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Nota Técnica de Portfólio de Projetos

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Portfólios

MUDANÇAS CLIMÁTICAS E AGRICULTURA TROPICAL: IMPACTOS, MITIGAÇÃO E

ADAPTAÇÃO ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NO AGRONEGÓCIO BRASILEIRO .................... 3

COMITÊ GESTOR DO PORTFÓLIO DE MONITORAMENTO DA DINÂMICA DE USO E

COBERTURA DA TERRA NO TERRITÓRIO NACIONAL ........................................................... 9

PORTFÓLIO DE PROJETOS EM SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE BASE ECOLÓGICA ........ 14

PORTFÓLIO DE CONTROLE BIOLÓGICO ............................................................................... 20

PORTFOLIO DE PROJETOS EM RECURSOS FLORESTAIS NATIVOS ................................. 27

PORTFÓLIO DE PROJETOS EM FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO ........................... 37

PORTFÓLIO DE PROJETOS EM INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA-FLORESTA ........... 43

PORTFÓLIO DE PROJETOS EM SANIDADE ANIMAL ............................................................. 50

PORTFÓLIO DE PROJETOS EM AQUICULTURA .................................................................... 60

PORTFÓLIO EM PESQUISA, DESENVOLVIMENTO, INOVAÇÃO E TRANSFERÊNCIA DE

TECNOLOGIA (PDI&TT) EM PALMA DE ÓLEO ........................................................................ 66

PORTFÓLIO DE PROJETOS EM QUÍMICA E TECNOLOGIA DA BIOMASSA ........................ 73

PORTFÓLIO AGRICULTURA IRRIGADA .................................................................................. 82

PORTFÓLIO DE AUTOMAÇÃO ................................................................................................. 88

SUPRIMENTO EFICIENTE DE NUTRIENTES PARA A AGRICULTURA BRASILEIRA ......... 100

PORTFÓLIO ALIMENTOS, NUTRIÇÃO E SAÚDE .................................................................. 110

PORTFÓLIO PARA SETOR AGROINDUSTRIAL-SUCRO-ALCOOLEIRO ENERGÉTICO

(SASE) ....................................................................................................................................... 117

PORTFÓLIO DE PROJETOS SOBRE ALIMENTOS SEGUROS ............................................ 132

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MUDANÇAS CLIMÁTICAS E AGRICULTURA TROPICAL: IMPACTOS,

MITIGAÇÃO E ADAPTAÇÃO ÀS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NO

AGRONEGÓCIO BRASILEIRO

As evidências de que ocorrerão mudanças climáticas globais

provocadas por ação antrópica, em função do aumento da concentração de

gases de efeito estufa (GEE) como o gás carbônico (CO2), o metano (CH4) e o

óxido nitroso (N2O), têm se apresentado cada vez mais consistente e aceitas

pela comunidade científica internacional.

Os modelos de previsão de mudanças climáticas do Centro de

Distribuição de Dados do IPCC apresentam resultados bastante variáveis

quanto ao comportamento da América do Sul, contudo todos prevêem aumento

de temperatura para todo o continente. Para a precipitação, porém, os modelos

são divergentes, apresentando tanto aumento, quanto diminuição, ou ainda

estabilidade das chuvas, não permitindo estabelecer cenários confiáveis para

alterações no ciclo hidrológico regional. Há também a previsão de maior

frequência de fenômenos extremos.

Essas mudanças afetam diretamente a agricultura, a pecuária e as áreas

florestais brasileiras. Nobre (2005) e Nobre et al. (2005) apresentam resultados

sobre o comportamento dos biomas brasileiros por meio da aplicação dos

cenários do IPCC no Modelo de Vegetação Potencial do CPTEC-INPE, onde

se percebe, em maior ou menor grau, a desertificação do semi-árido nordestino

e uma “savanização” da Amazônia, como se referem os autores. Embora a

valoração desses efeitos seja impraticável, já se antevê uma perda significativa

de biodiversidade pela dificuldade de adaptação dos biomas brasileiros a

mudanças climáticas da ordem de poucas décadas (Medlyn & McMurtrie,

2005). Alguns estudos simulando os impactos sobre a agricultura por meio de

modelos matemáticos foram apresentados por Siqueira et al. (2001) para trigo,

milho e soja, por Marengo (2001), Pinto et al. (2002) e Assad et al. (2004) para

café, por Nobre et al. (2005) para milho, feijão, arroz, soja e café e por Pinto et

al. (2008) para nove culturas brasileiras. Baseados em projeções de mudanças

climáticas regionalizadas realizadas por Marengo (2007), estes autores

estimam perdas de áreas potencialmente aptas provocadas pelo aumento da

temperatura, chegando, no cenário de maior aquecimento, a valores de

41%para a soja e 33% para o café. Cana-de-acúcar e mandioca, porém, teriam

aumento da área potencial de 118% e 21% para 2070, respectivamente. Além

desses, outros estudos contemplam efeitos sobre pragas, doenças, solos e

outros aspectos do sistema produtivo agrícola.

Aceita-se internacionalmente que os países subdesenvolvidos e em

desenvolvimento, onde se inclui o Brasil, tenham responsabilidades comuns

porém diferenciadas das dos países desenvolvidos e que têm direito a alcançar

seu pleno desenvolvimento. Porém, o modelo adotado para alcançá-lo precisa

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ser revistos e não deve repetir os mesmos caminhos percorridos pelos países

desenvolvidos o que agravaria o aquecimento global e outros impactos

ambientais negativos. Nesse sentido, enquanto nos países desenvolvidos as

emissões de GEE se concentram basicamente no setor industrial e no

consumo de combustíveis fósseis, no Brasil, as emissões a partir das

queimadas, desmatamento e conquista de novas terras são as mais

importantes, e colocam o País como um dos maiores emissores de GEE do

mundo (http://www.greenpeace.org.br/clima/filme/home/). Com a grande

redução do desmatamento observada nos últimos anos, vem se conseguindo

reduzir significativamente as emissões do país e, consequentemente, melhorar

bastante a posição brasileira nas negociações internacionais. Por outro lado, a

agropecuária brasileira passa a representar mais de 30% do total de emissões

de GEE do País, exigindo que se adotem medidas mitigadoras tão eficazes

quanto às adotadas para o desmatamento, de forma a, ao mesmo tempo em

que aumenta a eficiência da agricultura brasileira, reduzir as emissões do setor,

posicionando o país numa situação de destaque e respeito diante da

comunidade internacional pelo esforço de mitigação realizado e procurando

evitar qualquer exógena de controle de emissões ou de restrições de mercado.

A agropecuária brasileira é a maior responsável pelas emissões totais de

CH4 do País (71% em 2005), sendo a principal fonte, a fermentação entérica

(eructação) do rebanho de ruminantes, quase toda referente ao gado bovino, o

segundo maior rebanho do mundo. O cultivo do arroz tem importância reduzida

como fonte desse gás, e no ano de 2005 contribuiu com 3% das emissões

totais, seguido pela queima de resíduos agrícolas com 1%. Em relação às

emissões de N2O, a principal fonte são os dejetos de animais em pastagem,

novamente em função do grande rebanho de bovinos. Emissões de N2O

ocorrem, também, pela aplicação de esterco animal como fertilizante, pelo

nitrogênio proveniente de resíduos agrícolas e pela deposição atmosférica de

NOx e NH3. É importante ressaltar que o consumo de nitrogênio na forma de

fertilizante vem aumentando no País de forma linear, a uma taxa de 97,2 mil

toneladas de nitrogênio ao ano. Assim, é preciso avaliar os impactos negativos

e a intensidade de emissões dos sistemas produtivos agropecuários para

proporem-se novos modelos e medidas de mitigação e adaptação que

permitam ao país alcançar um desenvolvimento sustentável, o que inclui

assumir sua responsabilidade e a tomada de atitudes sobre a sua contribuição

para as mudanças climáticas globais.

Esse cenário se traduz em oportunidades para a atuação da Embrapa

visando uma agricultura mais sustentável e para evitar que o aquecimento

global e o consequente aumento da frequência de ocorrência de eventos

extremos comprometam significativamente a oferta de alimentos para a

população. A importância da produção agrícola, pecuária e florestal para a

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segurança alimentar e para a economia do país deve ser reforçada. A atividade

agrícola deve ser vista não como um mal necessário, mas como uma atividade

essencial para a sociedade e, por isso, é fundamental a atuação da Embrapa

no tema de Mudanças Climáticas. Essa atuação já vem sendo feita de forma

estruturada e estratégia há mais de cinco anos e se institucionaliza na forma do

Portfólio de Pesquisa em Mudanças Climáticas, cuja atuação pode ser

sintetizada em dois pontos específicos:

1. reunir demandas por conhecimentos e tecnologias e sintetizar os resultados

mais atuais das pesquisas relacionados às mudanças climáticas e gases de

efeito estufa, visando colaborar na definição de linhas estratégicas de atuação

da Embrapa no tema e munir os dirigentes da Empresa, ou seus

representantes, de informações em função de demandas e oportunidades

surgidas; e

2. nortear os editais para financiamento de projetos de pesquisa da Embrapa, e

também contribuir na indução de editais de outras fontes de financiamento de

forma a reverter em ações efetivas de pesquisas as demandas e oportunidades

no tema das mudanças climáticas e suas relações com a agricultura.

Neste sentido, além de diversos projetos nos demais macroprogramas (MP) da

Empresa, que seria impraticável listar aqui, o esse portfólio já conta com seis

projetos de âmbito nacional (MP1):

• SCAF – Simulação de cenários agrícolas futuros a partir de projeções

de mudanças climáticas regionalizadas;

• CLIMAPEST – Impacto das mudanças climáticas globais sobre

problemas fitossanitários;

• PECUS, FLUXUS e SALTUS – Três projetos sobre o balanço de

carbono em sistemas pecuários, graníferos e florestais,

respectivamente, e também de sistemas integrados onde se

determinam as emissões e o armazenamento de carbono nos

sistemas produtivos; e

• AGROHIDRO – Impacto das mudanças climáticas e uso agrícola das

terras sobre os recursos hídricos em busca de soluções para o uso

mais eficiente da água.

As ações desses projetos, porém, ainda necessitam ser complementadas

para responder a demandas de pesquisa e oportunidades de atuação da

Embrapa ainda não atacadas por eles. Focando essa complementação,

existem algumas linhas que o Comitê Gestor do Portfólio entende que devem

ser priorizadas pelo Sistema Embrapa de Gestão (SEG) e são listadas a seguir:

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• Avaliação de ações de adaptação às mudanças climáticas propostas

por diferentes organismos e dos impactos dessas ações sobre o risco

e a sustentabilidade dos sistemas de produção.

Tanto os projetos MP1 SCAF e Climapest, como o próprio Plano ABC e

outros organismos nacionais e internacionais, em respostas às análises de

vulnerabilidade que fazem, vêm propondo ações de adaptação das culturas ou

dos sistemas produtivos aos impactos das mudanças climáticas projetados.

Com esta linha, procura-se dar continuidade às análises daqueles projetos e

organismos no que se refere à adaptação focada na adequação do sistema de

produção aos cenários futuros projetados, como forma de reduzir sua

vulnerabilidade, reduzir seu risco de produção e aumentar sua sustentabilidade

(no seu sentido amplo envolvendo as dimensões social, econômica, ambiental,

institucional). Além do próprio conhecimento a respeito do sistema de produção

per si, esta linha demanda uma forte integração dos componentes sócio

econômico e ambiental que permita analisar a inter-relação desses fatores

como resposta às adaptações nele realizadas. Vislumbra-se também a

proposição de ferramentas de desenvolvimento institucional no tema desta

linha.

• Integração de ferramentas de prospecção genômica ao

monitoramento fisiológico em ambientes controlados e naturais para

a geração de ativos genéticos e biotecnológicos adaptados às

mudanças climáticas.

O aumento de produtividade e geração de materiais adaptados a estresses

bióticos e abióticos, via de regra, dependem da ação de dezenas a centenas de

genes e suas interações, juntamente com componentes importantes de

interação genótipo x ambiente. Trata-se, portanto, de um desafio complexo que

demanda uma abordagem que busque a integração das novas ferramentas

genômicas intimamente acopladas ao uso sistemático de bancos de

germoplasma, ao uso de espécies plásticas da vegetação nativa do Brasil –

contribuindo para a valoração da biodiversidade brasileira – e às ferramentas

de monitoramento fisiológico e fenotipagem em ambientes controlados e

naturais, constituindo um esforço importante no âmbito do portfólio de

Mudanças Climáticas. Vislumbra-se também a proposição de ferramentas de

desenvolvimento institucional no tema desta linha.

• Emissões de gases de efeito estufa na agricultura e assimilação de C

em solos tropicais, colaborando com o aprimoramento de modelos

matemáticos de sequestro de C.

O setor de Agricultura do Inventário Nacional de gases de efeito estufa

carece de dados de fatores de emissão específicos para o Brasil, assim como o

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desenvolvimento de metodologias para a obtenção desses dados específicos

(Tier 3). Além dos fatores de emissão, os modelos matemáticos que buscam

representar as variações de C acumulado no solo em sistemas agrícolas ou

naturais, ainda necessitam de melhor compreensão das interações físico-

químicas e biofísicas de forma a poder expressá-los matematicamente em suas

formulações. A situação se agrava quando se busca a tropicalização desses

modelos, visto que, dadas as características distintas dos solos, da microfauna

e do microclima tropical, os processos de degradação da matéria orgânica e

mineralização do C são alterados. No momento atual, de grande pressão

internacional sobre a agricultura brasileira e sobre as emissões de gases de

efeito estufa desse setor, assim como pela busca da sustentabilidade na

Agricultura, é fundamental que haja um grande conhecimento a respeito das

reais emissões de gases de efeito estufa e da assimilação de C dos solos no

Brasil. Essa linha de pesquisa tem como objetivo promover pesquisas que

possibilitem melhorias nos dados de emissão de gases de efeito estufa dos

principais setores do Inventário: solos agrícolas, manejo de dejetos, queima de

resíduos, fermentação entérica e arroz inundado. O desenvolvimento desse

conhecimento colabora para que se possam realizar simulações e análises

integradas e em escalas regionais e até nacionais, que permitem a realização

dos inventários nacionais e monitoramento de ações de mitigação propostas

nos fóruns internacionais. Vislumbra-se também a proposição de ferramentas

de desenvolvimento institucional no tema desta linha.

• Intercomparação de modelos de crescimento de plantas e

acoplamento de modelos

Um esforço internacional já vem sendo desenvolvido com foco na

intercomparação e melhoria de diferentes modelos de crescimento de plantas.

O AgMIP (Agricultural Model Intercomparison and improvement Project) tem

uma concepção estrutural muito próxima à do projeto SCAF e já conta com a

participação brasileira e da Embrapa. Porém, como própria continuidade

natural deste projeto MP1 que está em fase de finalização e como contribuição

brasileira ao AgMIP em suas versões global e sulamericana, o aprimoramento

e diversificação de modelos de processos para representar e simular o

crescimento de culturas agrícolas brasileiras nos permitirá uma maior solidez

nos cenários futuros gerados para a agricultura brasileira. Mais além, essa

solidez será tanto maior quanto mais formos capazes de acoplar - se não

integrar - esses modelos de crescimento de plantas com outros que simulem a

evolução de pragas e doenças, os processos hidrológicos e o balanço de C nos

sistemas agrícolas. Isso nos demandará um esforço de melhorar nossas

parcerias nacionais e internacionais nesse tema, o que fortalecerá nossa

capacidade de realizar “ensembles” de modelos e quantificar e reduzir

incertezas desses cenários futuros para a agricultura nacional. Vislumbra-se

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também a proposição de ferramentas de desenvolvimento institucional no tema

desta linha.

• Estratégias de transferência tecnologias (TPPS – tecnologia, produto,

processo ou serviço) e comunicação que promovam mitigação ou

adaptação dos sistemas produtivos em relação às mudanças

climáticas.

Várias tecnologias (TPPS – tecnologia, produto, processo ou serviço)

desenvolvidas e/ou dominadas pela empresa e parceiros, ainda que não

tenham sido especificamente concebidas para a mitigação ou adaptação às

mudanças climáticas, têm grande potencial para isso. Já se pode listar a

necessidade de estabelecer estratégias de transferência de tecnologias e de

comunicação que colaborem, por exemplo, para a redução da emissão de

gases de efeito estufa, aumento do acúmulo de carbono no solo, uso eficiente

da água, diversificação da produção, bem como o aumento da resistência dos

sistemas de produção a altas temperaturas, à baixa disponibilidade hídrica e à

incidência de pragas, doenças e plantas daninhas. É necessário, porém, que

se realize uma prospecção, buscando identificar reais demandas tecnológicas

e sua melhor priorização, principalmente para as regiões climáticas limítrofes

e/ou já detectadas como mais vulneráveis aos impactos das mudanças

climáticas. Além disso, para aquelas soluções tecnológicas já geradas e

validadas, faz-se necessário estabelecer estratégias inovadoras de

transferência de tecnologia e de comunicação, visando disponibilizá-las para os

diferentes segmentos de público potencial. Dentre as estratégias a serem

consideradas, podemos citar como exemplos: subsídio às políticas públicas

que promovam a implantação de TPPS de forma eficaz, parcerias público-

privadas, contratos de licenciamento de tecnologias, entre outras. Devem ainda

procurar dar vazão às tecnologias resultantes dos diversos projetos do Portfólio

de Mudanças Climáticas, sem porém, sobrepor esforços que já vêm sendo

realizados nesse sentido, como, por exemplo, as contidas no Plano ABC.

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COMITÊ GESTOR DO PORTFÓLIO DE MONITORAMENTO DA DINÂMICA DE USO E COBERTURA DA TERRA NO TERRITÓRIO NACIONAL

A agropecuária brasileira assumiu papel estratégico no cenário

internacional nas últimas décadas, não apenas pela produção e

comercialização de alimentos, fibras e energia, mas também em razão dos

posicionamentos e das decisões adotadas pelo setor frente às oportunidades

em ciência, tecnologia e inovação (CT&I). Diferentes cadeias produtivas do

agronegócio têm importante papel na economia do País e

representamaproximadamente26% do PIB nacional, 36% das exportações e

39% dos empregos gerados no mercado interno.

O conhecimento da dinâmica espacial da agropecuária avançou nos últimos anos, e programas e sistemas de mapeamento, monitoramento, zoneamento e modelagem desenvolvidos por diversas universidades e instituições de pesquisa têm exercido papel fundamental para apoiar a tomada de decisões e definição de políticas públicas.

O contexto de atuação dos grupos de pesquisa que trabalham com esses temas tem evoluído rapidamente em razão do desenvolvimento vertiginoso da tecnologia da informação, do número crescente de satélites e sensores, da maior precisão e disponibilidade de dados, da diminuição dos custos, do crescimento do mercado de geotecnologias e do desenvolvimento de algoritmos robustos para o processamento de imagens e tratamento de dados geoespaciais. Paralelamente, a formulação de demandas cada vez mais complexas, como as apresentadas pela agropecuária brasileira, requer abordagens inovadoras, particularmente para programas de CT&I que visam ampliar a sinergia entre as ações desenvolvidas por diferentes atores e que buscam apoiar a definição e o monitoramento de políticas públicas relacionadas à sua gestão.

Portanto, a acelerada dinâmica do uso e da cobertura das terras impõe desafios importantes para o seu entendimento e para a definição de um planejamento regional baseado em abordagens interdisciplinares, envolvendo componentes de diversidade, sustentabilidade e competitividade da agropecuária. Entre os principais desafios a serem enfrentados pelas geotecnologias neste contexto estão as dimensões continentais do País, a diversidade de biomas, de produtos e processos produtivos associados a diferentes níveis tecnológicos e sistemas de produção, a dinâmica espaçotemporal de ocupação, a carência de informações sobre as dimensões espaciais da agricultura e os fortes contrastes regionais.

Para enfrentar esses desafios impostos de forma articulada e integrada,

foi estruturado o Portfólio de Monitoramento da Dinâmica de Uso e

Cobertura da Terra no Território Nacional, com o objetivo de ampliar a

sinergia entre projetos e ações desenvolvidas na Embrapa cujo foco temático

esteja relacionado ao estudo e à avaliação de fatores ambientais,

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socioeconômicos e institucionais associados à dinâmica de uso e cobertura da

terra (causas e efeitos),bem como suas interações, impactos, produtos e

resultados, como apresentados na Figura 1.

Figura 1. Mapa de Oportunidades do Portfólio de Monitoramento da Dinâmica de Uso e Cobertura da Terra no Território Nacional.

Os principais fatores considerados pelo portfólio são: Fatores ambientais

São os fatores relacionados ao meio ambiente, como biodiversidade, solos, água, clima, solos, topografia, entre outros. Eles determinam a capacidade de suporte, a aptidão para os diferentes usos agrícolas e as áreas consideradas frágeis do ponto de vista da sustentabilidade ecológica. Fatores socioeconômicos

São fatores relacionados às necessidades da sociedade de forma geral, incluindo demandas por produtos agrícolas (alimentos, fibras e energia renovável). Também contemplam o desenvolvimento de novas tecnologias que podem impactar a forma e intensidade da utilização do solo pelas culturas, proporcionando ajustes de produtividade para o atendimento das necessidades dos mercados nacional e global, que determinam as variações de preços e demandas por produtos agrícolas. Fatores institucionais

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São fatores relacionados às políticas públicas das três esferas governamentais, que impactam a utilização das terras e promovem alterações do uso e da cobertura. Incluem não somente políticas que atuam diretamente na utilização do território, como no caso da delimitação de áreas protegidas e da definição do código florestal, mas também decisões de cunho econômico e social que influenciam a utilização das terras, como programas de financiamento de equipamentos e suprimentos agrícolas, de fortalecimento da agricultura familiar, do fomento a sistemas de produção com baixa emissão de carbono, entre outros.

