1. O documento discute a produção vegetal, incluindo os objetivos da produção como segurança alimentar e nutrição, assim como os sistemas de produção e o processo produtivo. 2. É explicado que a agricultura objetiva principalmente a produção de alimentos e fibras, enquanto a agronomia estuda os princípios ecológicos da produção vegetal. 3. Os principais tipos de produção vegetal são descritos, assim como as culturas, cadeias tróficas e fatores ambientais que influenciam a produção.

1. 27 de Novembro de 2015| Instituto Superior de Agronomia
Agronomia da produção
vegetal
Pedro Aguiar Pinto | Secção de Agricultura

2. Sumário 2
1. Produção vegetal
2. Cultura
3. Objectivos da produção
4. Sistemas de produção
5. Processo produtivo
6. Progresso técnico-científico
7. Procura de equilíbrio
8. Produtos vegetais

3. 2 | 3
1. Produção vegetal

4. 1. Produção vegetal 4
1. Produção vegetal
– Vegetal
• Vegetābilis – (lat.) capaz de viver e crescer
– Produção
• Prōductiōn – (lat.) aumento de comprimento
– Cultura
• Cultūra – (lat.) lavrar, terra que é lavrada

5. Ervas com semente | 5
(depois de ter criado o homem e a mulher)…
Abençoando-os Deus disse-lhes:
“Também vos dou todas as ervas com semente que existem
sobre a superfície da terra, assim como todas as árvores de
fruto com semente, para que vos sirvam de alimento. E a
todos os animais da terra, a todas as aves dos céus e a todos
os seres vivos que existem e se movem sobre a terra,
igualmente dou por alimento toda a erva verde que a terra
produzir”
Deus vendo toda a sua obra considerou-a muito boa. Foi o
sexto dia.
Gen 1, 29-31

6. Produção | 6
(depois da desobediência)…
Deus disse ao homem:
…maldita seja a terra por tua causa.
E dela só arrancarás alimento à custa de penoso trabalho, todos
os dias da tua vida.
Produzir-te-á espinhos e abrolhos, e comerás a erva dos
campos.
Comerás o pão com o suor do teu rosto,….
Gen 3, 17-19

7. Trabalho | 7
van Gogh, The End of the Day (after Millet), November 1889. Oil on canvas, 72 x 94 cm. Menard Art Museum, Komaki.

8. Agricultura e Agronomia | 8
Agricultura e Agronomia
Agricultura
As culturas que se praticam
e o modo como são
cultivadas são decisões
humanas, dependendo
também da utilidade dos
produtos, custos de
produção e risco
envolvido
Objectivo principal:
produção de alimentos e
fibra
Agronomia
A produção de materiais
orgânicos nos campos
agrícolas depende das
capacidades fisiológicas
das plantas e animais e
do ambiente em que
crescem. Estas matérias
são sujeito de análises
ecológicas, baseadas em
princípios biológicos,
químicos e físicos.

9. Principais produções vegetais | 9
• Ervas com semente
• Árvores de fruto com
semente
• Erva verde
• Grãos
• Cereais
• Leguminosas para
grão
• Árvores de fruto com
semente
• Pomóideas
• Citrinos
• Vinha
• Olival
• Hortaliças
• Forragens e pastagens

10. 2 | 10
2. Cultura

11. 2. Cultura | 11
2. Cultura
– Propriedades
• Homogeneidade
• Reduzida competição intra-específica
• Elevada competição entre espécies
• Risco

12. O modelo de cultura | 12
O modelo de cultura
(surge como conceito a partir da observação de herbáceas anuais
determinadas)
Conjunto de indivíduos idênticos
- de uma única população
- da mesma idade
e, portanto, com grande uniformidade,
suportando um elevado grau de
competição / interferência intraespecífica

13. O modelo de cultura | 13

14. Redução do risco em olival| 14
Texto
Texto
A competição é adaptada aos recursos disponíveis

15. Eliminação da competição| 15
Texto
Texto

16. Fluxo de energia num ecossistema natural | 16
Solo
Ambiente aéreo
Animais
Senescência
Produtos
vegetais
Produtos
animais
Plantas
Dejecções
Radiação
solar
Reflexão
Metano

