial no sistema de plantio direto enquanto no convencional as perdas de água foram de 222,5 mm. Os modelos linear e exponencial expressam de forma significativa a maior parte das relações estudadas.

The objective of this work was to evaluate the effects of crop residue mulches from maize, millet and soybean on water storage capacity, water evaporation, soil cover, solar radiation interception and surface water run-off as well as to incorporate these effects in a crop growth model. The mulch of millet and maize presented higher capacity for water storage than soybean mulch: 3.26, 3.24 and 2.62 g of water per gram of dry matter, respectively. Water losses from wet mulches were related to the potential evapotranspiration. The soil cover levels were similar among the three types of material. The three types of mulch intercepted similar quantities of photosynthetically active radiation and infrared radiation. The mulch of maize straw was slightly more efficient in intercepting radiation than that from millet or soybean. Mulching with millet residues was efficient in the control of surface water run-off: only 45.5 mm of water (out of 843.5 mm rainfall) was lost through runoff under the no-till system with millet as cover crop, whereas 222.5 mm of water was lost in the conventional system with tillage. Most of the relations derived in this work could be described by exponential models.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do aumento da resolução espacial e radiométrica da imagem pancromática do Ikonos-II na identificação de plantios de café (Coffea arabica), em comparação com as imagens do Landsat/ETM+. A área de estudo está localizada no Município de Pedregulho, SP, onde foram selecionados 50 talhões com plantios de café, e foram levantados dados referentes à altura, idade, espaçamento e variedade de cada talhão. As imagens permitiram a identificação de talhões com características diferentes em campo, tendo-se destacado a imagem do Ikonos-II, que apresentou melhor desempenho. Para os talhões com características iguais em campo, as imagens analisadas não se mostraram eficientes, independentemente do satélite utilizado. As correções atmosféricas e radiométricas, na imagem do Ikonos-II, não proporcionaram ganho efetivo nas análises realizadas. A maioria dos talhões identificados na imagem do Ikonos-II pode ser localizada na imagem do Landsat/ETM+ (68%). A correlação significativa entre a banda 4 do Landsat/ETM+ e o canal pancromático do Ikonos-II indica uma forma de ligação entre as imagens dos dois satélites.

The objective of this work was to assess the impact of the better spatial and radiometric resolutions of the Ikonos-II panchromatic image, for the identification of coffee (Coffea arabica) planting areas, in comparison with a Landsat/ETM+ image. The area of study is situated in the city of Pedregulho, State of São Paulo, Brazil, where 50 coffee fields were selected. Information about plants features, like height, age, spacing and variety were collected. Images allowed the identification of coffee areas with different field features, and the calibrated Ikonos-II image showed the best results. Considering the areas with similar field features, images from both satellites were not efficient in the coffee identification. The atmospheric and radiometric corrections applied on the Ikonos-II image did not improve the analyses results. More than half of the identified areas in the Ikonos-II image could be found in the Landsat/ETM+ image (68%). The significant correlation between Landsat/ETM+ band 4 and Ikonos-II panchromatic channel shows a link between both satellite images.

A partir das indicações do último relatório do IPCC (International Pannel of Climatic Change), foram feitas várias simulações e avaliados os impactos que um aumento na temperatura média do ar de 1ºC, 3ºC e 5,8ºC e um incremento de 15% na precipitação pluvial teriam na potencialidade da cafeicultura brasileira, definida pelo atual zoneamento agroclimático do café (Coffea arábica L.) nos Estados de Goiás, Minas Gerais, São Paulo e Paraná. Os resultados indicaram uma redução de área apta para a cultura superior a 95% em Goiás, Minas Gerais e São Paulo, e de 75% no Paraná, no caso de um aumento na temperatura de 5,8ºC. Esses resultados são válidos se mantidas as atuais características genéticas e fisiológicas das cultivares de café arábica utilizadas no Brasil, que têm como limite de tolerância temperaturas médias anuais entre 18ºC e 23ºC.

According to the last report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), the global temperature is supposed to increase 1°C to 5.8°C and the rainfall 15% in the Tropical area. This paper analyses the effect that these possible scenarios would have in the agroclimatic zoning of the arabic coffee (Coffea arabica L.) main plantation areas in Brazil. The results indicated a reduction of suitable areas greater than 95% in Goiás, Minas Gerais and São Paulo and about 75% for Paraná in the case of a temperature increase of 5.8ºC. These results presume that all the physiological characteristics of the crop will be the same for the varieties analyzed and that the ideal climatic condition for economic development is mean annual temperatures between 18ºC and 23ºC.