Considerando o modelo apresentado, a dinâmica de uso e cobertura da terra envolve a interação entre fatores ambientais, fatores socioeconômicos e fatores institucionais, gerando diferentes conjunturas espaçotemporais e condicionando processos de expansão, transição, intensificação e diversificação do uso agrícola da terra e da produção agropecuária. Nesse contexto, o presente portfólio terá como fronteira de atuação “Uso e Cobertura da Terra pela Agricultura no Brasil”, analisando suas dimensões espaciais e interações nos cenários passado, presente e futuro.

As interações explicitadas em (I.1) dizem respeito à influência dos fatores ambientais na dinâmica de uso e cobertura da terra. Entre esses fatores, estão os serviços ecossistêmicos ofertados, as alterações na cobertura das terras e os impactos ambientais causados, além da capacidade de suporte do meio.

As interações explicitadas em (I.2) dizem respeito à influência dos fatores socioeconômicos na dinâmica de uso e cobertura da terra, como a demanda por determinados produtos agrícolas e as consequentes variações na oferta e disponibilidade de terras no País, que condicionam as transições entre os distintos usos. Além da crescente demanda por produtos agrícolas, estão incluídas nessas interações as demandas das populações por alimentos seguros e pela conservação da biodiversidade.

As interações explicitadas em (I.3) dizem respeito à influência dos fatores institucionais nas decisões de alteração dos padrões de uso e cobertura da terra. São contemplados aqui, entre outros fatores, políticas de uso da terra, protocolos internacionais e barreiras sanitárias.

Como resultado da interação entre os três fatores mencionados, são delineados alguns produtos ou estudos que podem depender de, ou impactar de forma diferenciada, um ou outro tema. Apesar das dificuldades de identificar e mapear os resultados e produtos detalhados para cada interação, de maneira geral destacam-se entre eles as seguintes temáticas:

• (RP.1) Os zoneamentos ambientais e de risco climático, a aptidão de uso das terras, as análises de risco e sustentabilidade, os impactos nos recursos hídricos e na biodiversidade e as interações biosfera-atmosfera.

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• (RP.2) Os impactos do código florestal, impactos de novas tecnologias de produção agrícola, as análises de vulnerabilidade social e econômica e os estudos das dimensões humanas no uso e na cobertura das terras.

• (RP.3) Os zoneamentos ecológico-econômicos, o monitoramento da dinâmica de uso e cobertura das terras, a modelagem da dinâmica de uso e cobertura, a estimativa de produção agrícola e as análises de tendências e cenários futuros.

Outra importante ação prevista neste portfólio é a promoção da interação

dele com os demais portfólios da Embrapa a partir de ações gerenciais coordenadas pela Diretoria-Executiva de P&D e o Departamento de P&D, visando a ampliação da sinergia e do fluxo de informações geradas e a otimização dos recursos alocados pela empresa.

Este portfólio fará a gestão da informação e do conhecimento associado às ações da DE-P&D e do DPD, apoiando os processos decisórios nos níveis estratégico, tático e operacional da empresa em relação à programação de P, D & I no tema relacionado à dinâmica de uso e cobertura da terra.

Linhas de P,D&I Prioritárias – 2012/20131

Linhas de P,D&I Prioritárias – 2012/20131 Área

Linhas Descrição

Suporte às ações do Programa ABC

Identificação, mapeamento e monitoramento de áreas de interesse para o Programa ABC: degradadas, sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta, sistemas agroflorestais e plantio direto

Pesquisa, desenvolvimento, inovação, ações de transferência de tecnologia, comunicação e desenvolvimento institucional para o cumprimento das metas governamentais

Dinâmica de uso e cobertura da terra

Mapeamento e monitoramento da mudança de uso das terras em escala regional

Pesquisa, desenvolvimento e inovação para a compreensão das interações espaço-temporais provocadas pelos processos de expansão, transição, intensificação e diversificação da produção agropecuária; ações de TT e comunicação para entrega de resultados

Inovações geotecnológicas Desenvolvimento e aplicação de métodos, modelos em geotecnologias ou

Pesquisa, desenvolvimento e inovação em novos sensores, métodos de classificação, estimativa de

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simulação de processos físicos, químicos e biológicos de relevância para a agricultura

produção e zoneamentos; ações de TT e comunicação para entrega de resultados

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PORTFÓLIO DE PROJETOS EM SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE BASE

ECOLÓGICA

Introdução

Ao longo dos últimos anos, verifica-se um aumento de consciência da

sociedade no que diz respeito à conservação dos recursos naturais. Em

relação à agricultura, essa preocupação mostra-se associada à busca por

sistemas de produção de alimentos que favoreçam a saúde de produtores e

consumidores. Nesse sentido, destaca-se o crescimento da área ocupada por

sistemas de produção que seguem princípios agroecológicos. Dentre esses

sistemas, merecem destaque aqueles vinculados à agricultura orgânica e a

agroecologia.

No âmbito da Embrapa são notórios os avanços da pesquisa direcionada

a sistemas de produção de base ecológica, com inúmeros trabalhos

desenvolvidos por diferentes Unidades Descentralizadas. Esses avanços

consolidaram-se na estruturação de duas redes de pesquisa, uma voltada para

a “Agricultura Orgânica” e outra focada na “Transição Agroecológica”.

A recente criação dos portfólios pela Embrapa representa uma

oportunidade de fortalecimento das ações de pesquisa nos temas agricultura

orgânica e agroecologia, na medida em que permitem a priorização, a indução

e a execução coordenada de projetos. Considerando que os portfólios têm a

prerrogativa de reunir tanto a história dos avanços temáticos da pesquisa

como, consequentemente, a elucidação das suas insuficiências, os mesmos

reúnem a seu favor a possibilidade de uma gestão mais racional do trabalho

institucional, economizando tempo e recursos. Na medida em que é construída

uma plataforma o mais completa possível sobre o estado da arte da agricultura

de base ecológica, tornam-se mais claras as lacunas que indicam demandas

de pesquisa e mais objetivas deverão ser as ações e projetos decorrentes.

O Portfólio de Projetos em Sistemas de Produção de Base Ecológica

deverá contribuir para a geração de conhecimentos e tecnologias para esses

sistemas de produção, de forma a possibilitar a otimização do uso dos recursos

naturais e socioeconômicos disponíveis, tendo por objetivo ampliar a

sustentabilidade econômica e ecológica da agricultura.

Através do Portfólio de Projetos em Sistemas Produtivos de Base

Ecológica, a Embrapa contribuirá efetivamente para a consolidação da Política

Nacional de Agroecologia e Produção Orgânica (PNAPO), lançada pelo

Governo Federal no final do ano de 2012. Particularmente, esse portfólio

contribuirá para o atingimento de um dos objetivos específicos da PNAPO -

ampliar a geração e a disponibilização de resultados de pesquisas, incluindo

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metodologias, produtos, processos e tecnologias apropriadas a sistemas

orgânicos ou em transição agroecológica.

Objetivos do portfólio

A contribuição esperada do portfólio é expressa através dos seguintes

objetivos:

1. Promover melhoria na sistematização do conhecimento sobre projetos e

equipes vinculados à agricultura de base ecológica na Embrapa;

2. Identificar fatores limitantes relacionados à pesquisa em agroecologia e

produção orgânica, interagindo com setores vinculados ao tema e induzindo

projetos para a geração de novos conhecimentos e tecnologias;

3. Estimular uma visão transdisciplinar nas ações de PD&I em agroecologia e

produção orgânica, de forma a estimular o entendimento de processos em

sistemas de produção de base ecológica;

4. Viabilizar a apropriação de conhecimentos e tecnologias por segmentos do

público alvo como agricultores, agentes de ATER, e tomadores de decisões em

políticas públicas, dentre outros.

Estrutura do portfólio

O Portfólio de Projetos em Sistemas de Produção de Base Ecológica

está organizado em quatro componentes, que representam as principais áreas

de atuação dos projetos: (a) Componente tecnológico; (b) Componente

socioeconômico; (c) Componente metodológico; (d) Componente de

comunicação e transferência (Figura 1). Um quinto componente representa a

gestão do portfólio, que, entre outras atribuições, é encarregada de estabelecer

um canal de diálogo com o público externo que permita o atendimento das

demandas da sociedade, representada pelos diferentes segmentos produtivos.

Os componentes que representam as principais áreas de atuação dos

projetos são divididos em subtemas (Figura 2), a seguir detalhados.

(a) Agrobiodiversidade: A agrobiodiversidade deve ser entendida como um

processo de relação e interação das espécies com os conhecimentos

tradicionais e com o manejo de agroecossistemas, sendo um recorte da

biodiversidade. Por sua vez, a agroecologia compreende o estudo das funções

e das interações do saber local, da biodiversidade funcional, dos recursos

naturais e dos agroecossistemas. Os sistemas agroecológicos promovem a

agrobiodiversidade e se relacionam com ela através de interações entre

aspectos socioculturais, manejo ecológico dos recursos naturais e manejo

holístico e integrado dos agroecossistemas (Machado, 2007);

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(b) Indicadores para avaliação de sistemas de produção: O manejo de sistemas

de produção de base ecológica deve levar em conta a melhoria de processos

como a disponibilidade e equilíbrio no fluxo de nutrientes, a conservação do

solo e a integração do uso de animais e vegetais. A compreensão de tais

processos pode se dar através do emprego de indicadores que permitam

interpretar o funcionamento dos agroecossistemas através de informações

sensíveis, para orientar seu aperfeiçoamento. Os indicadores devem ser

representativos das distintas dimensões da sustentabilidade e baseados na

realidade local. Sempre que possível, devem ser adotados indicadores de fácil

compreensão e que possam ser empregados pelos agricultores, favorecendo a

participação desses na tomada de decisões quanto às práticas a serem

adotadas;

(c) Manejo de sistemas de produção: O manejo de sistemas de produção de

base ecológica segue princípios que buscam manter e aumentar a fertilidade

do solo, preservar e aumentar a diversidade biológica dos agroecossistemas,

além de reduzir a contaminação dos recursos naturais. Para tanto, estimula-se

o emprego de práticas relacionadas a: (i) Diversificação de sistemas de

produção (consórcios, rotações de culturas, sistemas agroflorestais); (ii)

Manejo do solo (adubação orgânica, adubação verde e uso de plantas de usos

múltiplos, sistemas conservacionistas de preparo do solo); (iii) Métodos

relacionados ao manejo de insetos-pragas, patógenos e plantas espontâneas

(práticas culturais, controle biológico);

(d) Insumos: A adoção de sistemas produtivos de base ecológica passa,

frequentemente, pela substituição dos insumos utilizados nos modelos

convencionais. Entretanto, é consenso que um dos principais fatores limitantes

para o estabelecimento desses sistemas é a carência de insumos capazes de

assegurar bons rendimentos, seja pela disponibilização de nutrientes nas

quantidades exigidas pelos cultivos, seja pela eficiência na proteção das

plantas contra pragas e doenças que venham a ocorrer. Nesse cenário, é

fundamental para o sucesso dos sistemas de produção de base ecológica, o

desenvolvimento e avaliação de fontes de fertilizantes orgânicos que atendam

às demandas nutricionais dos diferentes cultivos, e o desenvolvimento de

insumos fitoprotetores capazes de controlar os principais problemas

fitossanitários que ocorrem nesses sistemas produtivos;

(e) Avaliação do componente animal em sistemas de produção: A avaliação do

componente animal em sistemas de produção de base ecológica mantém

princípios que buscam uma visão holística da unidade de produção. Dessa

forma, integra animais e vegetais, incluindo ações de conservação dos

recursos naturais, considerando as inter-relações de produção e os aspectos

éticos no trato com os animais. A viabilização desses sistemas apoia-se na

condução de arranjos de produção diversificados, onde o componente animal

17

associado estará interagindo com policultivos anuais e perenes,

proporcionando diversificação e distribuição da produção e da renda. Para

tanto, estimula-se o emprego de práticas relacionadas a: (i) Uso de genótipos

animais e vegetais adaptados às condições locais; (ii) Manejo dos alimentos e

da alimentação dos animais, visando ao adequado desempenho por meio de

ingredientes que não concorram com a alimentação humana; (iii) Manejo e

planejamento de produção de forragens consorciadas; (iv) Utilização de

sistemas silvipastoris que favoreçam o bem-estar animal, além de fornecer

recursos forrageiros, madeireiros e florestais; (v) Uso de homeopatia e

fitoterapia para controle sanitário alternativo; (vi) Manejo de dejetos animais na

produção de insumos e redução do impacto ao ambiente;

(f) Qualidade, processamento e pós-colheita: A presença de resíduos de

agrotóxicos, bem como de contaminantes (micotoxinas e metais pesados,

dentre outros), pode contribuir para a perda da qualidade dos produtos

agrícolas, ocasionando sérios danos à saúde humana. O monitoramento da

qualidade e segurança dos alimentos produzidos em sistemas de produção de

base ecológica permite avaliar a contribuição desses sistemas para a sanidade

dos produtos e a saúde de agricultores e consumidores. Em paralelo, a

legislação sobre sistemas orgânicos de produção trouxe novas exigências para

o processamento de alimentos oriundos de tais sistemas, o que torna

necessária a realização de pesquisas nessa área;

(g) Socioeconomia: As teorias, princípios e conceitos que embasam a

agricultura de base ecológica incorporam as dimensões econômica, social,

cultural e política. Em decorrência, os instrumentos convencionais de análise

de eficiência produtiva e econômica, assim como, as ferramentas

metodológicas para valorar os retornos monetários e ambientais do processo

de transição produtiva, mediados pelo mercado, embora sejam importantes e

pertinentes, na maioria dos casos, não contemplam essa

multidimensionalidade e apresentam limitações. Por sua vez, os conceitos de

racionalidade produtiva e econômica da agricultura de base ecológica estão

ligados a valores e significados (social, cultural, ético, entre outros) que

transcendem as abordagens convencionais. São necessários novos

instrumentos de análise e metodologias inovadoras pautadas na

interdisciplinaridade. O concurso da sociologia, antropologia, entre outras áreas

do conhecimento são imprescindíveis.

(h) Desenvolvimento e qualificação de metodologias para ações de pesquisa e

desenvolvimento: Um expressivo número de metodologias utilizadas na

pesquisa de sistemas produtivos convencionais são também aplicáveis a

sistemas de base ecológica. Entretanto, em determinados temas, esses últimos

demandam metodologias específicas. Uma demanda frequente é o

desenvolvimento de metodologias de pesquisa participativa e de apoio à

18

formação de redes, bem como de metodologias para análise de sistemas

agrários complexos e biodiversos. Outra demanda é o desenvolvimento de

metodologias para disponibilização e validação de tecnologias para sistemas

de produção de base ecológica que promovam a articulação do conhecimento

científico com os conhecimentos e práticas de técnicos e agricultores;

(i) Transferência de tecnologia: A transferência de tecnologia é um processo

que busca disponibilizar os conhecimentos e tecnologias oriundos da pesquisa

para a sociedade. Na construção participativa do conhecimento, princípio

básico da pesquisa em sistemas produtivos de base ecológica, os atores

envolvidos nos processos de inovação criam soluções adequadas às distintas

realidades, considerando seus múltiplos conhecimentos e papéis. A geração do

conhecimento ocorre associada com sua disseminação, enfatizando-se

processos de integração entre pesquisa, ensino e extensão, que resultam na

ampliação da apropriação social de conhecimentos e tecnologias para melhoria

dos sistemas produtivos de base ecológica;

Síntese Esquemática do Portfólio

Figura 1. Representação dos componentes do portfólio e sua interação com o ambiente externo.

19

Figura 2. Subtemas vinculados aos diferentes componentes de pesquisa do portfólio.

20

PORTFÓLIO DE CONTROLE BIOLÓGICO

CONTROLE BIOLÓGICO é definido como “o uso de organismos vivos

para suprimir a população de uma praga específica, tornando-a menos

abundante ou menos danosa”. Essa definição está em acordo com a definição

para AGENTES DE CONTROLE BIOLOGICO (ACBs) do Decreto 4074/2002,

mas é mais restrita porque não inclui os organismos geneticamente

modificados, os semioquímicos e, tampouco, as substâncias obtidas de plantas

ou derivadas de organismos vivos. O termo PRAGA é definido como sendo

qualquer espécie, linhagem ou biotipo de uma planta, animal ou agente

patogênico, daninho ou potencialmente daninho para os vegetais ou animais. O

termo AGROTÓXICO é utilizado legalmente para se referir aos produtos e

agentes de processos físicos, químicos ou biológicos (...) cuja finalidade seja

alterar a composição da fauna ou da flora, a fim de preservá-las da ação

danosa de seres vivos considerados nocivos (Lei 7.802-1989). Para fins desse

documento, foi feita a opção pelo termo “AGROTÓXICOS SINTÉTICOS”, para

diferenciá-los dos organismos vivos que controlam outros organismos vivos,

alvo deste portfólio.

TENDÊNCIAS DO CONTROLE BIOLÓGICO NO BRASIL E NO MUNDO

O Brasil é líder mundial no setor do agronegócio e essa liderança

apresenta uma dependência crescente de insumos importados. Segundo o

Departamento do Agronegócio da Federação das Indústrias do Estado de São

Paulo (Deagro/Fiesp), em 2012, as importações de insumos para os

segmentos de fertilizantes, agrotóxicos sintéticos, máquinas e implementos,

nutrição animal e saúde animal ultrapassaram 18 bilhões de dólares. No

segmento de agrotóxicos, em 2012, previa-se um aumento de quase três vezes

superior ao de 2007 e, atualmente, o Brasil também é líder mundial no

consumo de agrotóxicos (Agência Câmara de Notícias, de 09/05/2012). Em

2012, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa) afirmou que o País é

responsável por 1/5 do consumo mundial de agrotóxicos, usando 19% dos

agrotóxicos produzidos no mundo. Segundo o Sindag (Sindicato Nacional da

Indústria de Produtos para a Defesa Agrícola) os produtores brasileiros estão

usando mais agrotóxicos, cujas vendas entre 2006 e 2012 cresceram de 480,1

mil para 826,7 mil toneladas, mais de 72%. Áreas cultivadas com grãos, fibras,

café e cana-de-açúcar, nesse intervalo, cresceram de 68,8 milhões para 81,7

milhões de ha, portanto, menos de 19%.

O consumo médio de agrotóxicos entre 2005 e 2011 passou de pouco

mais de 7 kg/há para 10,1 kg/ha, representando aumento de 43,2%. O maior

crescimento das vendas ocorreu com fungicidas, entre 2006 e 2011, o uso

21

anual passou de 56 mil para 174 mil toneladas, portanto, mais que triplicou em

cinco anos.

As cifras sobre o consumo de agrotóxicos no Brasil impressionam e,

reconhecidamente, o uso intensivo de agrotóxicos sintéticos na agricultura

causa diversos problemas, como a contaminação dos alimentos, do solo, da

água e dos animais; a intoxicação de agricultores; a resistência de pragas a

princípios ativos; a intensificação do surgimento de doenças iatrogênicas; o

desequilíbrio biológico, alterando a ciclagem de nutrientes e da matéria

orgânica; a eliminação de organismos benéficos e a redução da biodiversidade.

Esses fatos preocupam os diversos segmentos da sociedade quanto ao

uso indiscriminado de agrotóxicos, e geraram, pelo menos, duas

consequências importantes: i. mudanças na agenda ambiental de diversos

países; e ii. criação de mercados de alimentos certificados quanto à não

utilização de agrotóxicos sintéticos ou quanto ao seu uso adequado à exemplo

dos produtos orgânicos.

Portanto, é crescente a demanda de alternativas para atender às

restrições ambientais e às exigências dos consumidores. Dentre tais

alternativas, tem-se o controle biológico inserido no manejo integrado de

pragas.

Na Comunidade Européia, em 2009, houve a aprovação de um pacote

legislativo para efetiva adoção de programas de Manejo Integrado de Pragas,

que gerou uma busca pelo uso sustentável de agrotóxicos e ofereceu

oportunidades para maior inserção de Agentes de Controle Biológico. Ações

dessa natureza estão ocorrendo no legislativo brasileiro como por exemplos o

Projeto de lei do Senado nº 679 de 2011(Art. 21A que criou a Política Nacional

de Apoio ao Agrotóxico Natural), e o decreto n 7794, de 20/08/2012, que

instituiu a Política Nacional de Agroecologia e Produção Orgânica.

O controle biológico natural em todos os ecossistemas mundiais está

estimado em 85,5 milhões de Km2, já o controle biológico clássico, que utiliza

inimigos naturais exóticos para o controle de pragas tem seu uso estimado em

3,5 milhões de Km2 (10% da terra cultivada). O controle biológico aumentativo,

o qual envolve a liberação de inimigos naturais produzidos massalmente

(nativos ou exóticos) para o controle de pragas e doenças está sendo aplicado

em 0,16 milhões de Km2 (0,4% da terra cultivada).

No Brasil, em 2010, o mercado de produtos de controle biológico foi

aproximadamente de U$ 70 milhões, equivalente a 2% da venda do mercado

de agrotóxicos sintéticos. Estima-se que a área tratada com agentes de

controle biológico no Brasil seja ligeiramente inferior a 8 milhões de

22

hectares/ano. Embora elevada em termos absolutos, a participação percentual

é tímida nas culturas para as quais há alternativas biológicas disponíveis.

O perfil atual da indústria de agentes de controle biológico inclui, em sua

maioria, pequenas e médias empresas especializadas, poucas estabelecidas

há mais de 10 anos. Apesar do predomínio das pequenas e médias empresas,

grandes empresas, tradicionalmente líderes no mercado de agrotóxicos

sintéticos, estão adquirindo ou reativando divisões relacionadas ao

desenvolvimento de biopesticidas, em função da perspectiva de negócios no

mercado brasileiro. Frente ao cenário positivo, as pesquisas em controle

biológico representam uma oportunidade para a inovação e competitividade na

agricultura brasileira, e atendem as perspectivas ambientais e o uso

sustentável dos serviços ambientais. Com este mercado crescente, que se

estima irá duplicar ou triplicar mundialmente nos próximos 10 anos, a demanda

para aperfeiçoar os processos inerentes ao controle biológico irão aumentar,

gerando oportunidades para a pesquisa e parcerias para a inovação neste

campo.