17. Subsídio de energia
Solo
Ambiente aéreo
Animais
Senescência, doenças e pragas
Produtos
vegetais
Produtos
animais
Dejecções
Radiação
solar
Reflexão
Metano
Processamento
Conservação
Colheita
Máquinas
Pesticidas
Irrigação
Fertilização
Combustível
Exportação
Cultura
Fluxo de energia num ecossistema agrícola | 17

18. 2 | 18
3. Objectivos da produção

19. 3. Objectivos da produção | 19
3. Objetivos da produção
– Segurança alimentar
• Food safety
• Food security
– Alimentação
» Suficiência
– Desperdício

20. Segurança alimentar | 20
Food security refers to the availability of food
and one's access to it
Food safety is a scientific discipline
describing handling, preparation, and
storage of food in ways that prevent
foodborne illness.

21. População mundial | 21
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
1920 1940 1960 1980 2000
World 7,287,608,500
121:50UTC Nov 26, 2015
http://www.census.gov/#
1,1%.ano-1

22. Requisitos alimentares | 22
Requisitos alimentares (RDA’s)
• Diários
– Energia: 10,5 MJ
(2500 kcal)
energia digestível
– Proteína:
50 g prot. dig.
(8g N = 50/6,25)
• Anuais
– Energia:
• 3,8 GJ.ano-1
– Proteína:
• 18,2 kg.ano-1
(2,9 kg N)
O arroz - o cereal mais pobre em proteína - tem 8% de proteína.
224 kg de matéria seca digestível de arroz cobrem as necessidades
energéticas e têm aproximadamente 17,9 kg de proteína, ligeiramente menos
que o requisito anual per capita.

23. Produção de alimentos| 23
Cereais
48%
Raízes e tubérculos
4%
Leguminosas
8%
Oleaginosas
6%
Outras
34%
Cultura Área Produção Produtividade
Energia
bruta
Capacidade
sustentação
População
potencial
(x1000 ha) (*1 000 t) (kg/ha) MJ/ha (pessoas/ha) (x 1 000 000)
Trigo 214886 585145 2723 69534 18 3 932
Arroz 155736 602266 3867 87768 23 3 597
Milho 139173 604572 4344 75905 20 2 780
Cevada 55570 129408 2329 59274 16 867
Sorgo 42373 60274 1422 22370 6 249
Milho painço 36113 26952 746 13041 3 124
Aveia 14381 24480 1702 38995 10 148
Batata 19150 305147 15935 102080 27 514
Mandioca 16638 168339 10118 58335 15 255
Produção de alimentos (1999)

24. Produção de alimentos| 24
Cereais
48%
Raízes e tubérculos
4%
Leguminosas
8%
Oleaginosas
6%
Outras
34%
Cultura Área Produção Produtividade
Energia
bruta
Capacidade
sustentação
População
potencial
(x1000 ha) (*1 000 t) (kg/ha) MJ/ha (pessoas/ha) (x 1 000 000)
Trigo 461 585145 2723 69534 18 3 932
Arroz 155736 602266 3867 87768 23 3 597
Milho 139173 604572 4344 75905 20 2 780
Cevada 55570 129408 2329 59274 16 867
Sorgo 42373 60274 1422 22370 6 249
Milho painço 36113 26952 746 13041 3 124
Aveia 14381 24480 1702 38995 10 148
Batata 19150 305147 15935 102080 27 514
Mandioca 16638 168339 10118 58335 15 255
Produção de alimentos (2013)
218461
164722 745700
713183 3265
4527
83362 4 792
102742
22
27 4 454
20%
17%

25. Composição da dieta alimentar humana à escala mundial | 25
Arroz
21%
Trigo
20%
Milho
5%
Outros cereais
10%
Mandioca
2%
Açúcar
7%
Gorduras e óleos
9%
Frutos e hortícolas
10%
Carne e peixe
11%
Batatas e inhame
5%

26. Fome longe | 26

27. Fome perto | 27
Jornal de Notícias, 28.Set.2010

28. Conservação da produção vegetal | 28

29. Zero desperdício
Expresso, 21 Nov 2015

30. Conservação da produção vegetal | 30
Dimensão do desperdício alimentar
• 100 000 000 t / ano UE
• 500 000 000 habitantes (UE)
• 500 kg / habitante
• 1,4 kg/habitante /dia

