Can Brazil produce enough rice to meet demand in 2028?

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X42318

Keywords:

Oryza sativa, Yield gap, Food security

Abstract

The objectives of the study were estimate the additional yield that may be achieved by reducing the yield gap in actual rice area, evaluate if irrigated rice production meet future demand for rice without increase area and determine sowing date that allows maximum yield potential. The yield gap (Yg) was determined by the difference between yield potential (Yp) and actual yield (Ya). The Ya was obtained from surveys applied to the rice producers. The Ya was 51% of Yp, and the Yg was 49%. In a scenario of high demand, if the yields follow the historical rate of gain, the production should not be sufficient to meet projected demand without 6% expansion of the currently cultivated area, whereas for a scenario of low demand it should be sufficient. Moreover, for the low and high demand scenarios, if the national average yield reaches 80% of the rice Yp, a reduction until 29% in the current irrigated rice area can occur. Sowing between September and mid-November is a way of making it possible to obtain yields close to 80% of Yp without increasing production costs. This study can be used as an aid in the search for world food security.

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Author Biographies

Isabela Bulegon Pilecco, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

É acadêmica do curso de Agronomia na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), onde participou como voluntária de iniciação científica do Núcleo Integrado de Desenvolvimento em Análises Laboratoriais - NIDAL, bem como do Departamento de Educação Agrícola e Extensão Rural. Atualmente é bolsista de iniciação científica do Grupo de Agrometeorologia/UFSM e da Equipe FieldCrops do Departamento de Fitotecnia, sob orientação dos Professores Dr. Nereu Augusto Streck e Dr. Alencar Júnior Zanon. Realizou o estágio de conclusão de curso no Escritório Municipal de Criciúma da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catariana (Epagri).

Michel Rocha da Silva, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Técnico em Informática pela URI - Campus Santo Ângelo em 2008. Graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) em 2013 com período de intercâmbio no Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria em Rafaela - Argentina. Mestrado em Agronomia pela UFSM em 2015. Trabalhou como Extensionista Rural na Emater-RS/ASCAR de 2014 a 2017, onde desempenhou atividades nas áreas de uso e manejo de forrageiras, bovinocultura de leite, manejo de culturas anuais como soja, milho e trigo, uso manejo e conservação de solos, além de elaborar projetos de irrigação para pequenos produtores na região das Missões - RS. Tem experiência nas áreas de Extensão Rural e Agronomia, com ênfase em Agrometeorologia, Ecofisiologia Vegetal e Modelagem Agrícola. Atualmente cursa Doutorado pela UFSM, com período de sanduíche na University of Nebraska - Lincoln - USA. Faz parte da Equipe FieldCrops, que desenvolve atividades de pesquisa e extensão a âmbito internacional, principalmente com as culturas do arroz irrigado, soja e milho, através da agricultura de sistemas.

Giovana Ghisleni Ribas, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (2012). Ápos finalizar a graduação realizou estágio em Marshall, Missouri, Estados Unidos da América (EUA) (12 meses -2013). Mestrado em Engenharia Agrícola (Agrometeorologia) pela Universidade Federal de Santa Maria (2015) e doutorado em Engenharia Agrícola (Agrometeorologia) pela Universidade Federal de Santa Maria e University of Nebraska, Lincoln, EUA (2019). Durante o doutoramento realizou pesquisas com foco em potencial e lacunas de produtividade de culturas agrícolas na University of Nebraska - Lincoln, Estados Unidos. Tem experiência na área de Agronomia e Engenharia Agrícola, com ênfase em Potencial e lacunas de produtividade de culturas agrícolas e Eficiência no uso de recursos. É colaboradora do Projeto Global Yield Gap and Water Productivity Atlas (GYGA).Foi professora substituta na disciplina de Agrometeorologia na UFSM (2019).Tem proferido palestras em instituições de pesquisa e de extensão no Brasil, Estados Unidos e China sobre Potencial e lacunas de produtividade de culturas agrícolas e eficiência no uso de recursos. Integrante da Equipes FieldCrops da UFSM que realizam extensão junto a produtores rurais no Brasil, Uruguai e Argentina e realizam pesquisa a partir de demandas do produtor com base em Agricultura de Processos visando o máximo lucro do produtor com o mínimo impacto ambiental.