Ao longo das últimas décadas, a EMBRAPA gerou expressivo

conhecimento básico voltado para o controle biológico de pragas, mas, em

função do distanciamento da até então incipiente iniciativa privada, poucas

soluções tecnológicas chegaram aos agricultores brasileiros. Este fato foi

amenizado com a criação da Associação Brasileira das Empresas de Controle

Biológico (ABCBio), em 2007, em função de sua atuação junto aos órgãos

federais para que gargalos relacionados ao lento registro de produtos

biológicos fossem equacionados, e por proporcionar maior sinergismo entre

empresas privadas e instituições públicas de P&D na geração de soluções

tecnológicas. Escopo do portfólio

- Agentes microbianos, parasitóides, predadores e fitófagos benéficos para

controle biológico de pragas da agropecuária.

Objetivo geral

- Desenvolver e transferir conhecimentos e tecnologias, em redes sinérgicas

internas ou externas, com instituições de ciência e tecnologia nacionais e/ou

internacionais, em parcerias público-privadas, que efetivamente contribuam

para o uso de agentes de controle biológico e redução do uso de agrotóxicos

sintéticos.

Objetivos específicos

• Estimular, no âmbito da Embrapa, a criação de empresas incubadas

para o desenvolvimento de Agentes de Controle Biológico

23

• Desenvolver, em conjunto com a iniciativa privada, produtos à base

de Agentes de Controle Biológico, disponíveis na Embrapa

• Estimular a implementação do controle biológico no âmbito do

manejo integrado de pragas

• Estimular a utilização de técnicas de manejo cultural e do solo que

favoreçam a ação dos Agentes de Controle Biológico introduzidos ou

de ocorrência natural

• Colaborar na formação de profissionais para o desenvolvimento e

uso do controle biológico e para a implantação da cultura de

utilização dessa tecnologia

• Colaborar no estabelecimento de políticas públicas para incentivar a

utilização de Agentes de Controle Biológico, regulamentação de

pesquisa, desenvolvimento e registro de produtos à base de Agentes

de Controle Biológico.

Prioridades

O portfólio de projetos de P&D&I para o Controle Biológico tem por foco

prioritário o desenvolvimento de tecnologias de controle biológico e sua

inserção no manejo integrado de pragas de interesse agropecuário que se

mostram resistentes aos agrotóxicos químicos sintéticos; aquelas relacionadas

às culturas com suporte fitossanitário insuficiente, consideradas como “minor

crops”; às grandes culturas e aquelas que afetam o bem estar animal ou as

instalações de produção.

Mapa de oportunidades

1- Vertentes

O portfólio de projetos de P&D&I para o Controle Biológico trabalha em

cinco vertentes: biodiversidade, estratégias incrementais de desempenho de

Agentes de Controle Biológico, integração das estratégias de proteção de

cultivos, impactos do uso de Agentes de Controle Biológico e estratégias

incrementais de adoção de Agentes de Controle Biológico.

- Biodiversidade – prospecção e introdução de Agentes de Controle Biológico

nativos ou exóticos com potencial conhecimento, conservação e valoração de

Agentes de Controle Biológico (espectro de atividade, biogeografia, metabólitos

secundários, variabilidade genética) a fim de constituir bancos de ativos

tecnológicos.

- Estratégias incrementais de desempenho de Agentes de Controle Biológico –

seleção estratégica de Agentes de Controle Biológico nativos ou exóticos;

bioecologia de Agentes de Controle Biológico com base em características

ecológicas necessárias para boa persistência de sua atividade à campo

24

(tolerância a alta ou baixa temperatura, resistência à seca, radiação UV,

outros); definição dos estádios vulneráveis no ciclo de vida da praga alvo com

vistas à ampliação das possibilidades de uso de Agentes de Controle Biológico;

metodologias de produção em larga escala de agentes de controle biológico;

metodologias de formulação de Agentes de Controle Biológico; competência de

Agentes de Controle Biológico (deposição no alvo) avaliar a eficiência-eficácia

dos Agentes de Controle Biológico.

- Integração das estratégias de proteção de cultivos – integração de Agentes

de Controle Biológico com outras ferramentas de manejo a exemplo das

práticas culturais, resistência do hospedeiro, produtos naturais, agrotóxicos

sintéticos, outros Agentes de Controle Biológico; estímulo à utilização de

técnicas de manejo que favoreçam a ação dos Agentes de Controle Biológico,

introduzidos ou de ocorrência natural; sistemas suporte à tomada de decisão

(conhecimento das pragas alvo e seus inimigos naturais.

- Impactos do uso de Agentes de Controle Biológico – especificidade de

hospedeiros e persistência (monitoramento da dinâmica populacional de

Agentes de Controle Biológico antes e após liberação a campo); avaliação de

impactos ambientais, sociais e econômicos do uso de Agentes de Controle

Biológico.

- Estratégias incrementais de adoção de Agentes de Controle Biológico –

formação de profissionais para o desenvolvimento e uso do controle biológico

(requerimentos específicos de manuseio e aplicação de Agentes de Controle

Biológico); transferência de Agentes de Controle Biológico e metodologias para

cooperativas e empresas agrícolas familiares com foco na produção de

Agentes de Controle Biológico para uso próprio.

2- Temas e Linhas de P&D&I

- Prospecção e introdução de Agentes de Controle Biológico nativos ou

exóticos, mantendo bancos de ativos tecnológicos relacionados e museus de

inimigos naturais.

- Desenvolvimento de kits diagnósticos para identificação da praga e seus

inimigos naturais de modo a auxiliar na tomada de decisão sobre o manejo

correto da praga alvo.

- Avaliação da influência dos fatores do ambiente sobre potenciais Agentes de

Controle Biológico e sobre a interação com o hospedeiro-alvo.

- Avaliação de risco de potenciais Agentes de Controle Biológico, com foco em

organismos não-alvo.

25

- Capacitação de profissionais para o desenvolvimento e uso do controle

biológico e para a implantação da cultura de utilização dessa tecnologia.

- Desenvolvimento de metodologias de produção em larga escala de Agentes

de Controle Biológico.

- Desenvolvimento de metodologias de formulação de Agentes de Controle

Biológico com foco no incremento da competência de Agentes de Controle

Biológico e da persistência de sua atividade.

- Desenvolvimento de metodologias para avaliação da qualidade dos produtos

à base de Agentes de Controle Biológico.

- Desenvolvimento de processos para a integração dos Agentes de Controle

Biológico no com outras ferramentas de manejo de pragas.

- Manejo do agroecossistema para promover serviços de regulação de pragas

a partir de Agentes de Controle Biológico de ocorrência natural.

- Estratégias inovadoras de veiculação de Agentes de Controle Biológico.

- Base de dados, estratégias, modelos e geotecnologias para a caracterização

e o monitoramento de Agentes de Controle Biológico em ambientes agrícolas e

naturais.

- Desenvolvimento de metodologias para avaliação dos impactos ambientais,

sociais e econômicos dos Agentes de Controle Biológico.

- Desenvolvimento de técnicas de monitoramento da presença das pragas e

dos inimigos naturais para determinar o momento adequado de utilização dos

Agentes de Controle Biológico.

- Desenvolvimento de metodologias para avaliar a eficácia agronômica dos

potenciais Agentes de Controle Biológico.

- Bases de dados para fomentar as instituições de regulamentação sobre

Agentes de Controle Biológico (segurança, patentes, riscos ambientais,

interações, etc.).

Principais desafios

- Eliminar os fatores restritivos a expansão do controle biológico

- Quebrar o paradigma da utilização do controle biológico

- Proporcionar agilidade para a exploração dos Agentes de Controle Biológico

(em desenvolvimento ou na forma do potencial de suas coleções) no âmbito da

Embrapa, especialmente quanto aos trâmites legais e burocráticos de seus

26

convênios (fases de negociação) e nas etapas de atendimento à

regulamentação;

- Desburocratizar a sistemática de transferência das tecnologias para a

iniciativa privada com atuação em Controle Biológico.

27

PORTFOLIO DE PROJETOS EM RECURSOS FLORESTAIS NATIVOS

DOCUMENTO SÍNTESE

Composição do Comitê Gestor (Resolução de Diretor de P&D 7/2013 BCA Nº

19, de 13.05.2013)

Introdução

O Brasil possui 60,7% do seu território coberto por florestas e demais

formas de vegetação nativa. Apesar da alta proporção do território nacional

coberto por florestas, estas não estão distribuídas de forma homogênea nos

Biomas. O Bioma Mata Atlântica tem sido intensivamente explorado desde o

descobrimento do Brasil, tendo sua cobertura florestal reduzida a 6% de sua

área original. O Cerrado brasileiro tem sofrido, desde a década de 1980, forte

pressão pela expansão das culturas agrícolas e da pecuária, tendo sua

cobertura original reduzida à metade nesse período. De maneira semelhante a

Caatinga, os Pampas e o Pantanal também sofrem as pressões decorrentes da

expansão das fronteiras agrícolas e da necessidade de matérias primas

oriundas desses Biomas, tendo suas áreas reduzidas em 45%, 54% e 15%,

respectivamente, até 2010, segundo dados oficiais do Ministério do Meio

Ambiente. A Amazônia por sua vez, apesar de abrigar a maior parte das

florestas preservadas do país, sofre de forma intensa com a exploração

florestal desordenada e a expansão das fronteiras agrícolas, tendo atualmente

9,5% (401.855 km2) de áreas antropizadas destinadas à agricultura ou

pecuária e 2,97% (125.635km2) de áreas em recuperação.

A EMBRAPA atua na área florestal desde 1978 quando foi instituído o

Programa Nacional de Pesquisa Florestal (PNPF). Com o aumento da

conscientização sobre a estreita relação de questões ambientais e da produção

florestal com a produção agrícola, hoje, quase 70% das Unidades da Embrapa

desenvolvem algum tipo de ação relacionada à área florestal. Neste contexto, e

atentos aos Programas de Governo e às leis que regem a questão florestal no

país, torna-se necessário que os esforços de pesquisa sejam articulados e

concentrados, de forma a oferecer soluções tecnológicas que atendam às

politicas de Governo e ao marco legal vigente. Porém, proporcionalmente às

áreas cobertas com florestas, as necessidades de pesquisa ainda são imensas,

sendo necessárias ações que estimulem a busca de tecnologias para as

lacunas existentes. Assim, este Portfólio de Recursos Florestais Nativos busca

disponibilizar soluções tecnológicas para uso, conservação e recomposição

dos ambientes naturais nos diversos Biomas, contribuindo assim, para

implementação do novo código florestal. O portfólio será organizado e

sistematizado, na Embrapa, em três vertentes: 1) Adequação Ambiental, nos

temas - Recomposição de Áreas de Preservação Permanente (APP) e de

Áreas de Reserva Legal (ARL); 2) Florestas Plantadas, nos temas -

28

Melhoramento Genético e Sistemas de Produção; e 3) Florestas Nativas, nos

temas - Manejo Florestal Madeireiro, Manejo Florestal Não- Madeireiro e

Conservação da Biodiversidade.

Os principais desafios a serem superados pelo portfólio de Recursos

Florestais Nativos são:

(a) ampliar a oferta de soluções tecnológicas para uso e recomposição de

ambientes naturais nos Biomas nacionais;

(b) ampliar a base florestal com espécies nativas para produção madeireira,

incluindo madeira para energia, e outros produtos florestais não-madeireiros; e

(c) desenvolver e transferir processos e tecnologias que promovam a

competitividade do manejo florestal sustentável frente a outros usos da terra.

Estado da Arte

Em termos macroeconômicos o setor florestal movimenta 14,7 bilhões

de reais, sendo que destes 71,8% é oriundo de florestas plantadas e 21,2% de

florestas nativas (IBGE, 2010). Apesar das florestas plantadas contribuírem

para a maioria da renda, estas estão presentes em menos de 1% do território

nacional e são representadas principalmente por espécies exóticas dos

gêneros Eucalyptus e Pinus.

O Brasil é o terceiro maior exportador mundial de celulose, o segundo na

produção de madeira serrada de folhosas e possui a sexta maior indústria de

compensados (ABIMCI, 2012). Estima-se que 60% do compensado nacional

ainda é originado de madeira de florestas nativas, e que 15% do consumo de

madeira serrada no Brasil são destinados para a fabricação de móveis, dos

quais apenas 1/3 vêm de plantações florestais (ABIMCI, 2012). Destaca-se

ainda a produção de carvão vegetal, da ordem de 4,95 milhões de toneladas

em 2010, dos quais 1,5 milhão de toneladas foram oriundos de matas nativas,

além de 87 milhões de toneladas de lenha, dos quais 38 milhões de toneladas

provenientes de matas nativas (IBGE, 2010). Apesar de o Brasil ser um grande

produtor florestal, sua base florestal é oriunda predominantemente de florestas

plantadas com espécies exóticas (ABRAF, 2011) e, em menor escala, na

exploração das florestas nativas. Neste último segmento, um grande percentual

ainda é extraído ilegalmente e de forma não sustentada, fundamentada na

exploração seletiva de poucas espécies (PENSAF, 2007). Das mais de 3.000

espécies arbóreas já identificadas na Amazônia, apenas 280 são aproveitadas

industrialmente e 40 destas respondem por 80% da produção (SCHULZE et al.

2005).

29

Estimativas indicam, ainda, a existência de 61 milhões de hectares de

áreas degradadas que podem ser recuperadas e incorporadas aos sistemas

produtivos (SOCIEDADE.., 2011). Biomas como a Mata Atlântica, Cerrados e

Caatinga, encontram-se em estado crítico de exploração e ações de manejo

sustentável da vegetação nesses biomas é um grande desafio, sendo também

prioritária a adoção de programas de plantações florestais com espécies

nativas. O plantio de espécies florestais nativas para atender a demanda da

recuperação de Áreas de Preservação Permanente (APP) e de Reserva Legal

(ARL) ou o estabelecimento de plantios produtivos é fundamental para suprir as

necessidades de produtos florestais, além de contribuir para a redução da

pressão sobre os remanescentes nativos.

O PPA 2012-2015 do Governo Federal, em sua dimensão de “Políticas

de Desenvolvimento Produtivo e Ambiental”, no item “Florestas, Prevenção e

Controle de Desmatamento e Incêndios” tem como meta recuperar 20 milhões

de hectares em passivos ambientais, especialmente em APPs e ARLs, até

2015, em um processo que envolverá mais de cinco milhões de propriedades

rurais e uma área de aproximadamente 355 milhões de hectares. Some-se a

isto as metas do “Plano de Agricultura de Baixo Carbono” (Plano ABC) de

aumentar em três milhões de hectares a área de florestas plantadas, reduzir as

áreas de pastagens degradadas, estimadas em 40 milhões de hectares, em

2010, para 25 milhões de hectares e ampliar a área de sistemas de Integração

Lavoura, Pecuária e Florestas (ILPF) dos atuais 2 milhões de hectares, em

mais 4 milhões de hectares, até 2020.

Estes compromissos apontam para o tamanho do desafio nacional, e

embora muito se têm trabalhado na indicação de métodos de recuperação de

APPs e ARLs (GALVÃO et.al. 2000; ATTANASIO, et.al. 2006; RODRIGUES,

et.al. 2009; MORAES, et.al. 2013), a adoção desses métodos em larga escala

sempre se depara com a escolha do método para a propriedade rural em

questão, a disponibilidade de sementes e mudas e os custos de implantação.

Um número considerável de estudos e avaliações de espécies nativas

em diferentes formas de plantio tem sido realizado no Brasil (SUDAM, 1979;

VOLPATO et al. 1973; MAGALHÃES et al. 1980.; CARVALHO, 1982;

KANASHIRO e YARED 1991, KANASHIRO, 1992; KAGEYAMA e CASTRO,

1989; YARED et al, 1993; DEUS et al. 1993; MENESES-FILHO et al.1995;

MOCHIUTI et al., 1999; FRANKE et al. 2000; PIÑA-RODRIQUES et al. 2000;

MIRANDA e VALENTIN, 2000; YAMADA e GHOLZ, 2002; CARVALHO, 2003;

LELES, 2003, LIMA 2004; ALMEIDA et al. 2006; TONINI et al., 2008; COSTA

et al. 2009; OLIVEIRA et al. 2009) e já existe um grande número de

informações disponíveis sobre a qualidade da madeira e o seu emprego

(RIZZINI, 1978; IBDF, 1981; CORREA, 1985; FELDATO et al., 1989; IBAMA,

1997; LOUREIRO et al, 2000; CARVALHO, 2003, 2006, 2008, 2010). Apesar

30

disso, a grande maioria das informações não está sistematizada e fica restrita a

fase de viveiro, sendo raras as informações referentes a espaçamentos,

adubação, desrama natural, desbaste e avaliações econômicas em plantios

próximos a idade de rotação. Apesar dos resultados demonstrarem o grande

potencial de diversas espécies nativas, não se consegue despertar o interesse

dos produtores e ainda são muito tímidas as iniciativas de plantios com

espécies nativas em escala industrial.

De maneira geral, a atividade florestal ainda apresenta uma

normatização complexa e burocrática que não acompanhou a evolução do

setor. A falta de informação, a pouca estrutura das organizações rurais e a

dificuldade de acesso ao crédito florestal (SABOGAL et al., . 2006) tem levado

os produtores rurais à se interessarem, preferencialmente, por espécies

exóticas de rápido crescimento e de cultivo relativamente recente no Brasil

como o mogno africano (Khaya ivorensis), o cedro australiano (Toona ciliata), a

acácia (Acacia mangium) e a teca (Tectona grandis), especialmente por estas

apresentarem maior segurança de investimento. Portanto, o grande desafio

para a pesquisa florestal é o de encontrar formas de reflorestamento utilizando

um maior número de espécies nativas para diversos fins, incluindo as

palmeiras, e identificar entre as várias espécies tropicais comercialmente

atrativas quais são as melhores adaptadas a plantios puros, mistos, sistemas

agroflorestais e para sistemas silviculturais de adensamento em áreas de

clareiras nas florestas nativas manejadas. Além disso, soma-se o desafio de

levar as informações existentes aos produtores de forma eficiente, ou ainda,

gerando resultados em pareceria de forma a despertar o interesse no

investimento em plantios florestais com as espécies nativas.

A utilização de espécies nativas em plantações com fins energéticos é

uma possibilidade (PAULA, 2003; PAULA 2005), e o Brasil é reconhecido como

um dos poucos países capazes de fornecer ao mundo energia limpa por meio

da biomassa florestal, graças às suas condições edafoclimáticas e à sua

enorme área territorial. Na região Nordeste, a lenha representa 33% da matriz

energética sendo oriunda predominantemente da vegetação nativa. Na

Amazônia, o cenário de crescimento da indústria de ferro-gusa pode incentivar

desmatamentos, na medida em que não há reflorestamento suficiente para o

auto abastecimento das empresas.

Outra face do setor florestal diz respeito ao manejo de florestas naturais

para a produção de madeira e produtos não madeireiros. Na Amazônia Legal,

1.203 empresas, processam 9,4 milhões de m3 de madeira e geram 3,5 bilhões

de reais (PAOF, 2012).

O desenvolvimento florestal, apesar de ter iniciado na Amazônia há

varias décadas, juntamente com o inicio da pesquisa em colaboração com a

31

FAO (SUDAM, 1978), tem sua temática retomada do ponto de vista nacional

com a criação do Programa Nacional de Florestas, em 2000, e em seguida com

a Comissão Nacional de Florestas – CONAFLOR. Esta retomada ganhou um

novo impulso muito importante com a lei de Acesso às Florestas Públicas (Nº

12.160 de mar. 2006), que prevê além da concessão de uso destas florestas às

empresas privadas, descentralização da gestão para a responsabilidade dos

estados, e a criação de um fundo nacional a partir dos recursos arrecadados

pelas concessões, para fomentar atividades de interesse voltadas ao

desenvolvimento florestal (SFB, 2006). Do ponto de vista da pesquisa e

desenvolvimento, várias instituições como IBDF (atual IBAMA), EMBRAPA,

INPA, FCAP atualmente UFRA, incluindo organizações não governamentais

como Imazon, IFT e IEB (mais recentemente), avançaram a partir dos anos 70

e geraram importantes resultados experimentais, dando suporte técnico-

cientifico às diretrizes que atualmente regulam os planos de manejo florestal,

em nível estadual e federal, o que dá inclusive suporte ao processo de

concessões das florestas públicas.

Dos 213,46 milhões de hectares de florestas públicas cadastradas no

Brasil em 2012, há mais de 120 milhões de hectares destinados as

comunidades (povos indígenas e populações tradicionais). De um potencial de

40 milhões de hectares para concessões florestais, no momento, cerca de 2,3

milhões de hectares estão em processo ou sob concessão de manejo florestal

às empresas privadas ou associações e cooperativas constituídas por

comunidades locais (PAOF, 2012). Vale ressaltar a importância de uma politica

pública com foco voltado para o Manejo Florestal Comunitário e Familiar (no

momento em um processo de consulta no caso específico para o estado do

Pará), para efetivamente a prática do manejo florestal passe a fazer parte as

atividades das populações que vivem nestas áreas e que o Manejo Florestal,

possa de consolidar como um sistema de uso da terra competitivo e contribua

para a manutenção dessas florestas.