A definição das melhores datas para plantio de milho, adotadas no Zoneamento de Riscos Climáticos do Estado de São Paulo, é baseada nas variações espaço-temporais do índice de satisfação das necessidades de água da planta (ISNA), sendo a média ponderada o método de interpolação utilizado na espacialização deste parâmetro. Este método não considera a propagação espacial do erro da estimativa, o que permite interpretações imprecisas sobre as melhores datas de plantio, principalmente nas situações de início e de final do ciclo. O objetivo deste trabalho foi comparar métodos de espacialização de valores numéricos dos índices agrometeorológicos e avaliar sua variação espacial. Foram utilizados os métodos da média ponderada, krigagem ordinária e krigagem por indicação. A krigagem por indicação foi o método mais apropriado para espacializar o índice ISNA e definir a melhor data de plantio do milho.

The definition of the best sowing dates for corn, adopted in the Zoning of Climatic Risks of the State of São Paulo, Brazil, was based on space-temporary variations of the water stress index (ISNA), using the pondered average as the interpolation method to spatialize this parameter. This method does not consider the spatial propagation of errors, leading to imprecise interpretations of the best sowing dates, mainly at the beginning and at the end of the cycle. The objective of this work was to compare methods of spatializing numeric values of agrometeorological indices and to evaluate their spatial space variation. The methods of the pondered means ordinary kriging and indication kriging were used. The indication kriging was the most suitable method for spatializing ISNA and to define the best sowing date for corn, in the State of São Paulo.

Kudzu é uma cultura de cobertura que se tornou invasiva em algumas regiões subtropicais e temperadas. Kudzu tem demonstrado ampla plasticidade fisiológica quando coloniza novos ambientes. Este trabalho teve por objetivo investigar características da anatomia foliar de kudzu que poderiam contribuir para seu hábito invasivo e também para sua propagação em ambientes distintos do ponto de vista climático. Foram analisados cortes frescos e permanentes de lâminas foliares de plantas crescidas no campo. A epiderme inferior tipicamente apresentou maior freqüência de estômatos (147 ± 19 estômatos mm-2) do que a epiderme superior (26 ± 17 estômatos mm-2). O número médio de tricomas por milímetro quadrado foi 8 para ambas, epiderme superior e epiderme inferior. O comprimento médio dos tricomas foi 410 ± 200 mim para a epiderme superior e 460 ± 190 mim para a epiderme inferior. A espessura da cutícula não diferiu significativamente entre as epidermes inferior e superior. A lâmina foliar consistiu basicamente de duas camadas de parênquima paliçádico e uma camada de parênquima lacunoso. Uma camada de mesófilo paranerval foi encontrada entre os parênquimas paliçádico e lacunoso. Concluindo, folíolos de kudzu apresentam características anatômicas que podem contribuir para a ampla plasticidade fisiológica demonstrada pela espécie.

Kudzu is a cover crop that has escaped cultivation in some subtropical and warm temperate regions. Kudzu has previously demonstrated broad intraspecific physiological plasticity while colonizing new environments. The objective of this paper was to investigate characteristics of kudzu leaflet anatomy that might contribute to its successful growth in climatically distinct environments, and to escape cultivation as well. Fresh and fixed leaflet strips of field-grown plants were analyzed. The lower epidermis of kudzu showed a higher frequency of stomata (147 ± 19 stomata mm-2) than the upper epidermis (26 ± 17 stomata mm-2). The average number of trichomes per square milimeter was 8 for both the upper and the lower epidermis. The average trichome length was 410 ± 200 mum for the upper epidermis and 460 ± 190 mum for the lower epidermis. Cuticle thickness was not considerably different between lower and upper epidermis. The leaflet blade consisted basically of two layers (upper and lower) of unicellular epidermis, two layers of palisade parenchyma and one layer of spongy parenchyma. One layer of paraveinal mesophyll was found between palisade and spongy parenchyma. In conclusion, leaflets of kudzu present anatomical characteristics that might contribute to the broad physiological plasticity shown by kudzu.