Ary Jose Duarte Junior, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Atualmente é aluno de Mestrado em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Formou-se em Agronomia pela UFSM e realizou o estágio profissional em agronomia no International Rice Research Institute (IRRI) em Los Baños, Philippines, onde realizou pesquisa na área de impacto sustentável e lacunas de produtividade de arroz do Sudeste Asiático em 2019. Durante a graduação, foi bolsista FIT-BIT em 2014 e 2018, monitor da disciplina Ecologia Agrícola em 2015 e 2016, e bolsista PIBIC/CNPq em 2018. Em 2017 realizou intercâmbio agrícola em Lawton, Dakota do Norte, Estados Unidos, (EUA), trabalhando com a cultura da soja e trigo de primavera. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em agrometeorologia, odelagem de culturas e manejo de culturas, atuando principalmente no seguinte tema: potencial, lacunas e previsão de produtividade de arroz irrigado e soja.

Nereu Augusto Streck, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (1990), mestrado em Agronomia (Agrometeorologia) pela Universidade Federal de Santa Maria (1994) e PhD em Agronomy (Agricultural Meteorology) pela University of Nebraska - Lincoln, USA (2002). Atualmente é Professor Titular na Universidade Federal de Santa Maria, Departamento de Fitotecnia. Tem experiência nas áreas de Agronomia e Engenharia Agrícola, com ênfase em Agrometeorologia, atuando principalmente nos seguintes temas: Modelagem em Agroecossistemas, Riscos climáticos para a agricultura, Impacto da Mudança Climática sobre Agroecossistemas, Fenologia Agrícola e Resposta dos cultivos à deficiencia hídrica no solo. É consultor AdHoc em revistas nacionais e internacionais na área de Agrometeorologia, Climatologia Agrícola, Engenharia Agricola, Engenharia de Água e Solo, Modelagem das Culturas Agrícolas, Fitotecnia e Ecofisiologia Vegetal. É membro da Rede Clima FAPERGS. É orientador em nível de Doutorado e Mestrado desde 2003 no Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola (PPGEA) e no Programa de Pós-graduação em Agronomia (PPGAgro) da UFSM e é colaborador no Programa de Pós-graduação em Meteorologia (PPGMET) da UFSM. Em maio de 2011 foi Coordenador Pró-Tempore do PPGEA da UFSM, Conceito 4 na CAPES e de maio de 2013 a maio de 2015 foi Vice-Coordenador deste PPGEA/UFSM. Desde 01 de junho de 2015 até 01 de outubro de 2019 foi o Coordenador do PPGEA/UFSM. É Coordenador do Grupo de Pesquisa em Mudança Climática na Agricultura no Setor de Agrometeorologia da UFSM. Também orienta alunos de ensino médio do Colégio Politécnico da UFSM na modalidade de Iniciação Científica Junior (PIBIC-EM) e de alunos de graduação dos cursos de Agronomia, Engenharia Florestal e Meteorologia da UFSM na modalidade de iniciação Científica (BIC/CNPq, PIBIC/CNPq/UFSM e PROBIC/FAPERGS/CNPq), de Estágio Supervisionado e de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC). É Supervisor/Tutor de pesquisadores em Estágio Pós-doutoral no PPG Agronomia/UFSM. Tem proferido palestras em diversas instituições de pesquisa e de extensão do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina no tema Mudança Climática Aplicada à Agricultura. É o coordenador e responsável pelo desenvolvimento e manutenção dos softwares SimulArroz (www.ufsm.br/simularroz), Simanihot (www.ufsm.br/simanihot) e PhenoGlad (www.ufsm.br/phenoglad). Integrante das Equipes FieldCrops, Simanihot e PhenoGlad, que realizam extensão junto a produtores rurais em vários estados do Brasil e realizam pesquisa a partir de demandas do produtor com base em Agricultura de Processos visando o máximo lucro do produtor com o mínimo impacto ambiental.