Apesar dos avanços, a subutilização do potencial das florestas como um

todo, especialmente no que se refere à utilização de produtos florestais não

madeireiros. A exploração de produtos não madeireiros, incluindo as palmeiras

nativas, tem recebido especial destaque por pequenos produtores nos últimos

anos. Dados do ITTO) indicam uma produção de quase 46 mil toneladas de

castanha-do-brasil (Bertholletia excelsa), 121 mil toneladas de açaí (Euterpe

oleracea), 7.800 toneladas de látex (Hevea brasiliensis), quase 3.800 toneladas

de óleo de copaíba (Copaifera spp) e 644 toneladas de amêndoas de cumarú

(Dipteryx odorata) no ano de 2010 (BLASER et.al, 2011). Neste balanço não

estão computados os produtos do Cerrado brasileiro, do pinhão oriundo do

pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia), da erva-mate (Ilex paraguariensis),

de produtos utilizados com finalidade fitoterápica e tantos outros, sabidamente

32

extraídos de nossas espécies nativas. Sabe-se que as estatísticas neste setor

são muito falhas e que, portanto, a produção real de produtos não madeireiros

é muito superior aos apontados nas estimativas oficiais. Neste sentido, a

floresta representa também um importante componente para a soberania e

segurança alimentar às populações locais. Este reconhecimento é explicitado

pela FAO, ao solicitar aos países um relatório nacional sobre a situação dos

recursos genéticos florestais, para com a expectativa em 2014 ter um relatório

mundial sobre e a partir daí, monitorar temporariamente a situação desses

valiosos recursos.

Considerando o cenário aqui apresentado para o setor florestal

brasileiro, o novo Código Florestal e o momento que a EMBRAPA vive em

relação à organização de seus projetos na forma de portfólios, é vital para que

a Empresa sistematize suas tecnologias prontamente disponíveis, determine

quais são as lacunas existentes no conhecimento e priorize linhas de

pesquisas para dar uma resposta efetiva às demandas consideradas nas

diferentes políticas públicas relacionadas e que tem interface com à produção

florestal, seu uso e conservação atendendo assim os anseios da sociedade. Na

carteira atual de projetos da EMBRAPA, existem 87 projetos registrados que

tratam dessa temática, sendo que desses 48 (55%) foram recentemente

concluídos. Considerando as vertentes definidas para esse portfólio, 24% dos

projetos tratam de adequação ambiental, 30% de florestas plantadas e 46% de

florestas nativas. A Fig. 1 mostra os percentuais para os diversos temas

considerados.

Figura 1: Distribuição atual da carteira de projetos da Embrapa, nos temas definidos para o portfólio de

Recursos Florestais Nativos.

33

Objetivo Geral

Ampliar soluções tecnológicas para a sustentabilidade da produção florestal e

adequação ambiental das propriedades rurais, nos biomas brasileiros.

Objetivos específicos

· Desenvolver tecnologias para a recomposição de APP e ARL, ampliando as

oportunidades de renda na propriedade rural;

· Valorizar e valorar os serviços ambientais proporcionados pelas propriedades

rurais ambientalmente adequadas;

· Capacitar multiplicadores envolvidos nos trabalhos de recomposição

ambiental e manejo florestal;

· Ampliar a oferta de espécies, ecótipos e variedades para o estabelecimento

de florestas plantadas com espécies nativas, para os diferentes Biomas;

· Estabelecer programas de melhoramento genético para espécies florestais

nativas de interesse econômico;

· Definir diretrizes para o estabelecimento de áreas de coleta e pomares de

sementes de espécies florestais nativas;

· Definir diretrizes para garantir a qualidade e diversidade genética das

sementes produzidas;

· Aumentar a oferta de sementes e mudas de espécies florestais nativas com

certificado de origem;

· Sistematizar e disponibilizar informações técnicas sobre plantio e manejo de

espécies florestais nativas;

· Definir sistemas silviculturais e de manejo para florestas plantadas;

· Definir práticas de manejo integrado de pragas em diferentes sistemas de

produção florestal;

· Desenvolver métodos de propagação para espécies florestais nativas;

· Aumentar o conhecimento tecnológico e a oferta de produtos florestais

oriundos de florestais nativas;

· Estudar mercados e gargalos de comercialização para produtos florestais;

· Desenvolver modelos e cenários da produção florestal para tomada de

decisão;

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· Avaliar impactos ambientais associados a diferentes sistemas de produção

florestal e agroflorestal;

· Desenvolver índices técnicos de produção para diferentes sistemas de

produção florestal e agroflorestal;

· Aumentar o conhecimento taxonômico e enriquecer as coleções de herbários

nos diferentes biomas;

· Desenvolver métodos práticos de identificação das espécies florestais nativas;

· Estabelecer modelos de exploração sustentáveis considerando autoecologia,

taxa de exploração e os tratamentos silviculturais pós-exploração;

· Estudar a dinâmica das florestas manejadas, sua composição florística,

funcional, biomassa e carbono;

· Estudar a biologia de crescimento e reprodutiva, incluindo a genética de

espécies florestais nativas;

· Apoiar as articulações institucionais e fortalecer a gestão e controle dos

empreendimentos florestais pelas comunidades que manejam florestas;

· Caracterizar geneticamente populações e apoiar o resgate de material

genético em áreas de risco ambiental;

· Monitorar a biodiversidade inter e intraespecífica em áreas manejadas.

Estrutura do portfólio

O portfólio de Recursos Florestais Nativos está organizado em três

vertentes, sete temas (Figura 2) e quarenta e quatro linhas de Pesquisa,

Desenvolvimento e Inovação (PD&I), Transferência de Tecnologia (TT) e

Comunicação (Tabela 1). Esta estruturação permitirá que as especificidades

dos diferentes biomas, sejam operacionalizadas em termos de estudos e

ensaios experimentais, baseados nas linhas de pesquisa, temáticas ou mesmo

vertentes. Os projetos estruturados por bioma deverão aumentar as sinergias

entre as UDs da Embrapa, assim como de demais instituições.

O portfólio terá foco transdisciplinar, seguindo a tendência da pesquisa

contemporânea onde a produção de CT&I envolve vários atores (VIDEIRA,

2004). Nos projetos deste portfólio, além das instituições de PD&I nacionais e

internacionais, é esperado o estabelecimento de parcerias também com as

agencias de fomento, extensão e capacitação florestal, associações e

cooperativas de produtores e manejadores florestais, universidades, assim

como os governos federais, estaduais e municipais. O foco transdisciplinar e os

estabelecimentos dessas parcerias tem o objetivo de atender com as

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tecnologias, processos, serviços e inovação as demandas para a

implementação das diversas politicas públicas relacionadas ao uso e

conservação dos Recursos Florestais Nativos e das Florestas nos biomas

brasileiros.

Figura 2: Esquema da estrutura do portfólio de Recursos Florestais Nativos.

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Tabela 1: Oportunidades de pesquisa nas quarenta e quatro linhas de PD&I e

TT associadas aos temas e vertentes do portfólio.

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PORTFÓLIO DE PROJETOS EM FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO

Documento síntese 1. Antecedentes

A fixação biológica do nitrogênio (FBN) é um processo realizado por alguns grupos de microrganismos capazes de transformar N2 em NH3 ,a qual será posteriormente utilizada como fonte de N para a nutrição das plantas. A FBN se constitui na principal via de incorporação do nitrogênio à biosfera, sendo um dos processos biológicos mais importantes para as plantas e fundamental para a vida na Terra. No Brasil, o caso mais exitoso da contribuição da FBN é representado pela cultura da soja, onde o uso de inoculante na cultura, a partir da década de 1960, garantiu a competitividade para a mesma quando comparada com a produção de outros países. Estima-se que esta tecnologia seja responsável por uma economia superior a US$ 10 bilhões ao ano, que deixam de serem gastos com a compra de fertilizantes nitrogenados.

No Brasil, as culturas mais importantes, tanto pela extensão da área que ocupam, como pelo alto consumo de fertilizantes, são: soja, cana-de-açúcar, milho, feijoeiro comum + feijão-caupi, arroz, trigo e café. Juntas, essas culturas ocupam, atualmente, cerca de 55 Milhões ha (Mha) e consomem 1.775 Mt de N-fertilizante, estimando-se que em 2020 a área cultivada com estas culturas alcançará cerca de 70 Mha, demandando um consumo de N-fertilizante superior a 2,0 Mt. Esses altos valores de consumo de N-fertilizante na agricultura são, hoje, uma grande preocupação, tanto por estarem associados a significativas emissões de gases de efeito estufa (GEE), como pelo custo elevado, sempre atrelado ao custo de petróleo e com o agravante de que cerca de 70% do fertilizante nitrogenado usado no País é importado.

Tal como ocorre para os níveis atuais de produtividade média da soja no Brasil, onde a inoculação com bactérias diazotróficas consegue suprir toda a demanda de nitrogênio da cultura, outras espécies, como o feijoeiro comum, o feijão-caupi, a cana-de-açúcar, o milho, o arroz e o trigo, também podem ser beneficiadas por essa tecnologia. Espera-se que a intensificação da pesquisa na área de FBN consiga, até 2020, disponibilizar inoculantes e práticas de manejo que favoreçam a FBN para reduzir, total ou parcialmente, os níveis de N-fertilizante aplicados em cultivos de diversas leguminosas, gramíneas e outras espécies de interesse.

O compromisso do Brasil na 15ª Conferência das Partes (COP15) considerou ampliar o uso da FBN na agricultura em 5,5 Mha, o que levaria a uma redução de emissão equivalente a 10 milhões de toneladas anuais de CO2 eq. em 2020. Entende-se que a meta estabelecida no Plano ABC (Agricultura de Baixa emissão de Carbono) está orientada unicamente à diminuição do consumo de N-fertilizante, diretamente com o cultivo de espécies fixadoras de N.

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Do ponto de vista social, os cenários de crescimento populacional e segurança alimentar indicam que em 2030, a população mundial deve chegar a 8,3 bilhões de habitantes, causando um aumento de 50 % na demanda global por alimentos. Para fazer frente a este cenário, torna-se necessário otimizar a produção de alimentos, fibras têxteis, oleaginosas e carne a partir da adoção das boas práticas agrícolas, das quais a FBN se destaca por fornecer nitrogênio em formas assimiláveis para plantas.

A FBN sempre se destacou pela inovação biotecnológica, por exemplo, nos avanços relacionados à formulação de inoculantes com elevada eficiência, sendo previstas grandes demandas para os próximos anos, incluindo o desenvolvimento de inoculantes múltiplos, seleção de novas estirpes, pesquisas para o avanço no conhecimento básico e geração de tecnologias portadoras de futuro.

Finalmente, é relevante mencionar que a FBN está em plena sintonia com outros programas relevantes para o país, incluindo Brasil Sem Miséria, Arco Verde, Economia Verde e demandas geradas pelo novo código florestal e outras tecnologias limpas demandadas pela sociedade. 2. Fundamentos do portfólio:

O portfólio de Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) tem por fundamento ser um sistema gerencial diferenciado para a carteira de projetos de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I), Transferência de Tecnologia (TT) e Comunicação, como estratégia de posicionamento da Embrapa em relação ao processo de FBN. Trata-se de um instrumento para prospectar demandas e oportunidades do mercado, visão de cadeia produtiva e identificação de gargalos, tendo como pressupostos a gestão de competências e reconhecimento das parcerias institucionais (Brasil e exterior). 3. Objetivo:

O portfólio de FBN tem por objetivo integrar grupos de PD&I e TT para desenvolver e transferir conhecimentos e soluções tecnológicas inovadoras, em redes público-privadas, para ampliar a adoção do processo de FBN na agricultura nos trópicos. As ações propostas neste portfólio visam maximizar a nutrição de plantas via insumos biológicos e manejos associados, permitindo a substituição parcial ou total de N-fertilizante, garantindo altos rendimentos, baixos impactos ambientais, resultando em benefícios científicos, econômicos, sociais e ambientais, como estratégia de liderança e competitividade da agricultura brasileira no mercado mundial. 4) Estrutura do portfólio e escopo de atuação:

O portfólio de FBN está estruturado em três vertentes: Aspectos Agronômicos (AA), Aspectos Tecnológicos (AT) e Estudos Transversais (ET). Foram identificadas 21 linhas de PD&I em Aspectos Agronômicos que englobam aspectos da planta, do microrganismo e da interação planta

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microrganismoambiente, cinco (05) linhas em Aspectos Tecnológicos e, nove (09) linhas em Estudos Transversais (Tabela 1).

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Figura 1. Linhas de pesquisa identificadas nas vertentes de Aspectos agronômicos (AA), Aspectos Tecnológicos (AT) e Estudos transversais (ET) para subsidiar as ações de PD&I, TT e Comunicação do portfólio de FBN.

5) Prioridades e urgências

Para o preambulo dos critérios de prioridades e urgências, são considerados os aspectos indicados no parecer do CGE em relação às culturas de cana-de açúcar, milho e forrageiras, ações para atendimento ao Plano ABC e a incorporação da FBN nos programas de melhoramento dessas espécies para a identificação de materiais genéticos mais responsivos à FBN. Além dessas, outras ações prioritárias também são destacadas: a) Aspectos Agronômicos: A análise global das prioridades, com base na matriz estabelecida (linhas de pesquisa versus culturas), sugere que as linhas de PD&I relacionadas às culturas indicadas pelo CGE (milho, cana-de-açúcar e forrrageiras), feijoeiro comum, soja, feijão-caupi, trigo, arroz e sorgo, enquanto as demais culturas devem ser consideradas a médio e a longo prazo. Quando analisados os aspectos específicos do papel desempenhado pelo microrganismo dentro desta vertente, destaca-se como alta prioridade/urgência a validação de estirpes para diversas culturas de grãos, forrageiras e leguminosas arbóreas. Enfatiza-se, ainda, o banco de caracteres (preservação/manutenção) e prospecção/seleção de bactérias diazotróficas associativas/endofíticas/simbióticas mais eficientes e identificação de microrganismos com características multifuncionais nas coleções. É necessário, também, avançar no conhecimento básico, com estudos de genômica estrutural e funcional e a bioprospecção de genes de interesse para o agronegócio.

Em relação aos aspectos da interação planta-bactéria-ambiente, destacam-se as linhas de aplicação prática tais como a introdução da FBN nos diferentes manejos, especialmente nos SPD, iLP e iLPF, métodos de inoculação/reinoculação, bem como aquelas que envolvem os avanços de conhecimento e que empregam diferentes ferramentas moleculares para o entendimento da interação planta-bactéria-ambiente. A questão do uso da FBN

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para recuperação de áreas degradadas apresenta-se como prioridade específica para as leguminosas arbóreas, ainda mais relevantes frente ao novo código florestal brasileiro. Cabe destacar que essa análise deve considerar como aspectos específicos a importância para as culturas de sorgo sacarino e gramíneas forrageiras. b) Aspectos Tecnológicos:

Verifica-se a necessidade de priorização/urgência de atuação da Embrapa no desenvolvimento de inoculantes para as culturas não-leguminosas (milho, trigo, cana-de-açúcar arroz e sorgo), por não terem alcançado os avanços tecnológicos obtidos com a soja. Os novos métodos de controle de qualidade dos inoculantes, seguidos de novos meios de cultivos, formulações e escalonamento são as linhas de PD&I que devem ser priorizadas para o desenvolvimento de insumos biológicos de qualidade. c) Estudos Transversais:

A análise da vertente indica que devem ser priorizados e com maiores urgências algumas linhas para as culturas de cana-de-açúcar, milho, feijoeiro comum, soja, feijão-caupi e leguminosas arbóreas. Ações de transferência, comunicação e marketing são altamente prioritárias. Destacam-se ainda os negócios tecnológicos seguidos de estudos para a mitigação na emissão de GEE e redução de perdas de nitrato por lixiviação. O balanço energético deve ser priorizado para as culturas da cana-de-açúcar, sorgo (especialmente sacarino) e gramíneas forrageiras (especialmente as energéticas), ao passo que políticas públicas devem ser priorizadas para as principais culturas de grãos, por exemplo, no caso da soja, visando a redução do uso de fertilizantes nitrogenados nas formulações comercializadas e o atendimento frente às novas tecnologias da cultura e cultivares mais produtivas. 6) Impactos esperados:

Os impactos oriundos da geração de tecnologias, produtos e processos advindos dos esforços da pesquisa nas três vertentes definidas no portfólio de FBN podem ser resumidos em: a) Ampliação da adoção da FBN no Brasil, com ações em parcerias público-privadas, promovendo benefícios socioeconômicos e ambientais; b) Disponibilização de novas cultivares responsivas à FBN, estirpes, inoculantes, métodos de inoculação e outros ativos tecnológicos; c) Redução de passivos ambientais e estabelecimento de balanço energético para culturas; d) Implementação de políticas públicas para ampliação da adoção da tecnologia de inoculação de microrganismos multifuncionais em leguminosas e não-leguminosas no Brasil.

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PORTFÓLIO DE PROJETOS EM INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA-

FLORESTA

Documento síntese

Ao longo das últimas três décadas o agronegócio brasileiro vem

crescendo e se transformando de maneira expressiva. A incorporação de terras da região do Cerrado ao processo produtivo nacional, em especial a partir da década de 70, explica parcela considerável desse sucesso. Em 1970, a produção de arroz, feijão, trigo, milho e soja foi de 27 milhões de toneladas. Em 2011-2012, a produção dessas culturas somou cerca 160 milhões de toneladas, representando um crescimento de 583% (CONAB, 2013). Entretanto, um grande desafio para a agricultura será contornar os problemas decorrentes de décadas de práticas agrícolas de monocultivo e de elevada pressão sobre o ambiente, tais como: a erosão e perda de fertilidade dos solos, assoreamento dos cursos d’água, poluição do solo e da água e emissões de gases de efeito estufa.

A pecuária de corte, frequentemente apontada como um segmento pouco produtivo, somente se viabilizava economicamente pela expansão da área de pastagem. Entretanto, nas últimas décadas, o modelo de produção da pecuária mudou sensivelmente e passou a priorizar tecnologias mais intensivas em capital, as quais vêm gerando significativos ganhos em produtividade e, consequentemente, liberando áreas significativas para outras atividades do agronegócio.

No período de 1950 a 1985, a expansão da área de pastagens cultivadas foi responsável por 71% do incremento de produção de carne bovina e aumento na produtividade em 29%. No entanto, entre 1985 e 2006, observou-se redução na área de pastagem e o desempenho animal respondeu por 66% do incremento de 4.664 t equivalente-carcaça. Quando esses ganhos foram computados para o período de 1950 a 2006, estimou-se o “efeito poupa-terra” em 525 milhões de hectares. Isso significa que sem estes ganhos, para se obter a mesma produção, teriam que ser incorporados à produção o adicional de 525 milhões de hectares1. Contudo, a perda de produtividade das pastagens, em razão do manejo inadequado e da falta de reposição de nutrientes, tem comprometido a produtividade animal, contribuindo para abertura de novas áreas de vegetação nativa.

Estimativas indicaram que, até 2030, o consumo mundial de madeira em toras aumentará aproximadamente 45% em relação ao consumo em 2005 e atingirá cerca de 2,4 milhões de m3 (FAO, 2009). Segundo esses estudos, a pergunta fundamental não é se haverá madeira no futuro, mas sim de onde virá, quem a produzirá e como será produzida?

O mercado interno brasileiro consome 13,5 milhões de m³ de madeira serrada oriunda de floresta natural (UNECE & FAO, 2009) e 65 milhões de m³ originados em florestas plantadas (ABRAF, 2009). A estimativa da demanda de

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madeira no mercado interno poderá atingir 300 milhões de m³ (AMS, 2005), o que significará plantar 2 a 2,5 vezes mais do que é plantado atualmente. A área de florestas plantadas para finalidade comercial é de 1,33% da cobertura florestal total, ou seja, 6,97 milhões de hectares (0,82% do território brasileiro) (ABRAF, 2011).

Diante desse cenário, o sistema de integração lavoura-pecuária-floresta torna se uma alternativa viável de produção para recuperação de áreas alteradas ou degradadas. A integração de árvores com pastagens e ou com lavouras – ILPF é conceituada como o sistema que integra os componentes lavoura, pecuária e floresta, em rotação, consórcio ou sucessão, na mesma área (Balbino et al., 2011).

A utilização da agricultura no processo de recuperação da capacidade produtiva das áreas de pastagens possibilita a adoção de práticas do controle da erosão do solo e de plantas indesejadas, bem como a adoção de fertilização das áreas de pastagens diversificando a fonte de renda nas propriedades, convertendo a pastagem solteira em pastagem arborizada (sistema silvipastoril).

Os sistemas silvipastoris apresentam potencial para aumentar e ou equilibrar a distribuição da oferta de forragem ao longo do ano, reduzir os danos causados por estresses climáticos, minimizando os efeitos negativos sobre o desempenho reprodutivo e produtivo dos animais. A otimização do desempenho animal pode ser alcançado sem efeitos negativos sobre o crescimento do pasto e das árvores, desde que práticas de manejo adequadas sejam adotadas, tais como: a adequação da pressão de pastejo para favorecer o desempenho animal e prevenir os riscos de danos às árvores.

A arborização de pastagens de baixa produtividade e ou degradadas, associada a cultivos anuais, pode ser uma alternativa para reduzir custos com correção de solo e do plantio de árvores. A presença de árvores, adequadamente dispostas em área de pastagens, proporciona melhoria nos índices de conforto térmico animal, influenciando positivamente o seu desempenho. Assim, além da ambiência animal, os benefícios da arborização de pastagens podem incluir: agregação de renda, produção ambientalmente adequada, contribuindo para a mitigação da emissão de gases de efeito estufa e melhoria da oportunidade de negócios para carne e leite produzidos a pasto.

A componente lavoura pode, ou não, ficar restrito à fase de implantação do componente florestal. De forma que, quando o sistema integra somente componentes pecuário e florestal em consórcio, configura-se a integração pecuária-floresta (silvipastoril); quando o sistema integra componentes florestal e agrícola pela consorciação de árvores com lavouras, esta configura a integração lavoura-floresta (silviagrícola).

A interação, temporal e espacial, dos componentes agrícola, pecuário e florestal torna essa modalidade de uso da terra em sistemas mais complexos do que o monocultivo. Tem sido postulado que inúmeras interações positivas e

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negativas têm lugar entre os componentes dos sistemas e que a direção e magnitude destas são determinadas pelos padrões de partição de recursos (luz, água e nutrientes) e da escala de tempo em que esses padrões são medidos.