O kudzu (Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth., Leguminosae: Faboideae) é uma espécie nativa do úmido sudeste asiático, com potencial para emprego como cobertura em regiões sujeitas à seca sazonal. Este trabalho objetiva avaliar os efeitos da redução no conteúdo de água do solo (SWC) sobre o conteúdo relativo de água (RWC), condutância estomática (g) e temperatura de folíolos (T L) de plantas de puerária. Redução no RWC, de 96 para 78%, e redução na g, de 221 para 98 mmol.m-2.s-1, se mostraram associadas à diminuição no conteúdo de água do solo (SWC), de 0,25 para 0,17 g (H2O).g (solo seco)-1. No dia seguinte à re-irrigação, a g de plantas estressadas era 15% inferior à g de plantas não submetidas ao estresse hídrico. A diferença em T L entre plantas estressadas e não-estressadas (deltaT L) aumentou linearmente de 0,1 para 2,2ºC com a progressão do déficit hídrico. RWC e T L de plantas estressadas e não-estressadas se igualaram no dia seguinte à re-irrigação. O forte decréscimo em SWC encontrado neste estudo induziu somente um déficit hídrico moderado em kudzu tropical. O déficit hídrico induzido em kudzu tropical pode ser rapidamente superado após a re-irrigação.

Tropical kudzu (Pueraria phaseoloides (Roxb.) Benth., Leguminosae: Faboideae) is native to the humid Southeastern Asia. Tropical kudzu has potential as a cover crop in regions subjected to dryness. The objective of this paper was to evaluate the effect of soil water depletion on leaflet relative water content (RWC), stomatal conductance (g) and temperature (T L) in tropical kudzu. RWC of waterstressed plants dropped from 96 to 78%, following a reduction in SWC from 0.25 to 0.17 g (H2O).g (dry soil)-1.Stomatal conductance of stressed plants decreased from 221 to 98 mmol.m-2.s-1, following the reduction in soil water content (SWC). The day after re-irrigation, g of water stressed plants was 15% lower than g of unstressed plants. Differences in T L between waterstressed and unstressed plants (deltaT L) rose linearly from 0.1 to 2.2ºC following progressive water deficit. RWC and T L of waterstressed plants paralled RWC and T L of unstressed plants the day after reirrigation. The strong decrease in SWC found in this study only induced moderate water stress in tropical kudzu. In addition, tropical kudzu recover rapidly from the induced water stress after the re-irrigation.

Estimativa e mapeamento do número de horas com temperaturas abaixo de 7 e 13°C no Estado de São Paulo e análise comparativa do comportamento de fruteiras de clima temperado constituem os objetivos do presente trabalho. Foi cotado o número de horas com temperaturas inferiores a 7 e 13°C, índices considerados limites necessários à dormência dessas plantas. Foram selecionados termogramas de doze postos agrometeorológicos do Instituto Agronômico, situados em altitudes variáveis entre 25 e 1.000m, correspondentes ao período 1964-1973. Estabeleceram-se equações para estimativa do número de horas com temperaturas inferiores a 7°C (HF-7) e 13°C (HF-13) em função da temperatura média do mês de julho, cujos coeficientes de correlação foram de -0,88 e -0,93, respectivamente. Com base nessas equações foram mapeadas as isolinhas de HF-7 e HF-13 para o Estado de São Paulo, encontrando-se desde valores médios anuais de HF-7 inferiores a 20 horas, característicos das regiões de transição de clima mesotérmico a megatérmico do Planalto Ocidental e das regiões mais baixas do norte e oeste do Estado, até valores anuais de HF-7 superiores a 200 horas, característicos das áreas acima de 1.500 metros de altitude no Sul do Estado, na serra da Mantiqueira, limítrofe com Minas Gerais, e na serra do Mar, limítrofe com o Rio de Janeiro. Com base na introdução de diferentes frutíferas de clima temperado no Estado de São Paulo, verificou-se uma relação muito grande entre os índices HF-7 e HF-13 mapeados com o comportamento e potencialidade de exploração comercial.

The behavior of temperate climate fruit crops in the State of São Paulo - Brazil as function of "dormancy units" (DAMARIO, 1969) was analysed with the object of providing a simple method for mapping areas with aptitude for commercial development of the crop trees. Thermographs from 12 agrometeorological stations located at altitudes varying from 25 to 1000 meters above sea level and corresponding to the period 1964-1973 were analysed. The number of hours with temperatures below 7 and 13°C, obtained from the diagrams, were correlated with the mean temperature of July, the coldest month, with correlation coeficients equal to -0.88 and -0.93, respectively. Regression equations, were used for mapping the isolines of "dormancy units" for both base temperatures. It was shown that the total period with temperature below 7°C is variable from 20 to more than 200 hours as the altitude increases. A good agreement between commercial exploitation of the crops and the chilling period was also observed.