Alencar Junior Zanon, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) e Universidad Nacional de Córdoba, Argentina (2009). Doutorado em Agronomia pela UFSM e University of Nebraska - Lincoln, Estados Unidos (2015). Foi extensionista rural de nível superior na EMATER/RS-ASCAR de 2011 a 2013. Foi pesquisador do Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA) e Coordenador do Programa de Pesquisa em Agronomia da Estação Experimental do Arroz do IRGA de 2014 a 2016. Foi Professor do Curso de Agronomia da Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), campus Itaqui em 2016. Atualmente é Professor Adjunto no Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria e Professor Visitante na Universidad Nacional de Entre Ríos, Argentina. Desde outubro de 2019 é o Coordenador do Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola (PPGEA) na UFSM. Tem experiência na área de Agronomia e Engenharia Agrícola, com ênfase em Potencial e lacunas de produtividade de culturas agrícolas e Eficiência no uso de recursos. É colaborador do Projeto Global Yield Gap and Water Productivity Atlas (GYGA). É orientador em nível de Mestrado no PPGEA e no Programa de Pós-graduação em Agronomia (PPGAgro) da UFSM. Também orienta alunos de ensino médio na modalidade de Iniciação Científica Junior e alunos de graduação do curso de Agronomia da UFSM na modalidade de Iniciação Científica, de Inovação Tecnológica, de Estágio Supervisionado e de Trabalho de Conclusão de Curso. Tem proferido palestras em diversas instituições de pesquisa e de extensão no Brasil, Uruguai, Argentina, Estados Unidos e China sobre Potencial e lacunas de produtividade de culturas agrícolas e eficiência no uso de recursos. Integrante das Equipes FieldCrops e Simanihot que realizam extensão junto a produtores rurais no Brasil, Uruguai e Argentina e realizam pesquisa a partir de demandas do produtor com base em Agricultura de Processos visando o máximo lucro do produtor com o mínimo impacto ambiental.

References

BURNEY J, DAVIS SJ, LOBELL DB. Greenhouse gas mitigation by agricultural intensification. Proceedings of the National Academy of Science. 2017; 107:12052–12057. DOI: 10.1073/pnas.0914216107.

CASSMAN KG. Ecological intensification of cereal production systems: Yield potential, soil quality, and precision agriculture. PNAS. 1999: 96:5952-5959. DOI: 10.1073/pnas.96.11.5952.

CASSMAN KG, DOBERMANN A, WALTERS DT, YANG H. Meeting cereal demand while protecting natural resources and improving environmental quality. Annual Review Environmental Resources. 2003; 28:315–358. DOI: 10.1146/annurev.energy.28.040202.122858.

COMMISSION ÉCONOMIQUE DES NATIONS UNIES POUR L’AFRIQUE. Profil démographique de l’Afrique. Addis-Abeba, Éthiopie: UNECA, 2016. 78p. ISBN: 978-99944-68-07-2.

COMPANHIA NACIONAL DO ABASTECIMENTO [Internet]. [cited 2018 March 06]. Perspectivas para a agropecuária. 2015. Available from: www.conab.gov.br.

COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO. Acompanhamento da safra brasileira de grãos. Brasília: CONAB, 2020, v7, n4. 104 p. ISSN: 2318-6852.

EVANS LT. Crop evolution, adaptation, and yield. Cambridge: Cambridge University Press; 1993. 500p.

FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS. O estado de segurança alimentar e nutricional no Brasil. – Um retrato multidimensional. Brasília: FAO, 2014. 90p.

FEDERAÇÃO DAS INDÚSTRIAS DO ESTADO DE SÃO PAULO. Outlook Fiesp 2028: projeções para o agronegócio brasileiro. São Paulo: FIESP, 2018. 86p. ISBN: 978-85-7201035-1.

FREITAS TFS, SILVA PRF, MARIOT CHP, MENEZES VG, ANGHINONI I, BREDEMEIER C et al. Grain yield and efficiency of broadcast nitrogen in flooded rice planted in distinct periods in Rio Grande do Sul state, Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo. 2008; 32:2397-2405. DOI: 10.1590/S0100-06832008000600018.

GRASSINI P, ESKRIDGE KM, CASSMAN KG. Distinguishing between yield advances and yield plateaus in historical crop production trends. Nature Communications. 2013; 4:2918. DOI: 10.1038/ncomms3918.

GLOBAL YIELD GAP ANALYSIS [Internet]. 2019. [cited 2019 April 16]. Available from: http://www.yieldgap.org

INSTITUTO RIO GRANDENSE DO ARROZ [Internet]. 2019. [cited 2019 November 08]. Available from: https://irga.rs.gov.br/.

KONING N, VAN ITTERSUM MK. Will the world have enought to eat? Current Opinion in Environmental Sustainability. 2009; 1:77-82. DOI: 10.1016/j.cosust.2009.07.005.

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Projeções do agronegócio Brasil 2017/18 a 2027/28, projeções de longo prazo. Brasília: MAPA - Secretaria de Política Agrícola, 2018. 112p. ISBN 978-85-7991-116-3

MARIN FR, MARTHA GB, CASSMAN KG, GRASSINI P. Prospects for Increasing Sugarcane and Bioethanol Productionon Existing Crop Area in Brazil. BioScience. 2016a; 66:307-316. DOI: 10.1093/biosci/biw009.