No final dos anos 1990, surgiram propostas que envolveram o uso de sistemas de ILP com rotação lavoura-pastagem, na sequencia: produção de grãos e forragem para a entressafra e consequente acúmulo de palhada para o cultivo em sucessão de grãos em sistema de plantio direto. Dentre as plantas de cobertura utilizadas, a Brachiaria spp tem assumido importância crescente pela facilidade de cultivo e expressiva massa de forragem produzida (±20 t/ha de massa verde). Em razão disso, produtores passaram a utilizar essa forragem na alimentação animal na entressafra.

Numa visão de futuro, a demanda crescente por alimentos, bioenergia e produtos florestais, em contraposição à necessidade de redução de desmatamento e mitigação da emissão de gases de efeito estufa, exige soluções que permitam incentivar o desenvolvimento socioeconômico sem comprometer a sustentabilidade dos recursos naturais. A intensificação do uso da terra em áreas agrícolas e o aumento da eficiência dos sistemas de produção podem contribuir para harmonizar esses interesses.

O interesse nesse modelo de exploração apoia-se nos benefícios potenciais que podem ser auferidos pelo sinergismo entre os diferentes componentes do sistema. Como exemplo, destacam-se: a) Melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo; b) Maior taxa de infiltração, armazenamento de água no solo e sequestro de carbono decorrente do aumento na matéria orgânica do solo; c) Redução da erosão e perdas de nutrientes do solo pela melhor cobertura vegetal; d) Mitigação do déficit de forragem no período de estresses climáticos (seca, geada, vento), um dos principais problemas da pecuária a pasto do país; e) Mitigação do efeito de anomalias climáticas na produção dos componentes agrícola e pecuário; f) Maior eficiência de uso de fertilizantes proporcionada pela maior ciclagem de nutrientes por meio dos componentes perenes do sistema (pasto e árvores); g) Redução de algumas doenças, de insetos-pragas e de plantas daninhas; h) Redução de riscos econômicos pela diversificação espacial e temporal de produtos; i) Redução de uso de agrotóxicos; j) Redução na emissão de metano por unidade de produto animal, pela maior oferta de forragem em termos de quantidade e qualidade em comparação à pecuária tradicional; k) Mitigação da emissão de GEE’s nos sistemas; l) Redução do custo na recuperação/renovação de pastagens em processo de degradação ou degradadas; m) Redução do estresse térmico pelo sombreamento das pastagens, influenciando positivamente a reprodução o desempenho animal (ganho de peso, produção de leite);

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n) Melhoria reprodutiva e desempenho animal (ganho de peso, produção de leite) pelo sombreamento das pastagens; o) Agregação de renda pelo produtor com a produção ambientalmente adequada proporcionada pelos sistemas ILPF; p) Intensificação e utilização racional dos fatores de produção.

Em razão desses benefícios potenciais, a ILPF foi incluída entre as tecnologias que compõem os compromissos voluntários assumidos pelo Brasil na COP-15, que resultaram na criação do Plano Setorial para a Consolidação de uma Economia de Baixa Emissão de Carbono na Agricultura, o que se convencionou chamar de Plano ABC (Agricultura de Baixa Emissão de Carbono). Além disso, foi sancionada Lei 708/07 que institui a Politica Nacional de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) objetivando fomentar novos modelos de uso da terra, conjugando a sustentabilidade do agronegócio com a preservação ambiental.

Ademais, as pesquisas em integração lavoura-pecuária-floresta, na década de 2000, receberam a atenção de várias instituições. A maioria dos estudos focaram no consórcio de forrageira com culturas de grãos e na melhoria das propriedades químicas, fisicas, biológicas do solo. Alguns estudos sobre o efeito de forrageiras no ciclo de pragas e doenças também tem sido realizados, mas, ainda necessitam de informações robustas para os diferentes contextos regionais. Entretanto, a eficiência de uso de defensivos agrícolas, controle de pragas e moléstias, ocorrência e ciclo de endo e ectoparasistas em animais, manejo de pastagens e essências florestais nesses sistemas não foram suficientemente estudados ou não foram estudados. Outro tema que merece atenção é o efeito do pastejo na ciclagem de nutrientes nos sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta. Estudos sobre a introdução do componente arbóreo nesse sistema devem ser incentivados e ampliados. A fim maximizar a produtividade dos componentes (agrícola, animal e florestal) os estudos devem focar na diversificação de espécies arbóreas e forrageiras tolerantes ao sombreamento, arranjo e densidade de árvores, ciclagem de nutriente e ambiência animal. E, de igual importância, avaliar o efeito do conforto térmico, proporcionado pela sombra das árvores, no desempenho animal.

Outra lacuna importante, que implica em uma limitação na difusão do sistema ILPF, é a relativa carência de estudos abrangentes de avaliação econômica. A maioria dos estudos relacionados ao tema concentram esforços em avaliações econômico-financeiras pontuais deixando de considerar aspectos importantes que influenciam as decisões dos produtores, como por exemplo: a situação socioeconômica do produtor; necessidade de investimento; implicações da escala produtiva no padrão de investimentos, financiamentos, custos, receitas e lucratividade; a analise das barreiras relacionadas à implementação do sistema; a avaliação da questão da mitigação dos riscos produtivos; e se os potenciais benefícios socioambientais vislumbrados realmente se aplicam e se podem ser explorados como atividade econômica. Esses pontos são dimensões de análise que carecem de maiores discussões e são questionamentos que os trabalhos relacionados aos aspectos

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econômicos do sistema ILPF, até o presente momento, não conseguem responder.

Embrapa e seus parceiros, nas últimas duas décadas, têm contribuído muito para o avanço de conhecimentos e tecnologias em sistemas de integração lavoura-pecuáriafloresta em suas diferentes modalidades. No entanto, a diversidade edafoclimática e sociocultural do país indica a necessidade de ampliar/intensificar as ações de PD&I e de TT a fim de avaliar viabilidade bioeconômica das diferentes possibilidades de integração dos componentes agrícola, pecuário e florestal em diferentes contextos regionais.

Ademais, além dos aspectos de pesquisa extremamente relevantes, expressiva área (mais de 500 ha) de experimentos de longa duração e de unidades de referência tecnológicas constituem a base física de atividades de Transferência de Tecnologias em ILP e ILPF e do Plano ABC executadas regularmente em dentro das áreas física de várias Unidades da Embrapa. Além disso, algumas dezenas de unidades são conduzidas em parceria com produtores nas diversas regiões do país. No entanto, a base de conhecimentos para o entendimento e manejo de desses sistemas ainda é limitada. Objetivo Geral

Mapear e apoiar a organização, geração, integração e disseminação de conhecimentos e tecnologias sobre ILPF em apoio a formulação de estratégias de PD&I e TT com foco na sustentabilidade e competitividade destes sistemas complexos. Objetivos específicos · Identificar fatores e processos limitantes relacionados à pesquisa em sistemas de ILPF, com vistas à indução de projetos para a geração de novos conhecimentos e/ou de tecnologias; · Prospectar alternativas de alocação dos componentes agrícola, animal e floresta, para diferentes contextos regionais, visando à maximização das respostas bioeconômicas e dos benefícios ambientais; · Adaptar e ou desenvolver métricas robustas para a avaliação da sustentabilidade de sistemas de ILPF, considerando diferentes horizontes temporais; · Gerar informações econômicas para maior entendimento do sistema; · Fomentar análises do custo de oportunidade de sistemas complexos (ILPF) vis-à-vis aos sistemas especializados de produção de grãos, pecuária e floresta para diferentes contextos regionais; · Fomentar a estratégia da Embrapa referente aos experimentos de longa duração e das unidades de referência tecnológicas (URT), ampliando o monitoramento das transformações agronômicas, zootécnicas e ambientais, com foco nas lacunas de conhecimento; · Incentivar a multidisciplinaridade e ao escopo transdisciplinar nas ações de PD&I em sistemas de ILPF, como tática para o estímulo ao entendimento e compreensão de processos e propriedades em agroecossistemas complexos;

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· Ampliar e intensificar a transferência de conhecimentos e de tecnologias validadas e a capacitação associada à rede de técnicos multiplicadores de ILPF nas diferentes regiões. Estrutura do Portfólio A estruturação do Portfólio de ILPF apoiou-se no documento ‘Planejamento do Portfólio de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF)’ elaborado pelo Grupo de Trabalho de Planejamento do Portfólio de ILPF (Portaria nº 711/2012).

As linhas de pesquisas prioritárias estão distribuídas em três temas: tecnologia; socioeconomia e transferência de tecnologia (Figura 1, Tabela 1). Ressalte-se que, considerando o caráter dinâmico deste portfólio, ajustes podem ser realizados conforme forem identificadas novas necessidades de conhecimento e demandas tecnológicas.

A organização dos projetos deverá ser por região a fim de, potencialmente, aumentar a interação entre as Unidades da Embrapa e com as demais instituições.

Figura 1. Esquema da estrutura do portfólio de integração lavoura-pecuária-floresta.

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Tabela 1. Linhas prioritárias de pesquisa para integração lavoura-pecuária.

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PORTFÓLIO DE PROJETOS EM SANIDADE ANIMAL

Documento Síntese

Introdução

A pesquisa em sanidade animal, por sua importância estratégica para a pecuária brasileira foi identificada pela Diretoria Executiva de Pesquisa e Desenvolvimento como uma área prioritária para estruturação de um Portfólio de Pesquisas. Um grupo de trabalho foi constituído com o objetivo de planejar esse portfólio de projetos em saúde animal para: a) Definir a situação atual do tema na Embrapa (estado da arte). b) Identificar produtos, tecnologias, serviços e conhecimentos potenciais a ser disponibilizados à sociedade nos próximos 10 anos. c) Propor um caminho científico-tecnológico a ser a ser seguido, definindo uma agenda de curto, médio e longo prazo dos temas em Pesquisa, Desenvolvimento & Inovação (PD&I) e Transferência de Tecnologia (TT).

O trabalho do grupo abordou esses pontos e avaliou o papel da pesquisa da Embrapa neste contexto visando o controle de doenças, a melhoria da segurança dos alimentos de origem animal, o apoio para defesa sanitária animal na prevenção e controle de doenças que possam ameaçar a saúde animal e pública e controle das doenças que afetam a produção e competitividade das cadeias produtivas de carne bovina, suínos, aves (frango), ovos, leite e derivados, caprinos, ovinos, aquicultura (peixes, camarão, moluscos e bivalves), equinos e bubalinos. Este documento apresenta uma síntese do escopo técnico e abrangência temática do portfólio, seus objetivos e desafios. Estabelece o entendimento sobre a evolução e tendências da pesquisa em sanidade animal nas questões relacionadas a mercado, inovações tecnológicas e regulação, e modela uma governança para o portfólio de projetos de PD&I, Transferência de Tecnologia, Comunicação Empresarial e Negócios Tecnológicos. Antecedentes

A agricultura e a pecuária são setores essenciais da economia brasileira, sendo importantes para o crescimento econômico e para o equilíbrio cambial do país. A agricultura responde por cerca de 6% do PIB (25% quando se inclui o agronegócio) e 36% das exportações brasileiras. Parte significativa do agronegócio nacional é concentrada no setor da pecuária, principalmente a produção de carne bovina e de aves (segundo lugar mundial), carne suína (quarto produtor mundial), leite, pescados e ovos. Na aquicultura, entre os anos de 1990 e 2009, a produção apresentou um crescimento de 2.030,6%, e continua em expansão, com média de 18,1% ao ano. As carnes são uns dos líderes de exportação no agronegócio brasileiro. A expectativa é de que até 2020, a produção nacional total de carnes suprirá 44,5% da demanda mundial. A de frango terá 48,1% das exportações mundiais e a participação da carne

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suína de 14,2%. A Federação das Indústrias do Estado de São Paulo (FIESP) projeta, para 2020, uma produção de 11,9 milhões de toneladas para a carne bovina brasileira. A produção de leite no Brasil cresce numa média de 4% ao ano, sendo que 26% dos estabelecimentos agropecuários existentes no Brasil, ou 1,35 milhão dedicam-se, pelo menos parcialmente, à atividade leiteira (IBGE, 2013). O grande desafio para a maior competitividade e o desenvolvimento mais amplo da cadeia produtiva do leite no Brasil é a qualidade do leite cru, que reflete no rendimento industrial, sem contar com o aumento da exigência de consumo de produtos lácteos com maior qualidade e segurança.

A interrupção temporária ou permanente da produção animal causa consequências locais, e desencadeiam uma cascata de outros eventos, ampliando a sua importância no equilíbrio do suprimento de proteínas de origem animal para a população humana. Considerando os fatores de produção, os agentes das doenças são os que mais ameaçam a estabilidade dos sistemas produtivos. O impacto das doenças animais excede 20% na produção de animais em todo o mundo. A Organização Mundial de Saúde Animal - OIE, alerta que esses impactos socioeconômicos causados por enfermidades animais gerariam mundialmente um aumento da pobreza, considerando que hoje, um bilhão de agricultores sobrevivem da produção. Além disso, países perdem oportunidades comerciais por causa do status sanitário e não recebem investimentos. Esse fator pode causar a insatisfação da população e, em determinados casos, desencadear alterações na configuração do poder vigente.

Um relatório publicado pela USAID em 2009 (United States Agency International Development – Agência de Desenvolvimento Internacional dos Estados Unidos) sobre Ameaça de Epidemias Emergentes (Emerging Pandemic Treats ou EPT) indicou que mais de 75% das doenças humanas emergentes do último século são de origem animal ou zoonoses. Além disso, aponta a Região Amazônica, entre um dos locais onde novas doenças emergiram no passado, um dos futuros “hot spots”. Assim, doenças ou zoonoses emergentes ou reemergentes devem ser consideradas prioridades estratégicas na pesquisa em saúde animal no Brasil.

A Defesa Sanitária Animal é prioridade do Governo Federal e o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) tem tido apoio da Embrapa para a solução de problemas pontuais de saúde animal A Embrapa, como empresa de pesquisa vinculada ao MAPA, precisa ser referência na pesquisa de sanidade animal para que possa dar o devido suporte às ações empreendidas pelos ministérios, evitando que o país fique vulnerável às barreiras não tarifárias no comércio internacional, e para melhorar as condições sanitárias dos produtos de origem animal que são destinados aos dos mercados. É incontestável que o foco da pesquisa em Sanidade da Embrapa deve, prioritariamente ser em prevenção e controle de agentes de doenças, em sua forma mais ampla, apoiando as ações da Defesa Sanitária Animal do MAPA e do Ministério da Pesca e Aquicultura (MPA).

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A atuação em pesquisa em sanidade animal na Embrapa é muito dinâmica e os números mudam rapidamente. Os últimos levantamentos realizados indicaram que, em sanidade animal a Embrapa conta atualmente com aproximadamente 80 pesquisadores que atuam em 18 centros de pesquisa com uma carteira de 155 projetos em andamento, com 512 parcerias (média de 3,2 por projeto), sendo o montante financiado de aproximadamente 30 milhões de reais (50% dos recursos são do SEG). Além das Unidades, um pesquisador da área de sanidade animal atua junto ao Labex- USA. Escopo do portfólio

O portfólio de projetos de PD&I em sanidade animal visa o diagnóstico, o controle, prevenção e/ou erradicação de agentes de doenças animais, por meio de ações de pesquisa, desenvolvimento e transferência de tecnologia no âmbito do território nacional ou, atendendo a demandas de países parceiros. O portfólio irá considerar três vertentes: a) Ações de pesquisa relacionadas aos agentes de doenças transmitidas por alimentos (DTAs) ou segurança dos alimentos de origem animal, b) Ações de pesquisa relacionadas a agentes de doenças de importância estratégica para o sistema de defesa sanitária e c) Ações de pesquisa relacionadas aos agentes de doenças responsáveis por prejuízos na produção animal. O foco do portfólio é proteger a produção e a competitividade das cadeias produtivas de carne bovina, suínos, aves (frango), ovos, leite e derivados, caprinos, ovinos, aquicultura (peixes, camarão, moluscos e bivalves), equinos e bubalinos. Estudos transversais apoiam essa pesquisa, focando prioritariamente em epidemiologia veterinária, imunologia e vacinologia animal, biotecnologia aplicada à saúde animal, patogenia, patologia comparada, estudos econômicos das doenças animais, resistência genética do hospedeiro a patógenos animais, saúde pública veterinária e bem estar animal. Vertente: Segurança dos Alimentos; Tema: Detecção, prevenção e controle de contaminantes microbiológicos em produtos de origem animal (carne, ovos, gordura e leite). Subtemas: - Suínos e aves: infecção / contaminação por patógenos e suas toxinas (salmonelose, campilobacteriose, toxoplasmose), - Organismos aquáticos: parasitoses e contaminantes aquáticos, - Caprinos e ovinos (corte e leite): contaminação por patógenos e suas toxinas, - Bovinos / bubalinos (corte e leite): contaminação por patógenos e suas toxinas. Vertente: Apoio à Defesa Sanitária; Tema: diagnóstico, prevenção, controle e erradicação de agentes de doenças infecciosas e priônicas e na segurança de insumos para biotécnicas de reprodução. Subtemas: -Suínos: brucelose, tuberculose, febre aftosa, influenza, doença de Aujeszky,

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micobacterioses, peste suína clássica (africana), PRRS (síndrome reprodutiva e respiratória dos suínos), enteroviroses (Teshen) e triquinelose, -Aves: influenza aviária de alta patogenicidade H5 e H7, doença de Newcastle, laringotraqueíte e influenza, -Bovinos e bubalinos: brucelose, tuberculose, febre aftosa e outras doenças vesiculares, BSE (encefalopatia espongiforme bovina), erliquiose e raiva, -Equinos: anemia infecciosa equina, mormo e encefalites virais, - Caprinos e ovinos: artrite encefalite caprina, Maedi-Visna, epididimite ovina, scrapie, brucelose, tuberculose e língua azul, - Organismos aquáticos (camarão): mancha branca, viremia primaveril, - Segurança de insumos e material genético (sêmen, embrião e oócitos) para biotécnicas da reprodução. Vertente: Doenças da produção; Tema: diagnóstico, prevenção, controle e erradicação de agentes de doenças infecciosas e parasitárias no contexto dos sistemas de produção, na qualidade do leite e controle da mastite. Subtemas: - Aves: bronquite infecciosa, dermatose, celulite, anemia infecciosa das aves, coccidiose, micoplasmose, - Equinos: pitiose, tripanosomose, encefalites (no contexto da produção e da defesa, versus aves migratórias), garrotilho, - Bovinos e bubalinos: mastite, diarreia viral bovina, rinotraqueíte infecciosa bovina, doenças parasitárias, leptospirose, neosporose, clamidofilose, papilomatoses, ceratoconjuntivite infecciosa bovina, campilobacteriose, tricomonose, plantas tóxicas, - Caprinos e ovinos: mastite, doenças parasitárias, linfadenite caseosa, clostridioses, micoplasmoses, - Suínos: doenças do complexo respiratório (circovirose, influenza, micoplasmose, pasteurelose, Haemophillus parasuis, pleuropneumonia), diarréia do leitão lactente, - Organismos aquáticos: Ichthyophthirius multifilus, Trichodinídeos, Acantocefalus, Monogenoides, Columnariose, Aeromonas, Streptococcus. Objetivo geral do Portfólio de Projetos em Sanidade Animal na Embrapa:

Apoiar gerencialmente a organização dos projetos em sanidade animal na Embrapa com o objetivo de direcionar, promover e acompanhar a obtenção dos resultados finalísticos a serem alcançados no tema, considerando-se os objetivos estratégicos da empresa. Os resultados a serem obtidos devem proteger e assegurar a segurança da pecuária nacional através da detecção, prevenção, controle e tratamento dos agentes das enfermidades animais. Pesquisas básicas e aplicadas devem ser direcionadas à solução de problemas sanitários para as cadeias de produção animal do Brasil. Os objetivos específicos do portfólio de sanidade animal visam: a) Promover projetos para desenvolvimento e geração de tecnologias, produtos e processos (TPPs) que atendam as cadeias produtivas da pecuária nacional

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propiciando que a Embrapa seja referência internacional em saúde animal, principalmente no Mercosul. b) Fortalecer as relações institucionais entre a equipe de sanidade animal da Embrapa e ministérios no sentido de ampliar o espaço de atuação junto aos programas sanitários e câmaras técnicas, atendendo suas demandas por soluções tecnológicas. c) Apoiar a formação de redes de pesquisa seja com o setor público ou privado para o atendimento de temas estratégicos para o país, na área de sanidade animal. d) Monitorar tendências em PD&I e prospectar oportunidades de cooperação técnica científica com as diferentes instituições de C&T do país e exterior. e) Propiciar a maior interação entre as Unidades Descentralizadas e o Labex para a cooperação em projetos de pesquisa. f) Identificar áreas de capacitação visando o aperfeiçoamento em pesquisa na fronteira do conhecimento e facilitar o intercâmbio de cientistas entre instituições parceiras. g) Otimizar os recursos humanos e de infraestrutura em saúde animal na Embrapa com vistas à ampliação da capacidade de resposta da pesquisa na área por meio de atuação em rede. h) Viabilizar junto às instituições parceiras, como o MAPA e o MPA (Ministério da Pesca e Aquicultura) o atendimento de necessidades para execução de pesquisa (vide pontos críticos abaixo). O Portfólio de Pesquisa em Sanidade Animal deve focar nas seguintes prioridades e estratégias: Ações sugeridas em curto e médio prazos (próximos cinco anos):

Fortalecer as relações institucionais com o MAPA promovendo a maior aproximação entre as equipes de sanidade animal das Unidades Descentralizadas e dos Laboratórios de Referência do MAPA para o intercâmbio de expertises entre os laboratórios de referência (LANAGRO) e as Unidades Descentralizadas e acesso à estrutura física de laboratórios colaboradores para padronização / validação e execução dos testes padrão ouro do OIE, de técnicas rápidas para o diagnóstico eficiente e eficaz de doenças, visando atender as demandas dos programas sanitários de maneira mais eficaz. A possibilidade de compartilhamento de estrutura física dos laboratórios de referência do MAPA poderá também solucionar entraves relacionados à carência de laboratórios com nível de biossegurança adequado para algumas doenças listadas pela OIE, bem como para o acesso à cepas de referência, células de cultivo, banco de amostras biológicas; manutenção de animais doadores de amostras padrão de referência para os testes diagnósticos.