31. 2 | 31
4. Sistemas de produção

32. 4. Sistemas de produção | 32
4. Sistemas de produção
– Cadeias tróficas
• Dependência ambiental
– Zonas agro-climáticas
– Solo, nutrientes, sementes e propágulos

33. Teia trófica| 33
Produtores
primários
Consumidores
secundários
Consumidores
primários
A situação torna-se mais
complexa quando outras
populações são
consideradas na
comunidade "LUZERNA":
LUZERNA INFESTANTES
AFÍDEOS GAFANHOTOS COELHOS
LEITE
FAISÕES
RAPOSAS
DECOMPOSITORES
HOMEMPARDAIS
CARNE
VACAS
LUZERNA VACA HOMEM
Produtor primário Consumidor primário
Produtor secundário
Uma cadeia trófica num
sistema agrícola
simples:

34. Cadeias tróficas básicas em Agricultura | 34
Adaptado de Loomis e Connor (1992)
Cultura Cultura Pastagem Cultura Pastagem
Homem
Animal Animal Animal
Homem Homem Homem
18
(trigo)
4
(milho-porco)
7
(leite)
Capacidade de sustentação (pessoas/ha)
Tipo 1 Tipo 2 Tipo3 Tipo 4

35. Sistema do tipo 1 | 35
Cultura
Homem
Sistema do tipo 3 | 35

36. Sistema do tipo 3 | 36
Pastagem
Animal
Homem

37. Produtividade primária líquida mundial | 37

38. Distribuição climática de Koppen| 38

39. Distribuição de organismos | 39
Distribuição de organismos ao longo de um gradiente físico
Zona de
intolerânci
a
Espécie
ausente
Baixa
população
Baixa
população
Zona de
stress
fisiológico
Zona de
stress
fisiológico
Zona de
intolerânci
a
Espécie
ausente
Baixo AltoGradiente
Intervalo
óptimo
Limite superior
de tolerância
Limite inferior
de tolerância
PopulaçãoBaixoAlto
Áreademaiorabundância

40. Regulação térmica | 40
• Homeotermia
– Capacidade de manter uma
temperatura corporal constante,
face a temperaturas ambientais
flutuantes
• Poiquilotermia
– Incapacidade de regular a
temperatura corporal

41. Biomas | 41

42. Corn Belt | 42

43. Nicho ecológico| 43
• O conceito de nicho
ecológico (G. E. Hutchinson)
– Hipervolume de n-
dimensões
• cada variável ambiental é
representada numa
dimensão
– nicho fundamental
• definido pelos níveis de
tolerância
– nicho realizado
• subconjunto de condições
toleradas realmente
ocupadas pelo organismo

44. Abundância relativa de nutrientes| 44
46
0,03
0,13
0,09
28
25
0,009
74
11
10
2,2
0,5
2,6
0,2
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Oxigénio
Carbono
Hidrogénio
Azoto
Silício
Outros elementos
Fósforo
Abundância relativa de elementos (%)
Na terra e na atmosfera Nos organismos vivos
Escala logarítmica

45. Perfil do solo | 45
• Horizontes
– O horizonte superficial. Folhada
e húmus
– A horizonte mineral de
acumulação de matéria orgânica
– B horizonte de acumulação de
argila, ferro ou alumínio
(avermelhado por oxidação do
Fe)
– C horizonte pouco meteorizado
– R rocha mãe

46. Carta de solos de Portugal | 46

47. Carta de capacidade de uso do solo| 47

48. Semente | 48

49. Sementeira | 49

50. Abrolhamento | 50

51. Crescimento vegetal | 51
N, P, K, etc.
Superfície
do solo
Balanço da radiação
líquida e visível
Trocas de
CO2 e H2O
Perda de água
Temperaturadoar
H2O
Temperaturadosolo

52. 2 | 52
5. Processo produtivo

53. 5. Processo produtivo | 53
5. Processo produtivo
• “Harvesting the sun”
• Do sol ao alimento

54. Energia solar | 54
• Constante solar
– O sol irradia aprox. 56x1026 cal.min-1
– A energia incidente por unidade de
área
numa superfície esférica de raio
1,5x1013cm (a distância média
da terra ao sol) é
56x1026 / 4π(1,5x1013cm)2
= 1.9806 cal.cm-2. min-1