MARIN FR, PILAU FG, SPOLADOR HFS, OTTO R, PEDREIRA CGS. Sustainable intensification of Brazilian agriculture: scenarios for 2050. Revista de Política Agrícola. 2016b; 25:108-124.

MATZENAUER, R; RADIN, B; ALMEIDA, IR (Ed.). Atlas Climático: Rio Grande do Sul. Porto Alegre: Secretaria da Agricultura Pecuária e Agronegócio; Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária (FEPAGRO), 2011.

RIBAS, GG. IMPROVING THE SIMULATION OF RICE PRODUCTIVITY IN RIO GRANDE DO SUL BY INTRODUCING HYBRIDS IN THE SIMULARROZ MODEL. 2016. 58 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016.

ROSA HT, WALTER LC, STRECK NA, CARLI C, RIBAS GG, MARCHESAN E. Simulation of rice growth and yield in Rio Grande do Sul with the SimulArroz. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 2015; 19:1159–1165. DOI: 10.1590/1807-1929/agriambi.v19n12p1159-1165.

SANTOS AB, COSTA JD. Behaviour of upland rice varieties at diferente plant densities, under and without supplemental irrigation. Scientia Agricola. 1995; 52:1-8. DOI: 10.1590/S0103-90161995000100002.

SLATON NA, LINSCOMBE SD, NORMAN RJ, GBUR EE. Seeding date effect on Rice grain yield in Arkansas and Louisiana. Agronomy jornal. 2003; 95:218-223. DOI: 10.2134/agronj2003.2180.

STRASSBURG BBN, LATAWIEC AE, BARIONI LG, NOBRE CA, SILVA VP, VALENTIM JF, et al. hen enough should be enough: Improving the use of current agricultural lands could meet production demands and spare natural habitats in Brazil. Global Environmental Change. 2014; 28:84–97. DOI: 10.1016/j.gloenvcha.2014.06.001.

STRECK NA, CHARÃO AS, WALTER LC, ROSA HT, BENEDETTI RR, MARCHESAN E, et al. SimulArroz: um aplicativo para estimar a produtividade de arroz no Rio Grande do Sul. In: VIII Congresso Sul Brasileiro de Arroz Irrigado; 2013; Santa Maria. p.1618 1627.

TIMSINA J, WOLF J, GUILPART N, VAN BUSSEL LGJ, GRASSINI P, VAN WART J, et al. Can Bangladesh produce enough cereals to meet future demand? Agricultural Systems. 2016; 163:36-44. DOI: 10.1016/j.agsy.2016.11.003.

VAN ITTERSUM MK, VAN BUSSEL LGJ, WOLF J, GRASSINI P, VAN WART J, CLAESSENS NGL, et al. Can sub-Saharan Africa feed itself? Proceedings of the National Academy of Science. 2016;113(52):14964-14969.DOI: 10.1073/pnas.1610359113.

VAN OORT PAJ, SAITO K, TANAKA A, AMOVIN-ASSAGBA E, VAN BUSSEL LGJ, VAN WART J, et al. Assessment of rice self-sufficiency in 2025 in eight African countries. Global Food Security. 2015; 5:39-49. DOI: 10.1016/j.gfs.2015.01.002.

VAN WART J, KERSEBAUM C, PENG S, MILNER M, CASSMAN KG. Estimating crop yield potential at regional to national scales. Field CropsResearch. 2013; 143:34–43. DOI: 10.1016/j.fcr.2012.11.018.

UNITED NATIONS POPULATION FUND [Internet]. [cited 2018 April 02]. Available from: www.unfpa.org/world-population-trends.

USDA/FAZ [Internet]. Grain: world markets and trade. [cited 2018 November 11]. Available from: https://apps.fas.usda.gov/psdonline/circulars/grain.pdf.

WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION. Guide to Agricultural Meteorological Practices. Geneva: World Meteorological Organization; 2012. 799p.

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Published

2020-02-17 — Updated on 2022-04-22

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Pilecco, I. B., Silva, M. R. da, Ribas, G. G., Junior, A. J. D., Streck, N. A., & Zanon, A. J. (2022). Can Brazil produce enough rice to meet demand in 2028?. Ciência E Natura, 42, e33. https://doi.org/10.5902/2179460X42318 (Original work published February 17, 2020)

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Vol. 42 (2020): 40 YEARS - Anniversary Edition

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