Engajamento efetivo das Unidades Descentralizadas da Embrapa nos programas de pósgraduação, com alocação sistemática de bolsistas (mestrandos, doutorandos e pós-doutorandos e outros bolsistas em projetos de pesquisa nas diferentes UDs, bem como na capacitação de recursos humanos,

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por meio de disciplinas e cursos formais em Mestrados e Doutorados de Universidades parceiras. Ações sugeridas em longo prazo (próximos dez anos): 1. Apoiar a continuidade das pesquisas prioritárias em andamento em sanidade animal na Embrapa, bem como fomentar a implementação de novas linhas que venham a atender demandas prospectadas, unindo esforços para a produção de insumos, validação de técnicas, bem como fortalecer a Embrapa para atender aos novos desafios com qualidade e confiabilidade. 2. Explorar o plano estratégico de pesquisa e negócios na área, procurando fazer alianças com empresas nacionais e multinacionais. 3. Direcionar ações em transferência de soluções tecnológicas voltadas para os principais problemas sanitários das cadeias produtivas priorizando o desenvolvimento e oferta de tecnologias em: a) Ferramentas de Diagnóstico devidamente validadas b) Desenvolvimento e validação de imunobiológicos (vacinas, antígenos, etc.), c) Prospecção de ativos da biodiversidade para o desenvolvimento de agentes fitoquímicos para a prevenção e controle de doenças. d) Novas estratégias de prevenção e controle regionalizado de agentes de doenças animais embasadas na identificação e manejo de fatores risco e) Gestão de contaminantes microbiológicos em rebanhos para produção de alimentos seguros; f) Medidas de biossegurança tanto para os sistemas de produção animal quanto no trânsito e utilização do germoplasma animal (sêmen, embriões, ovócitos bem como ovos e larvas (espécies aquícolas) g) Desenvolvimento, validação e transferência de práticas e processos que garantam o bem estar animal e a ética no uso de animais de pesquisa, nos diferentes sistemas de produção, de forma a atender os padrões e recomendações preconizados pela OIE, que considera a existência de uma relação crítica entre bem estar e saúde animal. 4. Investir na identificação e caracterização do patrimônio genético microbiológico avaliando os riscos potenciais associados à sua disseminação tanto entre as populações animais quanto na interface com as populações humanas com enfoque na perspectiva One World, One Health (Um mundo, uma saúde), cuja adoção é recomendada pela OIE. 5. Buscar maior atuação e capacitação das equipes de pesquisa em bem estar voltada para a saúde animal. Essas pesquisas devem focar em validação e implantação de indicadores de bem estar animal e aspectos éticos em pesquisa utilizando animais, visando um alinhamento aos preceitos e recomendações mais atuais da OIE. 6. Desenvolver e validar tecnologias de saúde animal para sistemas alternativos de produção relacionadas, principalmente, às determinações de uso e restrições referentes a diversos insumos, principalmente fármacos e vacinas transgênicas. Estudos direcionados ao desenvolvimento de vacinais vivas atenuadas, métodos de controle biológico e caracterização de biomoléculas ativas para produção de insumos fitoterápicos e indutores de

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resposta metabólica mostram-se como opções para atender as necessidades sanitárias em sistemas alternativos de produção animal. 7. Prospectar as interfaces para o desenvolvimento de pesquisa e inovação deste portfólio com os demais portfólios e redes na Empresa, como por exemplo, os Portfólios de Aquicultura, Mudanças Climáticas, Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (iLPF), de Inovação em Reprodução Animal (Rede Biotec) e Rede Genômica. 8. Fomentar pesquisas para identificação e caracterização de agentes de doenças de animais aquáticos, estudos de fatores de risco visando o seu manejo, desenvolvimento de testes de diagnóstico, estratégias de prevenção e controle bem como análises de resíduos e contaminantes nos sistemas aquícolas em parceria com o MPA . O Portfolio de Pesquisa em Sanidade Animal deve focar nas seguintes linhas temáticas prioritárias: 1 - Implementação de ações de pesquisa e transferência de tecnologias em doenças emergentes e reemergentes (doenças transmitidas por alimentos e zoonoses) por demanda do sistema produtivo e dos órgãos de defesa. MP2, MP3, MP4, MP5. 2 - Implementação de ações de pesquisa e transferência de tecnologias em detecção, controle e/ou prevenção de agentes de doenças transmissíveis por alimentos ou de apoio à Defesa Sanitária, como as salmoneloses, campilobacterioses, brucelose, tuberculose, linfadenite caseosa, encefalopatias (scrapie, BSE), exemplos de demandas indicadas pela indústria, produtores e órgãos de defesa. MP2, MP3, MP4, MP5. 3 - Implementação de demandas expressamente indicadas pelo MAPA, MPA e Órgãos Estaduais de Defesa por meio de seus programas sanitários existentes ou aqueles que venham a ser articulados com esses órgãos. MP2, MP3, MP4, MP5. 4 - Desenvolvimento e produção de insumos para diagnóstico ou controle de doenças. MP2, MP3, MP4, MP5, MP6. 5 - Estabelecimento de conjunto de ações de pesquisa relacionadas aos agentes de doenças de equinos. MP2, MP3. 6 - Desenvolvimento e implementação de ações de transferência de tecnologia para garantir a segurança de insumos para biotécnicas de reprodução. MP3, MP4. 7 - Implementação de ações de pesquisa e transferência de tecnologia para o controle de parasitas em ruminantes (bovídeos e pequenos ruminantes) atualizados para as condições de criação modernas. MP2, MP3, MP4, MP6. 8 - Implementação de ações de pesquisa relacionadas à geração de tecnologias para a saúde de pescados provenientes de sistemas aquícolas de produção, as quais poderão também apoiar políticas públicas relacionadas à segurança dos alimentos principalmente em âmbito federal junto ao MPA. MP2, MP3, MP4, MP5, MP6. 9 - Implementação de ações de pesquisa e transferência de tecnologias em detecção, controle e/ou prevenção de agentes de doenças da produção como as mastites e as causadas pelo complexo de doenças respiratórias dos suínos, demandas indicadas pela indústria e produtores. MP2, MP3, MP4, MP5, MP6.

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10 - Avaliação do impacto de soluções tecnológicas, práticas ou processos no âmbito do diagnostico, prevenção ou controle em saúde animal, visando estabelecer indicadores para a valoração acurada tanto dos problemas sanitários no contexto dos sistemas produtivos quanto das soluções desenvolvidas e transferidas pela Embrapa. MP5. 11 - Viabilização da implantação de centros colaboradores ou laboratórios de referência de agentes infecciosos de doenças animais ou zoonoses junto a organismos internacionais como OIE e FAO em apoio à demanda oficial. MP5. 12 - Desenvolvimento, adaptação ou transferência de soluções tecnológicas em saúde animal para os sistemas de produção de base ecológica, visando à inserção produtiva e/ou a melhoria da qualidade, redução ou eliminação de riscos sanitários nos processos de agregação de valor, de produtores familiares, comunidades tradicionais ou indígenas. MP2, MP3, MP4, MP6. 13 - Mapeamento, análise de risco e monitoramento de doenças animais, em parceria com os órgãos de defesa animal no âmbito federal ou estadual. MP2, MP5. 14 - Implementação de ações de comunicação visando ações de educação sanitária em parceria com os órgãos de defesa estadual. MP4.

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Mapa de oportunidades

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PORTFÓLIO DE PROJETOS EM AQUICULTURA

DOCUMENTO SÍNTESE

De acordo com dados da FAO (2012), a produção mundial de pescados

foi superior a 145 milhões de toneladas em 2009. O consumo per capita de pescados no mundo é superior a 17 kg/hab/ano e no Brasil é de apenas 9,5 kg/hab/ano, entretanto, entre 2005 e 2010 foi registrado um aumento superior a 32% (MPA, 2012). A produção nacional não é suficiente para atender a essa demanda, mostrando a necessidade de aumento da produção de pescado no país. O Brasil apresenta grande potencial na área, considerando sua extensão costeira, clima favorável, grande variedade de espécies com potencial para cultivo e disponibilidade de água doce, considerada a maior do mundo. Destaca-se também a possibilidade de utilização de Parques Aquícolas em águas da União para produção de peixes em tanques rede e moluscos bivalves. Diante disso, é evidente a necessidade de pesquisas para consolidar o desenvolvimento da aquicultura, a partir da realização de estudos que visem o estabelecimento de pacotes tecnológicos para as espécies brasileiras com potencial zootécnico, abrangendo todas as fases do sistema de produção: reprodução, larvicultura, engorda, manejo dos sistemas produtivos, processamento e comercialização, considerando os aspectos de melhoramento genético, nutrição, sanidade, gestão ambiental e Boas Práticas de Manejo.

O esforço inicial da Embrapa em pesquisa na área de aquicultura concentrou se no desenvolvimento de tecnologias para a produção de tambaqui, pintado, cachara, tilápia, pescada amarela, bijupirá, pirarucu, camarão cinza, tracajá, ostras, caranguejo-uçá, peixes ornamentais e peixes detritívoros. Para melhorar o desempenho na área foi proposto um projeto de âmbito nacional, denominado Projeto AQUABRASIL, em parceria com demais instituições de pesquisa e iniciativa privada que geraram tecnologias, processos e serviços aplicáveis ao melhoramento genético do animal; promoção do controle sanitário integrado; desenvolvimento de rações; aperfeiçoamento dos sistemas de produção, gestão ambiental e Boas Práticas de Manejo (BPM); e o desenvolvimento de novos produtos buscando aproveitamento integral do pescado.

Nesse sentido, o foco das pesquisas no âmbito do Portfólio da Aquicultura da Embrapa será gerar conhecimentos e tecnologias que possam promover o avanço do setor aquícola como um componente importante do agronegócio e, portanto, é fundamental: 1) a utilização 2 de investimentos financeiros; 2) a identificação e fortalecimento das competências no setor e 3) definição de critérios e escala de priorização de espécies.

Além disso, o Portfólio da Aquicultura tem como prioridade a transferência de tecnologia cujo objetivo será contribuir para a solução de problemas e a transformação de sistemas produtivos, por meio de ganhos sociais, econômicos e ambientais. Para tanto, esse processo envolverá intercâmbio de conhecimentos, aprendizagem e habilitação para uso de tecnologias. Nesse sentido, o Portfolio da Aquicultura ainda prevê interações

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de comunicação e de negócios articuladas para construir arranjos sociais, institucionais e mercadológicos que facilitem a transferência e, ainda, mostrem os principais problemas que merecem atenção para a definição e disponibilização de uma solução tecnológica.

O mapeamento simplificado do complexo produtivo aquícola, apresentado pelo BNDES (2012), representa as etapas pelas quais os insumos passam até chegar ao consumidor final (Figura 1). Representações como essa são úteis para mostrar os atores-chave e seus relacionamentos, bem como para identificar pontos em que tecnologias são necessárias para solucionar problemas.

A avaliação da adoção das tecnologias, a satisfação dos usuários e os impactos econômicos, sociais e ambientais possibilitará a obtenção de informações importantes para melhorar o processo de transferência e a escolha das tecnologias adequadas a cada segmento. A proposta do Portfólio da Aquicultura da Embrapa consiste em ampliar a capacidade de pesquisa para o desenvolvimento tecnológico do setor com foco primordial na inovação. A inovação em aquicultura é prioridade para o Brasil, considerando sua capacidade de contribuir para o crescimento econômico e o desenvolvimento socioambiental.

Portanto, para evitar a fragmentação do conhecimento e contribuir com tecnologias que permitam que o pescado brasileiro cresça em escala competitiva, a Embrapa, diante dos cenários nacional e internacional presentes, propõe que suas ações de pesquisas sejam concentradas nas seguintes espécies: tilápia (Oreochromis niloticus), tambaqui (Colossoma

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macropomum), pirarucu (Arapaima gigas), cachara (Pseudoplatystoma reticulatum), camarãocinza (Litopennaeus vannamei), bijupirá (Rachycentron canadus), jundiá (Rhamdia quelen), peixes ornamentais e outras espécies, segundo demandas de mercado bem justificadas. Com foco nas espécies já selecionadas, os esforços da Embrapa no âmbito do Portfólio da Aquicultura serão direcionados para superar alguns dos principais gargalos regulatórios, econômicos e tecnológicos indicados no diagnóstico realizado pelo BNDES (2012). Para contribuir na superação desses gargalos regulatórios e econômicos ficou evidente a necessidade de se realizar pesquisas

contemplando a cadeia produtiva do pescado como um todo, conforme indicado na figura 2, e, portanto foram selecionados espécies e temas de pesquisa prioritários.

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Prioridades de pesquisa em Aquicultura:

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PORTFÓLIO EM PESQUISA, DESENVOLVIMENTO, INOVAÇÃO E TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA (PDI&TT) EM PALMA DE ÓLEO

DOCUMENTO SÍNTESE

ANTECEDENTES

O cultivo da palma de óleo no Brasil empregando técnicas agronômicas para alta produtividade, principalmente com uso de cultivares de alto desempenho, foi iniciado na década de 1960, no estado do Pará. Em meados do século passado o Instituto Agronômico do Norte (IAN), hoje Embrapa Amazônia Oriental, iniciou o estudo de aptidão no Pará de materiais melhorados introduzidos da África por meio de acordo de cooperação com o IRHO (Institut de Recherches pour les Huiles et Oléagineux), da França, atual Centre de Coopération Internationale en Rechecher Agronomique pour le Développement (Cirad). Foi também no IAN, em 1952, realizado o primeiro cruzamento interespecífico entre as espécies de palma de óleo americana (caiaué) e africana (Muller e outros, 2006). Contudo, foi no inicio da década de 1980, com objetivo de atender a demanda tecnológica que daria suporte ao Programa Nacional de Óleos Vegetais para Fins Energéticos (PROÓLEO), instituído pelo governo brasileiro, que a Embrapa estabeleceu o Programa Nacional de Pesquisa do Dendê (PNP-Dendê) e transformou o Centro Nacional de Pesquisa de Seringueira, localizado em Manaus-AM, em Centro Nacional de Pesquisa de Seringueira e Dendê (CNPSD), hoje Embrapa Amazônia Ocidental (CPAA).

No CNPSD foi criado em 1982 o Campo Experimental do Rio Urubu (CERU), localizado no município de Rio Preto da Eva-AM, e por meio de acordo de cooperação técnica com o IRHO, atual Cirad, foi introduzido no CERU germoplasmas de palma de óleo africana (Elaeis guineensis), tanto selvagem como em avançado estágio de melhoramento (2º ciclo de seleção recorrente), o que permitiu o estabelecimento de um programa capaz de desenvolver tecnologia de alto nível para dar suporte ao desenvolvimento da palmicultura nacional. No Banco de Germoplasma estabelecido no CERU foi também introduzida a palma de óleo americana, o caiaué (E. oleifera), a partir de ampla coleta de germoplasma da espécie realizada no início da década de 1980 ao longo dos principais rios do Amazonas. Embora no início do programa de melhoramento a prioridade tenha sido o desenvolvimento de cultivares de palma de óleo africana do tipo tenera, também foram iniciados os estudos de hibridação interespecífica entre a palma de óleo africana e o caiaué. Como resultados desse programa foram lançadas sete cultivares de palma de óleo tipo tenera e um hibrido interespecífico e estabelecidos os campos de produção de sementes que atendem parte do mercado nacional, já tendo sido feitas também várias exportações, particularmente para a Colômbia e Equador.

No âmbito do PNP-Dendê foram também desenvolvidos estudos nas áreas de nutrição mineral, fitossanidade e práticas de cultivo, tanto no Amazonas como no Pará, tendo a Embrapa contribuído para o desenvolvimento de um sistema de produção adaptado as condições de cultivo

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da palma de óleo no Brasil. Contudo, por falta de incentivos e com a descontinuidade do PROÓLEO devido à baixa do preço do petróleo, o desenvolvimento da palmicultura nacional foi modesto entre as décadas de 1980 e 2000. Na década de 2000, com os programas lançados pelo Governo Federal: Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel (PNPB), em 2004, e o Programa de Produção Sustentável da Palma de Óleo no Brasil, em 2010, a cultura entrou em um novo período de expansão. A Embrapa elaborou sob demanda do Governo Federal o Zoneamento Agroecológico para a Cultura da Palma de Óleo (ZAE-Palma de óleo), que identificou somente nas áreas já desmatadas na Amazônia Legal, aproximadamente 30 milhões de hectares aptos para o cultivo da palma de óleo (Ramalho Filho et al., 2010), o que confirma que o país possui a maior área mundial disponível para expansão sustentável da cultura.

Nesse contexto, aumentaram também as demandas para o programa de pesquisa da palma de óleo na Embrapa, e embora as pesquisas estejam em maior parte sendo conduzidas no Pará e no Amazonas, existem também ações em campo no Acre, Distrito Federal, Mato Grosso, Roraima e Tocantins, além de diversos estudos desenvolvidos em laboratórios de diferentes centros de pesquisa da empresa e também de parceiros. Existem estudos sendo desenvolvidos nas áreas de genética, genômica e melhoramento genético, cultura de tecidos e transformação de plantas, entomologia, fitopatologia, tecnologia de produção de sementes, fitotecnia, produção de biocombustíveis, entre outros. O presente portfólio deverá ser revisado e reorientado periodicamente mantendo atualizados os objetivos, demandas e prioridades em PDI&TT em palma de óleo na Embrapa, mantendo o foco na sustentabilidade e competitividade da palmicultura nacional. OBJETIVOS Objetivo Geral

Este portfólio tem como objetivo geral ser um instrumento norteador de apoio gerencial para atuação da Embrapa na pesquisa, desenvolvimento, inovação e transferência de tecnologia em palma de óleo; direcionar, promover e acompanhar a obtenção dos resultados finalísticos, sempre em consonância com os objetivos estratégicos da Embrapa de forma cooperativa e sinérgica com a iniciativa privada e também em cooperação com outras instituições de PDI&TT. Objetivos Específicos - Definir linhas temáticas prioritárias para atuação da Embrapa em PD&I na cadeia produtiva da palma de óleo; - Orientar o desenvolvimento de tecnologias que promovam a competitividade da cadeia produtiva da palma de óleo considerando cenários atuais e futuros; - Orientar as competências da Embrapa para a elaboração de redes de pesquisa internas e externas capazes de responder as demandas tecnológicas da cadeia produtiva da palma de óleo;

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- Contribuir na identificação de oportunidades de negócios para o desenvolvimento de tecnologias, processos e produtos em parceria com a iniciativa privada; - Contribuir para o desenvolvimento tecnológico que permita a diversificação de usos do óleo de palma e de seus co-produtos, agregando valor na cadeia produtiva da palma de óleo e; - Contribuir para que o Brasil assuma posição de destaque na produção mundial de óleo de palma de forma sustentável, com inclusão social e indicadores ambientais favoráveis. ANÁLISE PROSPECTIVA DE TENDÊNCIAS E DEMANDAS EXTERNAS

O óleo de palma como uma commoditie do mercado graxo e por representar a principal oleaginosa da matriz graxa, com cerca de 33% de participação global em termos de óleo vegetal e 45% em termos de óleo de fins alimentícios, sofre influências não somente dos países produtores mas também de todo o globo. A palma de óleo é de extrema importância para o mercado de alimentos e de química fina mundial, mas também vem sofrendo com uma campanha negativa de ambientalistas devido a problemas principalmente na base produtiva agrícola dos países asiáticos, em especial Indonésia e Malásia. A implantação dos programas de palma de óleo no Brasil e as ações da Embrapa devem contemplar estas tendências mundiais e as demandas originadas tanto do setor produtivo como dos setores consumidores e dos cidadãos. TENDÊNCIAS DO CENÁRIO MUNDIAL

A palma de óleo manterá sua importância como principal espécie da matriz mundial de óleos vegetais;

Abertura do mercado de biocombustíveis para a palma;

O mercado de alimentos ainda continuará a ser o principal demandante pelo óleo de palma;

O Brasil se apresenta como uma das principais áreas de expansão da palma;

Incertezas sobre os cenários de mudanças climáticas valorizarão a diversificação da base genética da palma;

A demanda por materiais tolerantes à seca aumentará e haverá demandas para sistemas produtivos com irrigação suplementar;

Uso crescente de novas ferramentas de genômica nos programas de melhoramento genético;

Intensificação da pesquisa e tecnologias na clonagem da palma;

Uso de produtos lignocelulósicos da palma para a produção de etanol e outros produtos;

Será crescente o uso de mecanização para suprir a carência e o alto custo da mão-de-obra;

Uso do óleo de Palma e coprodutos em química verde (geração de novos produtos de maior valor agregado).