55. Inclinação do ângulo de incidência | 55
• Inclinação do ângulo de incidência
– Tempo
• hora do dia
– nascer e pôr do sol
» Movimento de rotação da terra
• dia do ano
– Estações do ano
» Inclinação da eclíptica
– Espaço
• Localização geográfica
– Latitude
– Declive da superfície
– Exposição da encosta

56. Espectro de radiação solar | 56

57. Influência da inclinação e exposição da superfície | 57

58. Diferentes arquitecturas | 58

59. 3 sistemas fotossintéticos | 59
• Ciclo de Benson-Calvin (C3)
– Ácido fosfo-glicérico (C3) + CO2
– Ribulose-bifosfato carboxilase (Rubisco)
– Fotorespiração:
• luz, O2, baixo CO2
• Fotossíntese em C4
– Ácido fosfo-enol-pirúvico
– PEP carboxilase
– Separação espacial entre a redução de carbono e o ciclo C3
• adaptação anatómica (fixação de CO2 nas células do mesófilo)
• Plantas CAM (Metabolismo Ácido das Crassuláceas)
– Separação temporal entre a redução de carbono e o ciclo C3
– Em condições de secura o CO2 é fixado em ácidos C4 durante a noite e
libertado durante o dia, com os estomas fechados para o ciclo C3.

60. Síntese do processo central da fotossíntese | 60
• 2H2O -----> 4e- + 4H+ + O2
– reacção luminosa (fotólise da água)
• CO2 + 4e- + 4H+ -----> (CH2O) + H2O
– reacção não-luminosa (redução de C)
• o substracto pode ser outro.

61. Respiração | 61
• C6H12O6 + 6 O2 -----> 6 CO2 + 6 H2O + 24 e-
• 24 e- -----> 36 ATP ou 12 NADH2
• Glucose
– fornece energia para crescimento e manutenção
• Respiração = Respiração manutenção + Respiração crescimento
– fornece matéria prima (C) para a construção dos diferentes
compostos
– Combustão controlada enzimaticamente produz 24 e- que
podem ser usados para produção de energia (36ATP) ou
poder redutor (12NADH2)

62. Valor do produto | 62
Composto Valor do Produto
Amido, celulose 0.83
Proteína (a partir de NO3-) 0.40
Proteína (a partir de NH4+) 0.62
Lípido 0.33
Ácidos orgânicos 1.10
Valor do produto = massa do produto / massa de glucose

63. Índice de colheita | 63
• Harvest Index (HI) (Índice de colheita)
– Fracção de biomassa que constitui a produção
economicamente útil.
– Cultura: Trigo
• Grão: 3000 kg/ha
• Palha: 4500 kg/ha (folhas e caules)
• Total: 7500 kg/ha)
• HI = 3000 / (3000+4500) = 0,4

64. Fluxo de energia na produção de uma cultura | 64
Fotossíntese
bruta (66)
Utilizada
pela
cultura
(652)
Radiação
fotossinteticamente
activa
(837)
Energia radiante
disponível
(1674)
Fotossíntese
líquida
(44)
50% 78% 10% 66%
2,6%
108J.ha-1.dia-1

65. 2 | 65
6. Progresso técnico-científico

66. 6. Progresso técnico-científico| 66
6. Progresso técnico-científico
• Produtividade
• Genética
• Nutrição vegetal
• Protecção de plantas
• Trabalho
• Riscos

67. França
México
Formosa
Ceilão
IndonésiaTailândia
Índia
Filipinas
Itália
USA
Canadá
URSS
AustráliaPaquistão
Índia
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Anos
Produção(t/ha)
Arroz, Japão
Trigo, Reino Unido
Evolução histórica da
produtividade do arroz, no
Japão e do trigo, no Reino
Unido.
Outras produtividades
nacionais referentes a 1968
(Evans, 1982)
Actualização de alguns casos
a 1999 (FAO, 2000)
Evolução histórica da produtividade | 67
Japão, 99
Tailândia, 99
Reino Unido, 99
França, 99
URSS, 99

68. Evolução da produtividade média mais elevada | 68
1961 1970 1980 1990 2000
Arroz
6357
Espanha
6227
Austrália
6333
Espanha
8838
Austrália
9102
Egipto
Milho
4673
Suiça
7247
N.
Zelândia
8076
N.
Zelândia
13793
Israel
14564
Jordânia
Trigo
4121
Dinamarca
4546
Holanda
6202
Holanda
8531
Irlanda
8398
Holanda
Soja
2103
Canadá
2085
Canadá
2640
Itália
3359
Itália
3579
Itália
Cana de
Açúcar
154492
Peru
141578
Peru
121118
Quénia
117301
Quénia
119572
Peru
Batata
28040
Holanda
31500
Suiça
36924
Bel-Lux
40206
Holanda
46458
Holanda

69. Como é que a produtividade aumentou assim? | 69
58
47
21
8
8
5
-23
-8
-7
-8
-28
-40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70
Introdução de cultivares melhoradas
Acréscimo de aplicação de fertilizantes comerciais
Redução da aplicação de estrumes e matéria orgânica
Aumento do controlo de doenças e paragas
Melhoria da determinação da data de sementeira
Melhoria do arranjo espacial das plantas
Agravamento dos problemas de erosão
Alteração de sequências culturais (Intensificação)
Acréscimo de mecanização da cultura
Aparecimento de novas doenças e pragas
Outros factores negativos não identificados
Genética e Melhoramento
Química
Fitopatologia
Fisiologia
Climatologia
Mecânica
Impacto percentual de factores tecnológicos, culturais
e de gestão na duplicação da produtividade do milho.
(Minnesota, 1930-79) . Adaptado de Stoskopf (1984)

70. Evolução tecnológica | 70
A “Revolução Verde”
Irrigação de alto rendimento
Agroquímicos
Mecanização

71. Cultivares antigas e recentes | 71

72. Ideótipo | 72
• Comparação entre um
trigo corrente (a) e o
ideótipo de trigo de C.
M. Donald (1968) (b)
para cultura com
povoamentos densos e
recursos do solo não
limitantes:
• - palha baixa e
resistente, um número
reduzido de folhas
erectas e uma espiga
longa
• - comportamento não
competitivo, alto índice
de colheita e máximo
desempenho em
comunidade.

73. O trabalho do
solo | 73
O trabalho do campo

74. Penosidade do trabalho| 74
O trabalho do campo
pode ser harmonioso e
bucólico, mas também
é, seguramente, penoso
Paredes deCoura,
Mozelos. “Vezeiras
Oliveira, E.V et al.,
1983

75. Produtividade do trabalho | 75
Produtividade
38,00
2,50
0,17
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00
Homem com enxada
Parelha e charrua
Tractor e charrua de 2 ferros
Tempo (dias)
Produtividade 38,00 2,50 0,17
Homem com enxada Parelha e charrua Tractor e charrua de 2 ferros
Efeito da mecanização na produtividade do trabalho

76. Trabalho linear | 76
Execução das operações na folha de cultura

77. Trabalho em faixas paralelas | 77

78. Economias de escala | 78

79. Economias de escala | 79

80. A forma circular imposta pelas novas técnicas de irrigação | 80

81. Rega | 81

82. 2 | 82
7. Procura de equilíbrio

83. Procurando diversidade| 83

84. Monotonia e diversidade| 84
A diversidade vegetal
• Conssociações
• Pastagens biodiversas
• Rotações

85. Rotações | 85
S-C-L-C
1.º ano 2.º ano 3.º ano 4.º ano
Folha 1 Milho Trigo Fava Cevada
Folha 2 Trigo Fava Cevada Milho
Folha 3 Fava Cevada Milho Trigo
Folha 4 Cevada Milho Trigo Fava

86. Cultura em faixas | 86

87. Agroforestry | 87

88. 2 | 88
8. Produtos vegetais

89. Produtos vegetais | 89
Produtos vegetais
Grãos secos
Órgãos verdes
Outros Uvas, Azeitonas
Madeira, Cortiça,
Pinhas, Resina
Frutos
Hortaliças
Flores
Forragens
Verde
Feno
Silagem
Desidratada

90. Conservação de cereais | 90

91. Colheita de couves | 91

92. Vindima mecânica | 92

93. Descortiçamento | 93