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TENDÊNCIAS DO CENÁRIO NACIONAL

Aumento da demanda pelo óleo de palma devido ao mercado zero-trans e de biodiesel;

Importância crescente das questões fitossanitárias;

Aumento do debate ambiental em função da visibilidade do setor;

Oportunidade de diversificação produtiva e aproveitamento de áreas alteradas;

Oportunidades relativas ao mercado de carbono;

Valorização da genética de origem oleífera;

Oportunidades de composição de sistemas biodiversos e agroecológicos para atender nichos de mercado de alto valor agregado;

Maior organização do setor de palma para enfrentar os desafios;

Aumento da importância dos co-produtos na cadeia produtiva da palma; DEMANDAS DO SETOR DA PALMA NO BRASIL

Revisão do ZAE dendê, em especial visando a possibilidade de irrigação suplementar;

Solução de problemas fitossanitários com pesquisas voltadas para o Amarelecimento Fatal, doenças quarentenárias e novas doenças;

Registro de novos produtos químicos para controle de doenças junto aos órgãos competentes;

Criação de sistemas de produção diversificados e de base agroecológica;

Formatação de modelos de negócios de dendê com a inserção da iniciativa privada em todas as fases do desenvolvimento do produto;

Pesquisas visando desenvolver materiais tolerantes à seca e desenvolvimento de sistemas de produção com irrigação suplementar;

Desenvolvimento de sistemas de mecanização para a palma;

Agregação de valor a co-produtos da cadeia da palma;

Criação de estratégias de mídia positiva para a palma. AÇÕES DE PESQUISA ESTRATÉGICAS

A Embrapa foi pioneira na pesquisa em palma de óleo no Brasil e hoje é a instituição pública de referência, e coordenadora técnica, para as ações do governo federal no Programa de Produção Sustentável de Palma de Óleo no Brasil. Nos últimos anos a empresa vem readequando seu quadro de pesquisadores por meio de contratações e treinamentos e sua infraestrutura para atender a crescente demanda do setor produtivo. Contudo, há fortes questionamentos por parte do setor produtivo da capacidade da instituição em responder a essas demandas, pois requerem dinamismo em investimentos, parcerias público privadas, agilidade de decisões e, sobretudo, planejamento a médio e longo prazo. A parceria com empresas privadas do setor é reconhecida como alternativa para dar agilidade, flexibilidade e meios para implementação de um programa de PD&I e TT com as dimensões que as

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demandas exigem. Parcerias existentes com o setor privado tem permitido a Embrapa continuar com a produção de sementes e com a condução de experimentos de campo de melhoramento genético, contudo, essas parcerias ainda são muito frágeis e restritas. O Banco de Germoplasma da Embrapa destaca-se por possuir o maior e mais diversificado número de subamostras de caiaué e também um dos maiores de palma de óleo. Esse ativo da empresa necessita ser melhor valorizado e explorado, estabelecendo parcerias para sua manutenção e avaliação.

A premente necessidade de definição de um modelo de gestão de pesquisa com participação do setor produtivo, além de uma maior interação dos profissionais da Embrapa que atuam na pesquisa e transferência de tecnologia em palma de óleo, norteou a elaboração deste Portfólio, que teve como premissas várias consultas, que incluíram: Câmara Setorial da Cadeia Produtiva da Palma de Óleo, Câmara Técnica da Palma de Óleo do Estado do Pará, Associação Brasileira de Produtores de Óleo de Palma (ABRAPALMA), indústrias do setor de alimentos, orgãos do Governo Federal envolvidos no “Programa de Produção Sustentável de Palma de Óleo no Brasil”, em especial o Ministério do Desenvolvimento Agrário (MDA), Secretaria de Estado de Agricultura do Estado do Pará (SAGRI), Federações da Agricultura do Pará, Organizações Não Governamentais e Comissão Executiva de Planejamento da Lavoura Cacaueira (CEPLAC).

As ações deste portfólio têm como área geográfica o território brasileiro com focos já definidos no “Programa de Produção Sustentável de Palma de Óleo no Brasil”, que prioriza a atuação governamental nas regiões onde já existe estruturação da cadeia da palma: Bahia e região Amazônica. Ações em outras regiões e biomas, tais como o cerrado, o nordeste e o sudeste brasileiro, serão tratadas em momento oportuno a ser definido pelo Grupo Gestor do Portfolio de Projetos De Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I) para Palma De Óleo. O público alvo das ações são produtores rurais empresariais e familiares, agroindústrias e indústrias de processamento de óleo de palma.

A partir da análise dos cenários nacionais e globais para a palma de óleo, das demandas da cadeia produtiva do óleo de palma e da análise estratégica de técnicos da Embrapa que atuam em PDI&TT em palma de óleo, foi definido o mapa de oportunidades (ANEXO I) nos eixos agrícola, industrial e transversal, com identificação das áreas e linhas prioritárias de atuação. A partir do mapeamento da atual carteira de projetos e da análise do seu enquadramento nas áreas e linhas temáticas (tendo sempre em vista às prioridades estabelecidas) o Grupo Gestor do Portfólio de PDI&TT para Palma De Óleo, juntamente com a Coordenadoria de Gestão da Programação (CGP) do Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento (DPD), definiram as linhas prioritárias para as chamadas internas de Projetos de PD&I, TT e DI via Macroprogramas e/ou trabalhadas por meio de captação externa de recursos junto a agências financiadoras e/ou crédito (e.g. FINEP, BNDS e etc) e para o estabelecimento de acordos de cooperação/parceira com empresas privadas. Para chamada interna de projetos 2013 foram definidas as linhas / macroprogramas apresentadas no ANEXO II

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PORTFÓLIO DE PROJETOS EM QUÍMICA E TECNOLOGIA DA BIOMASSA

DOCUMENTO SÍNTESE (atualizado em Abril 2014)

Introdução

A constante busca por matérias-primas renováveis que possam ser empregadas para a produção de biocombustíveis e químicos de alto valor agregado tem ganhado grande destaque nos últimos anos, principalmente por conta da necessidade de alteração da matriz energética, fortemente associada aos combustíveis fósseis. Além disso, há também a evidente necessidade de introdução de processos e produtos sustentáveis, os quais contribuirão para a mitigação dos impactos negativos das atividades antrópicas.

A biodiversidade do Brasil, associada à sua capacidade de produção de biomassa, confere ao País oportunidades incomparáveis para agregação de valor. Diante desse cenário de oportunidades, um dos grandes desafios para PD&I é a ampliação do conhecimento do valor tecnológico desses recursos naturais e dos resíduos gerados pelo agronegócio.

As tecnologias voltadas para a utilização de matérias-primas de fontes renováveis evoluíram significativamente na última década. Esses processos tecnológicos incluem abordagens para gerar energia e obter produtos químicos e novos materiais, ao mesmo tempo em que buscam eficiência energética e aproveitamento de resíduos, contribuindo para a sustentabilidade das cadeias produtivas, conforme o conceito de biorrefinaria. Antecedentes e Estado da Arte

O Brasil, com sua biodiversidade e produção agropecuária, apresenta um enorme potencial na área de química e tecnologia de biomassa. As tecnologias voltadas para a utilização de matérias-primas provenientes de fontes renováveis evoluíram significativamente na última década, com destaque para a geração de energia, novos materiais e produtos químicos com alto valor agregado. Em consequência, um grande desafio para a pesquisa, desenvolvimento e inovação (P, D & I) constitui a ampliação do conhecimento acerca da química e tecnologia da biomassa, com a finalidade de agregar maior valor a estes recursos naturais.

O grande volume de biomassa produzido em território nacional gera consequentemente um grande volume de resíduos que não são completamente utilizados ou valorizados. Carneiro et al. (2013) desenvolveram estudos visando o levantamento da disponibilidade de resíduos agrícolas no Brasil. Os resultados indicam que a cadeia produtiva da cana-de-açúcar tem a maior disponibilidade, atingindo 157 milhões de toneladas de material fresco, seguida da cadeia de soja, milho, aves, arroz, laranja, trigo, mandioca, algodão, bovinos e suínos. Adicionalmente, o Brasil apresenta-se como liderança mundial na produção de sementes para pastagens, o que resulta em uma biomassa de cerca de 2,8 milhões de toneladas de palhada residual da colheita

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das sementes, com potencial de várias aplicações (SOUZA et al., 2006). Além da enorme quantidade de matéria-prima subutilizada, há uma tendência de crescimento na produção agropecuária para 2020, com consequente aumento no volume de resíduos gerados. Como resultado desse processo, a dinâmica do agronegócio demanda mecanismos inovadores de agregação de valor às cadeias produtivas para que estas mantenham e aperfeiçoem processos sustentáveis.

Associada a esta tendência, consolida-se a proposta de utilização total dos produtos e resíduos gerados, visando sua valorização nas cadeias produtivas. Para tanto, processos químicos, físicos e biológicos têm sido desenvolvidos por grupos de vanguarda nacionais e internacionais, por meio de uma ciência criativa e inovadora. Em consequência, um grande desafio para a P, D & I constitui a necessidade de ampliar o conhecimento acerca do potencial valor tecnológico desses recursos naturais, bem como dos resíduos gerados pelo agronegócio, enquanto fontes de biomassa.

É imperativo, pois, que a agregação de valor à biomassa ocorra de forma sustentável, calcada nos conceitos amplos de bioeconomia, biorrefinaria integrada, e com base nos princípios da química verde, onde a biomassa é convertida em uma variedade de produtos, com pouco desperdício e emissões, trazendo novas oportunidades de ganho. No contexto da proposta para o Portfólio de Química e Tecnologia de Biomassa entende-se que a bioeconomia refere-se à produção sustentável e à conversão de biomassa em uma variedade de alimentos, produtos relacionados com saúde, fibras, insumos químicos, produtos industriais e geração de energia.

A nova bioeconomia por sua vez, utiliza um conjunto de conhecimentos científicos e tecnológicos muito mais amplo e avançado, por exemplo, a biotecnologia, bioinformática, nanotecnologia, tecnologia da informação, biologia sintética, modificação genética de organismos vivos, clonagem, sequenciamento de DNA, entre outros (SANTANA et al., 2012). A nova bioeconomia não se limita à agricultura, ou seja, à produção de alimentos, fibras e rações. Ela envolve também a fabricação de produtos industriais e da saúde, sempre apoiados em processos biológicos. Com relação à indústria, pode-se mencionar a fabricação de insumos agrícolas (fertilizantes, praguicidas), produtos químicos (solventes, detergentes), combustíveis líquidos (etanol, biodiesel), plásticos, cosméticos etc. No caso da saúde, a bioeconomia atual tem participação no desenvolvimento de fármacos, vacinas, antibióticos, alimentos funcionais, nutracêuticos, cosméticos e fragrâncias. Portanto, a nova bioeconomia fortalece a relação entre a agricultura e a indústria, tornando-as partes integrais de um mesmo processo. Aliada ao conceito de bioeconomia, essa proposta considera o modelo de biorrefinaria integrada, assumindo que ele incorpora a conversão integral de recursos renováveis em produtos processados com valor agregado (alimentos, energia, produtos químicos, materiais etc.) associados com a minimização resíduos e impactos ambientais e maximização do uso do recurso renovável, considerando o ciclo de vida dos produtos obtidos.

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Outra questão importante no tema de química e tecnologia da biomassa, no âmbito da química e tecnologia de produtos naturais, é que o Brasil detém um dos maiores estoques da biodiversidade do planeta. O conhecimento dos recursos naturais existentes em suas regiões, no entanto, constitui um grande desafio. A intensificação de resultados aplicáveis na geração de riqueza para a sociedade brasileira depende em grande medida da efetividade das pesquisas científicas. Adicionalmente, a competitividade do custo da biomassa, aliada à baixa pegada de carbono, proporcionarão algumas vantagens na adoção, pelas empresas, de fontes renováveis.

Temas de ciência e tecnologia estratégicos para o Brasil, a exemplo da química, engenharia química, ciência e engenharia de materiais, nanotecnologia e biotecnologia, entre outros de base agropecuária, devem ser contemplados nos processos de valorização da biomassa nacional com base na integração de conhecimentos para desenvolvimento sustentável de inovações. Igualmente, o conhecimento advindo de estudos de avaliação de desempenho ambiental, integrados à lógica do conceito de biorrefinaria, permite a identificação de materiais e fontes de energia, a escolha de processos de produção, o design de produtos e a identificação de estratégias de utilização de resíduos que acarretam em menor impacto ambiental.

Considerando que o Brasil possui domínio tecnológico para a agricultura tropical e vantagens comparativas para a agropecuária – abundância de solo, luminosidade, temperatura e oferta de água – a formatação de um portfólio de projetos em “química e tecnologia de biomassa” justifica-se pela valorização de produtos da biomassa, trazendo assim ganhos econômicos significativos ao país. Tais ganhos terão reflexos na sociedade brasileira. Destaca-se também a utilização racional dos resíduos agroindustriais – matérias-primas de baixo custo e subutilizadas. Por fim, o desenvolvimento de produtos renováveis é importante do ponto de vista ambiental devido à captura de carbono atmosférico e redução dos resíduos orgânicos.

Neste contexto, o Portfólio de Química e Tecnologia de Biomassa, calcado nos conceitos de biorrefinarias e bioeconomia, é uma das ferramentas estratégicas da Embrapa para contribuir com o desenvolvimento sustentável para o benefício da sociedade brasileira. Escopo do portfólio

O Portfólio de Química e Tecnologia de Biomassa está estruturado a fim de promover o avanço do conhecimento, gerar desenvolvimento e prover inovação no âmbito da Embrapa, por agregação de valor à biomassa brasileira, com foco na obtenção de novos materiais, produtos químicos e energia renovável, além do desenvolvimento de tópicos comuns a estes assuntos, denominados temas transversais.

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Objetivo geral do Portfólio em Química e Tecnologia da Biomassa:

Promover e executar ações integradas de P, D & I para rotas tecnológicas sustentáveis, visando à valorização da biomassa nacional por meio das transformações químicas destes recursos, para o fortalecimento sustentável de cadeias do agronegócio brasileiro, com base nos conceitos de biorrefinaria e de bioeconomia. Os objetivos específicos do portfólio em Química e Tecnologia da Biomassa: - Prospectar matérias-primas oriundas da biomassa nacional com potencial para desenvolvimento de novos materiais, produtos químicos e combustíveis de base renovável, visando a obter coprodutos sustentáveis. - Obter materiais, produtos químicos e combustíveis de base renovável e desenvolver processos inovadores focados no aproveitamento da biomassa nacional. - Agregar valor de forma sustentável à biomassa brasileira por integração de ações de P, D & I com base em ciências e tecnologias de novos materiais, nanotecnologia, biotecnologia e química verde. - Extrair, purificar e caracterizar compostos da biomassa brasileira com potencial valor econômico agregado. - Desenvolver rotas tecnológicas sustentáveis, partindo biomassa brasileira com base em química verde, ciências de materiais, nanotecnologia, biotecnologia e processos físico-mecânicos para aplicação na agricultura, cosmetologia, na indústria química etc. - Avaliar os impactos sociais, econômicos e ambientais dos processos e produtos obtidos da biomassa. - Avaliar o desempenho ambiental de processos e produtos desenvolvidos a partir da desconstrução de biomassa visando à redução de consumos e emissões. - Modelar e promover elevação de escala dos processos gerados. O Portfólio de Pesquisa em Química e Tecnologia da Biomassa deve focar nas seguintes prioridades e estratégias:

Inicialmente (até 5 anos) considera-se que as principais matérias-primas pesquisadas deverão ser resíduos abundantes de cadeias dos agronegócios, devido ao seu montante e a possibilidade de adensamento . Em segundo momento (até 10 anos), outras fontes de biomassa de potencial tecnológico e econômico. Logo, os seguintes tópicos devem ser prioridades para P, D & I: 1. Levantamento de fontes de matérias-primas para geração de energia, produtos químicos e materiais. 2. Caracterização dos bancos ativos de germoplasma (BAGs) e das matérias-primas potenciais para geração de energia, produtos químicos e materiais. 3. Desenvolvimento de processos para geração de energia, produtos químicos e materiais de fontes renováveis.

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4. Investigação inicial de produtos e processos inovadores, para o aproveitamento de matérias-primas renováveis. 5. Utilização de materiais lignocelulósicos. O Portfolio de Pesquisa em Química e Tecnologia da Biomassa deve focar nas seguintes linhas temáticas prioritárias: - Proposição conceitual, modelagem e desenvolvimento biorrefinarias para obtenção e validação de produtos químicos, novos materiais e energia com base na biomassa e resíduos do agronegócio nacional - MP1. - Aproveitamento e processamento agroindustrial com ênfase na obtenção de produtos químicos, novos materiais e energia com base em lignocelulósicos, óleos e gorduras, polissacarídeos e proteínas obtidas da biomassa, resíduos agropecuários e agroindustriais - MP2, MP3. - Obtenção e caracterização de produtos de alto valor agregado com base em química de produtos naturais -MP2, MP3. - Avaliação de desempenho sócio-econômico e ambiental de rotas tecnológicas para obtenção de produtos químicos, novo materiais e energia - MP2, MP3. - Diagnóstico/mapeamento quantitativo e qualitativo de características químicas, físico-químicas e bioquímicas e propriedades físicas e mecânicas dos resíduos gerados no agronegócio nacional - MP2, MP3. - Caracterização e avaliação de resíduos agropecuários / agroindustriais visando à obtenção de insumos, produtos e materiais não alimentícios de valor agregado - MP2, MP3. - Caracterização tecnológica das coleções e BAGs visando avaliar seu potencial para obtenção de materiais, produtos químicos e geração de energia - MP2, MP3. - Desenvolvimento de métodos analíticos para caracterização da biomassa - MP2, MP3. - Desenvolvimento de estratégias de transferência de tecnologia e de comunicação para estimular a adoção de novas tecnologias, processos, produtos advindos da química e tecnologia da biomassa - MP4. - Desenvolvimento de estratégias para proteção intelectual de novas tecnologias, processos, produtos advindos da química e tecnologia da biomassa - MP4, MP 5. - Desenvolvimento de Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) para gestão dos processos de P&D, TT e comunicação no tema, produtos químicos, novos materiais e energia com base em biomassa - MP4, MP5. - Monitoramento e avaliação da biomassa em sistemas de produção agroecológico - Caracterização e avaliação da composição química orgânica e inorgânica dos resíduos agrícolas gerados na agricultura familiar como potencial insumo para cobertura de solos - MP6.

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Mapa de Oportunidades

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Critérios de Seleção de Projetos no Portfolio em Química e Tecnologia da Biomassa:

Os projetos a serem incluídos no portfólio devem aderir aos objetivos propostos no portfólio e aos resultados a serem gerados, com adequação ou pertencimento a uma ou mais das vertentes, a saber, Energia, Novos Materiais, Produtos Químicos e Temas transversais e correlatos constante do mapa de oportunidades. Assim, deverão ser consideradas as palavras chave, o resumo e objetivos dos projetos. Possíveis impactos do Portfolio em Química e Tecnologia da Biomassa: Com base nos objetivos específicos e mapa de oportunidades consideram-se os produtos, tecnologias, serviços e conhecimentos que poderão ser disponibilizados à sociedade nos próximos dez anos:

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• Protocolos de análises rápidas para materiais lignocelulósicos (celulose, hemicelulose, lignina e extrativos). • Mapeamento qualitativo e quantitativo dos resíduos agropecuários e florestais em função da localização e do tempo. • Processo de modificação das propriedades da celulose. • Processo de produção de enzimas com aplicação em agroenergia (celulases, lipases, expasinas etc.). • Processos de utilização de lignina. • Conjunto de processos físicos e termoquímicos visando soluções para logística de biomassa (briquetagem, peletização, pirólise, gaseificação etc.). • Processos de extração e purificação de substâncias de alto valor agregado. • Processo de desconstrução de biomassa lignocelulósica para obtenção de

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Documento Síntese

PORTFÓLIO AGRICULTURA IRRIGADA

1. Agricultura Irrigada

Neste portfólio a agricultura irrigada é definida de acordo com a Lei 12.787, de 11 de janeiro de 2013, que dispõe sobre a Política Nacional de Irrigação, como a atividade econômica que explora culturas agrícolas, florestais e ornamentais e pastagens, bem como atividades agropecuárias afins, com o uso de técnicas de irrigação ou drenagem (BRASIL, 2013). 2. Cenário Atual da Agricultura Irrigada no Brasil

Em uma análise superficial, observa-se que o Brasil apresenta uma situação confortável, em termos globais, quanto aos recursos hídricos. Entretanto, existe uma distribuição espacial desigual dos recursos hídricos no território brasileiro. O Brasil apresentava uma área irrigada em 2010 de 5,4 milhões de hectares irrigados, que corresponde a 18 % da área total irrigável, estimada em 29,5 milhões de hectares (ANA, 2012). As regiões Sudeste, Sul, Nordeste, Centro-Oeste e Norte apresentam, respectivamente, 35,6 %, 27,5 %, 22,2 %, 12,3 % e 2,4% da área irrigável do País. Os métodos de irrigação mais utilizados são os pressurizados (62%), de superfície (30%), e regas manuais (8%). Em 2006, apenas 6,3% dos estabelecimentos agrícolas do País usaram técnicas de irrigação (IBGE, 2009).

As principais causas da pequena área irrigada no Brasil são: pouca ênfase em políticas públicas de estímulo à agricultura irrigada; desarticulação entre os órgãos envolvidos com a irrigação no país; instabilidade da legislação ambiental e de recursos hídricos, levando à insegurança na continuidade da atividade agrícola irrigada; desinformação quanto à disponibilidade de crédito para irrigação e dificuldade de acesso, sobretudo em agentes privados; alto custo da energia; baixa organização dos produtores e das cadeias dos produtos oriundos da agricultura irrigada; falta de uma melhor qualificação técnica de parte dos agentes de comercialização de equipamentos de irrigação; visão equivocada de parte da sociedade sobre a agricultura irrigada, que a considera apenas como grande consumidora de água, sem avaliar os benefícios que são obtidos por meio dela; e transferência de tecnologia e assistência técnica ineficiente, dada a complexidade dos sistemas de produção irrigados (PENSA, 2010). 2. Situação Atual da Pesquisa em Agricultura Irrigada na Embrapa

As atividades de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I) e as ações de Transferência de Tecnologia (TT) da Embrapa são difusas, ou seja, compõem uma enorme lista de temas, mas nem sempre a água é a variável objeto principal do processo; estão presentes em todos os Biomas brasileiros; abordam as culturas de grãos, frutíferas, extrativas, forrageiras, ornamentais, medicinais e para produção de biomassa para processamento, transformação

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ou industrialização; envolvem escalas que vão desde a parcela até a bacia hidrográfica; e englobam desde o produtor irrigante familiar até o grande produtor, com concentração de ações de TT para o produtor irrigante pequeno e familiar. 3. Justificativa, Escopo e Objetivos do Portfólio Agricultura Irrigada

O crescimento da população e do consumo per capita de alimento tem requerido o aumento da produção de alimentos, influenciado o incremento da prática da irrigação, e o aumento da produtividade. A agricultura irrigada tem sido apontada como uma alternativa para quebrar o ciclo vicioso da pobreza e da exclusão social em algumas regiões do país (BRASIL, 2006). A Política Nacional de Irrigação (BRASIL, 2013) define e institui o Sistema Nacional de Informações sobre Irrigação, incentiva a formação e a capacitação de recursos humanos para o planejamento, a gestão e a operação da agricultura irrigada. A Embrapa e seus parceiros devem se preparar para subsidiar esse sistema de informações, transferir tecnologia e capacitar os irrigantes.

Assim, justifica-se a criação do portfólio para: a) melhorar o planejamento e o gerenciamento de atividades e ações, com foco no uso do insumo água na agricultura irrigada; b) promover a sinergia entre equipes e unidades descentralizadas (UDs) e a melhor utilização de recursos humanos e financeiros e da infraestrutura; c) aumentar a competitividade e a capacidade de captação de recursos financeiros externos e de estabelecimento de parcerias; d) aumentar a capacidade de inovação e de geração de resultados finalísticos, com potencial de impacto; e) transferir tecnologia e capacitar o irrigante (familiar, pequeno, médio e grande); f) subsidiar a Política Nacional de Irrigação; g) atender a demanda do setor agropecuário.

O escopo do Portfólio Agricultura Irrigada é “a água como insumo agrícola” e “a irrigação como uma prática inerente a um determinado sistema de produção para alimentação humana e animal, e obtenção de produtos para beneficiamento, processamento, transformação e ornamentação”. Os objetivos do portfólio são a) auxiliar no planejamento e no gerenciamento de atividades de PD&I e ações de TT em agricultura irrigada; b) promover a apresentação de propostas de projetos de PD&I e de TT conforme os temas definidos como prioritários, para obtenção de produtos, tecnologias, processos, serviços e conhecimentos relacionados à agricultura irrigada; c) induzir, quando pertinente, a apresentação de propostas com participação de várias UDs da Embrapa (melhor aproveitamento de recursos humanos e financeiros e infraestrutura), com caráter multidisciplinar; d) induzir a formação de propostas atraentes para o estabelecimento de parcerias com outros órgãos e instituições de ensino e pesquisa (caráter multinstitucional), com o setor privado e a nível internacional, em ação conjunta com a Secretaria de Relações Internacionais e o Labex; e) induzir a formação de propostas competitivas para a captação de recursos externos à Embrapa; f) promover a obtenção de resultados de impacto para a agricultura irrigada no Brasil.

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4. Caminhos Científicos e Tecnológicos e Impactos Potenciais do Portfólio Agricultura Irrigada A Tabela 1 apresenta as vertentes, temas e subtemas desse portfólio.

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O escopo do portfólio (água como insumo; irrigação como componente

de Sis ema de produção) está no círculo central da Figura 1. Por meio da execução de atividades de PD&I e ações de TT (setas), alcançar-se-ão os impactos previstos nos vértices do triângulo (otimização e racionalização do uso e aumento da produtividade da água), no contexto da agricultura irrigada, tendo como pano de fundo a sustentabilidade ambiental da atividade.

Figura 1. Síntese esquemática do Portfólio Agricultura Irrigada.

Os impactos potenciais do portfólio são a otimização e da racionalização do uso e aumento da produtividade da água, com sustentabilidade ambiental da atividade, nos diferentes Biomas do País, por meio de produtos, serviços, tecnologias, processos e conhecimentos, em períodos de 5 e 10 anos (Tabela 2). Tabela 2. Impactos potenciais do Portfólio Agricultura Irrigada.

Período de 5 anos (2014-2018) Aprimoramento de sistemas irrigados de produção, incluindo os métodos de irrigação. Aprimoramento de critérios para o manejo de irrigação e para redução do processo de degradação (incluindo a salinização)

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Melhoria nas estratégias de irrigação com déficit e de irrigação sítio-específica. Desenvolvimento e avaliação de instrumentação para planejamento e manejo de irrigação e monitoramento do meio ambiente. Aumento e melhoria na transferência de tecnologia em irrigação para o setor agrícola. Aumento e melhoria na capacitação de irrigantes. Indução do uso de ferramentas e procedimentos para o manejo da irrigação junto aos fabricantes de equipamentos. Subsídios à Política Nacional de Irrigação.

Período de 10 anos (2014-2023) Obtenção de cultivares com maior resposta à irrigação. Utilização de instrumentos de planejamento de recursos hídricos, com a incorporação da ferramenta de sensoriamento remoto, para a garantia efetiva de oferta de água para o desenvolvimento da agricultura irrigada, bem como para a avaliação de sua eficiência de aplicação. Desenvolvimento de tecnologias de reuso da água e uso de água de qualidade inferior. Otimização e racionalização do uso e aumento da produtividade da água (benefício ou rentabilidade da agricultura irrigada) e da sustentabilidade ambiental na agricultura irrigada, por meio de indicadores, avaliação de impactos e zoneamentos. 5. Estratégia de Ação

A estratégia a ser adotada é a de implementar ações estratégicas de indução, reservando aos pesquisadores o devido espaço para a criatividade e inovação. O estímulo à articulação de equipes (internamente e externamente às UDs), e formação de redes de pesquisa deve ser intensificado, contribuindo para o melhor aproveitamento das competências, dos recursos humanos e da infraestrutura existentes na Embrapa. A inovação, a obtenção de resultados finalísticos, transferência de tecnologia e capacitação devem ser a tônica do portfólio.

A inserção de projetos já em andamento no portfólio deverá obedecer a um alinhamento com os temas sugeridos, enquanto que a indução do processo de construção de novas propostas deverá contar com a devida articulação entre pesquisadores para a produção de projetos competitivos e inovadores.

O monitoramento desse diversificado e dinâmico setor da agricultura brasileira, a análise de tendências e dos avanços tecnológicos, a identificação de oportunidades ainda não conhecidas ou não devidamente exploradas, e a

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proposição de modificações no portfólio também fazem parte dessa estratégia de ação.

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Documento Síntese

PORTFÓLIO DE AUTOMAÇÃO

A automação nesse portfólio é definida como um sistema no qual os processos operacionais de produção agrícola, pecuária e/ou florestal são monitorados, controlados e executados por meio de máquinas e ou dispositivos mecânicos, eletrônicos ou computacionais, para ampliar a capacidade de trabalho humano. Desse modo, a automação exerce a sua função sobre processos agrícolas, pecuários e florestais para aumentar a produtividade do processo e do trabalho; otimizar o uso de tempo, insumos e capital; reduzir perdas na produção; aumentar a qualidade dos produtos e melhorar a qualidade de vida dos trabalhadores da lavoura e das cadeias. O portfólio fundamenta-se na convergência e integração das ciências agrárias com as engenharias, ciências biológicas e ciências exatas e da terra (matemática, estatística, ciência da computação, física, química e geociência) para aumentar a eficiência de produção, qualidade e rastreabilidade do produto, minimização do impacto ambiental, aumento da segurança, capacidade e redução do custo de trabalho. Foco e justificativa

A agricultura brasileira apresentou saltos que impressionam ao mundo. Ao mesmo tempo em que o potencial posiciona o País com destaque no cenário internacional, aumenta as responsabilidades econômicas, ambientais e sociais.

Para avançar e acompanhar a demanda é necessário que o País aumente significativamente a produção sobrepujando as tendências de: · Aparente paradoxo do aumento da produção com a redução da massa trabalhadora e restrição no aumento de área cultivada; · Aumento na carga de trabalho para controle e monitoramento do processo produtivo e exigências de disponibilização de dados para rastreamento do produto final.

Nesse sentido não há como prescindir de tecnologias e conhecimentos da automação que aperfeiçoem e tornem o processo de produção no campo mais eficiente. É fundamental que o Brasil inicie o processo de domínio da automação nos diversos segmentos da produção e com isso aumente o seu desempenho tanto qualitativo como quantitativo de forma expressiva. Portanto é também uma estratégia de construção de conhecimentos e formação de competências que promovam a mudança de patamar tecnológico da produção agrícola, pecuária e florestal. Estado da arte e tendências futuras

Apesar de o Brasil apresentar um grande potencial de ser protagonista da automação em agricultura tropical, as indústrias de máquinas e

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equipamentos agrícolas nacionais, em sua quase totalidade, apesar de dominar o processo de transformação e adaptação, dependem de um grande contingente de mão de obra pouco qualificada e não possuem no seu histórico o desenvolvimento de inovação mais radical nesse tema. Estudos socioeconômicos mostraram que a automação em setores industriais criaram mais oportunidades de emprego do que a eliminação de postos de trabalho, criando oportunidades mais qualificadas, mais seguras e mais especializadas (LEE et al., 2010), com a consequente ampliação de mercado, melhoria de qualidade e competitividade de seus produtos.

No Brasil esse tema é incipiente comparado com os Estados Unidos, a Europa, e o Japão. Internacionalmente o tema tem sido organizado pela AEF (Agricultural Industry Electronics Foundation - http://www.aef-online.org/) que congrega cerca de 140 membros, majoritariamente empresas privadas, liderados pelos maiores fabricantes de máquinas agrícolas. Os temas prioritários apontados pela AEF são a padronização de dados de comunicação e de controle entre tratores e implementos (ISO-11783 ou ISOBUS); padrão para potência elétrica em máquinas agrícolas e padronização de dados e informação de FMIS (Farm Management Information System - Sistema de Informação para Gestão de Propriedade Agrícola). A academia tem assistido e acompanhado o desenvolvimento das duas primeiras prioridades.

Compete às indústrias buscarem consenso no ISOBUS para que seus equipamentos e softwares sejam compatíveis entre eles. No Brasil existe uma força tarefa para inserir o País no sistema internacional de padronização de comunicação entre tratores e implementos agrícolas (http://www.isobus.org.br), tema crucial para agricultura de precisão e automação.

O FMIS é um tema que vem sendo explorado inicialmente com processos de modelagem da informação. Um novo modelo conceitual de FMIS foi proposto pelo projeto formado por consórcio de quinze instituições entre Universidades e Instituições de Pesquisa da Europa (NIKKILÄ, 2010; SORENSEN, 2010; http://www.futurefarm.eu) e é definido como um sistema espinha dorsal de todas as demais tecnologias da informação e comunicação (TIC) e da robótica no domínio da solução nos complexos agrícolas, pecuários e florestais. Essa abordagem teve ressonância com principais fabricantes e a AEF a adotou para iniciar processo de sua padronização. No Brasil, ainda não se vê muitos movimentos das Instituições de Ciência e Tecnologia explorando o assunto, entretanto, não é difícil prever também que estarão presentes na medida em que sistemas informatizados avancem no campo gerando grandes quantidades de dados. Observa-se ainda que com o avanço da eletrônica embarcada em máquinas agrícolas, também será inevitável que a própria máquina seja fonte de dados (STEINBERGER, 2009).

A automatização dos sistemas de produção animal incluem sistemas de controle ambiental, de identificação, de monitoramento e controle da alimentação. Além destes, mais recentemente, outros sistemas automatizados de pesagem; de controle de saúde e bem-estar; de higienização; de abate e processamento estão sendo introduzidos. No entanto, para que os dados de

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monitoramento e controle, individual ou de grupo, dos vários sensores disponíveis sejam efetivos e possam orientar as decisões de manejo mais adequadas, são necessários sistemas de informação avançados (EDAN et al., 2009). Já no Brasil, existem iniciativas com foco em algumas destas tecnologias disponíveis. A despeito da amplitude de sistemas disponíveis, os custos podem impedir aplicações generalizadas (WHATHES et al., 2008; BANHAZI et al., 2012) e algumas vezes até inviabilizar a comercialização das tecnologias.

Nos Estados Unidos, foi realizado o Workshop “Engineering Solutions for Specialty Crop Challenges” (http://www.csrees.usda.gov/nea/ag_systems/pdfs/specialty_crops_engineering.pdf), no qual participaram representantes de diversos setores de culturas especiais (fruteiras, olerícolas e ornamentais), órgãos federais, gestores de programas de pesquisa, fomento e extensão, produtores, representantes da indústria, pesquisadores, e educadores e especialistas em extensão de universidades. Os participantes identificaram que a qualidade do produto, custo, disponibilidade e qualidade da mão de obra, e impacto ambiental como as principais preocupações das cadeias produtivas. Definiram que os principais avanços tecnológicos necessários são: sensores para monitoramento do vigor, condições sanitárias, nutricionais da planta e qualidade do produto, sistemas automatizados para uso eficiente e redução do custo de manejo de água, nutrientes e produtos químicos e práticas culturais, e modelos econômicos e sistemas de apoio à decisão para otimizar a gestão.

Singh et al (2010) implementaram as decisões do Workshop em um projeto cujos eixos principais são: a integração da tecnologia robótica e ciência das plantas, e a superação das barreiras socioeconômicas para a adoção das tecnologias pelo público alvo.

As operações florestais estão cada vez mais mecanizadas. Dois tipos de máquinas são normalmente utilizados: uma que retira galhos e realiza cortes transversais das árvores em toras e outra que carrega e transporta as toras para as áreas externas ao talhão. Estas máquinas são tecnicamente avançadas, muito caras, e por ter uma elevada eficiência na movimentação de grandes massas em alta velocidade, podem por em risco a segurança do operador. Segundo Ringdahl (2011) uma forma de resolver o problema consiste em desenvolver veículos autônomos.

As ciências cognitivas que antes estavam sob domínio da psicologia, está expandido para serem aplicadas em controle de sistemas automatizados, incluindo também a neurolinguística e inteligência artificial. Segundo estudos do ERA-Net ICT-AGRI (European Research Area Network for Co-ordination of Information and Communica-tion Technology and Robotics in Agri-culture and Related Environmental Issues), os tópicos em destaque são também o FMIS, a Aplicação à taxa variada (Variable-rate application - VRA) de insumos e sementes com base na posição geográfica e a Pecuária de Precisão com a identificação de animais integrada ao TIC. A Europa também tem observado oportunidades em robótica agrícola para multiplicar a capacidade humana e

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substituir operações repetitivas, tediosas, insalubres e perigosas; Controle de ambiente de criação intensiva reduzindo emissão de gases de efeito estufa e uso de energia; e tráfego controlado de máquinas em campo (Controlled-traffic farming - CTF) reduzindo compactação. Esses temas são, portanto, convergentes e indicam tendências futuras. O papel da Embrapa

A Embrapa tem em sua história contribuições em automação e mecanização, sendo o ano de 1993 um marco na gestão de projetos com a instalação do Programa 12 - Automação Agropecuária. Em 1998 as atividades em Agricultura de Precisão foram iniciadas nesse programa.

Apesar do estímulo inicial, criou-se inadvertidamente uma forte imagem de que a AP seria uma agricultura realizada com máquinas sofisticadas. Entre 1999 e 2003, foram conduzidos na Embrapa dois projetos de pesquisa pioneiros com recursos do Prodetab (Programa de Fundos Competitivos para financiamento da pesquisa agrícola do Banco Mundial), coordenados pela Embrapa Milho e Sorgo e pela Embrapa Solos, com foco respectivamente nas culturas do milho e da soja. O primeiro projeto teve como parceira a AGCO e a Universidade Federal de Viçosa (Departamento de Engenharia Agrícola) e o segundo, a Fundação ABC (Castro, PR) e USP/ESALQ (Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” da Universidade de São Paulo). Também em 1999 foi instalado em Lincoln, Nebraska, EUA, o Labex (Laboratório Virtual da Embrapa no exterior) em Agricultura de Precisão, tendo como parceira e contraparte americana a USDA/ARS (United States Department of Agriculture/Agricultural Research Service). Em 2004 foi iniciado o primeiro projeto em rede (MP1) no tema Agricultura de Precisão como continuidade das atividades dos projetos anteriores. Porém, o tema dentro da Empresa ainda não atendia os pequenos produtores e não era compreendido que a AP seria uma forte aliada para alcançar a sustentabilidade. Em 2009, a Embrapa aprovou o segundo projeto em rede o qual contou com a participação total de 21 Unidades. Foi a partir dai que a Embrapa pôde estabelecer com clareza que a AP é uma postura gerencial que leva em conta a variabilidade espacial da lavoura para obter retorno econômico e ambiental, reforçando a visão de cadeia de conhecimentos, na qual máquinas, aplicativos e equipamentos são ferramentas que podem apoiar essa gestão. Portanto, o amadurecimento da AP mostra que o sucesso da automação é o seu foco no processo a ser automatizado.

Tanto a Embrapa como o País vive atualmente uma nova realidade social e econômica. A informatização e acesso aos equipamentos importados abriram novas oportunidades para o sistema produtivo agrícola, pecuária e florestal. Antes a automação que era considerada sofisticada e longe das condições dos agricultores brasileiros, hoje se depara com uma realidade muito distinta com redução da disponibilidade de mão de obra e aumento de sistemas eletrônicos em suas máquinas e equipamentos. A Embrapa com a sua capilaridade nas cadeias agrícolas, abrangência de atuação nas regiões brasileiras e no exterior por meio Labex, competência no conhecimento dos

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muitos e diversos temas, presença de número de significativo de especialistas com reconhecida qualidade técnica faz com que a Empresa tenha uma vantagem competitiva sem igual no País para captar oportunidades e apresentar soluções no tema automação agrícola, pecuária e floresta.

Entre as divisões de áreas da academia, a automação tem sido tradicionalmente alocada em áreas das ciências exatas. A sua aplicação tem sido predominantemente em áreas industriais de transformação. É papel da Embrapa divulgar o potencial, a importância e as oportunidades da academia atuante em automação e catalisar e dirigir esforços de pesquisa na agricultura, pecuária e floresta. A Embrapa deve explorar de forma sistemática parcerias entre diferentes unidades das universidades brasileiras. Porém, deve se preparar com um programa sólido e consistente como contrapartida institucional.

A Embrapa é uma instituição que devido às suas características preserva a imparcialidade e não atua no mercado. Para que as oportunidades captadas pela Embrapa no tema sejam transformadas em inovação no setor produtivo deve contar com a competência e experiência das empresas privadas. Na Embrapa as iniciativas de sucesso são isoladas e por ter um número reduzido de atores o resultado da sinergia também cobre apenas algumas aplicações. Por outro lado, a automação é um tema amplo, com muitas interfaces em um número significativo de áreas do conhecimento e de praticamente de todas as cadeias agropecuárias. A construção da massa crítica é chave para a o sucesso do tema na Empresa. A Embrapa deve formar e preparar uma equipe com enfoque transdisciplinar da automação e desenvolver protocolos de interação baseado em índices claros e compreensíveis para os participantes de diversas áreas, a exemplo do TRL (Tecnology Readness Level) desenvolvido pela NASA (agência espacial americana) para atuar na geração de bens privados e públicos de forte interesse social.

Para atrair empresas privadas, deve haver sintonia com os vários valores das empresas, entretanto, não se pode desconsiderar o retorno econômico. Para cadeias de baixo valor agregado, é fundamental a participação do poder público ou de organizações não governamentais com forte inclinação para ação social, na geração pela pesquisa de tecnologias, processos e serviços como bens públicos.

Entende-se que o modelo de sistema de produção tão amplo como o desenvolvido pela Europa, ao ser construído para o sistema produtivo brasileiro, possa indicar melhor os gargalos e as oportunidades para a Embrapa priorizar ações no tema automação.

O papel da Embrapa deve ser o de atuar de forma complementar junto às iniciativas privadas e ao poder público, apoiando o mercado a disponibilizar produtos com o objetivo de aumentar a sustentabilidade e competitividade da nossa agricultura, pecuária e florestal.

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Objetivos Considerando esse cenário, a automação pode ser uma ferramenta que pode auxiliar fortemente o crescimento da produção agrícola, pecuária e florestal de forma sustentável. Os objetivos desse portfólio são: · Aumentar a eficiência e a capacidade de operação e de monitoramento do sistema de produção agrícola, pecuária e florestal por meio da automação em todos os elos da cadeia de produção e níveis, desde pequeno ao grande produtor. · Reduzir o gargalo da demanda crescente de mão de obra e propiciar melhor qualidade de vida e de trabalho por meio da automação. · Induzir a convergência e integração das ciências agrárias, animais e florestais com a biologia, física, química e matemática, engenharias e tecnologia da informação e comunicação para aumentar a eficiência de produção, qualidade e rastreabilidade do produto, minimização do impacto ambiental, aumento da segurança, capacidade e redução do custo de trabalho. Objetivos específicos: · Induzir, articular e organizar de forma participativa os setores da iniciativa privada para viabilizar o desenvolvimento da automação nas atividades agropecuária e florestal; · Complementar os conhecimentos e tecnologias necessários às indústrias inovarem os processos e operações agropecuários e florestais por meio da automação. · Articular parcerias com instituições internacionais para o conhecimento e desenvolvimento de sistemas de controle e automação de processos produtivos agropecuários e florestais; · Induzir o desenvolvimento de tecnologia de automação relacionada com a aplicação de sistemas eletrônicos, mecânicos e baseados em computador/controladores eletrônicos para operar e controlar sistemas de produção agrícola, animal e florestal; · Induzir e apoiar ações de padronização de sistemas automatizados; · Estimular o desenvolvimento do conhecimento científico e tecnológico; a formação de recursos humanos com novo perfil profissional pelo sistema de ensino técnico e universitário; e a formação de massa crítica na Embrapa e parceiros; · Potencializar a criação de soluções voltadas ao desenvolvimento e uso de sistemas de controle e automação em processos produtivos agrícolas, animais e florestais; Estrutura da proposta

O portfólio é um sistema gerencial para a carteira de projetos de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (PD&I), Transferência de Tecnologia (TT) e Comunicação, como estratégia de posicionamento da Embrapa em

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relação aos processos. Trata-se de um instrumento para prospectar demandas e oportunidades do mercado, necessidades de bens públicos e apresentar soluções tecnológicas para competitividade e sustentabilidade da agricultura brasieira. A visão focada em cadeias produtivas facilita a identificação de necessidades de soluções tecnológicas e do avanço do conhecimento em automação, tendo como pressupostos a formação e integração de competências, indução de parcerias institucionais e formação de infraestrutura.

A Figura 1 descreve as etapas dos de planejamento, execução, monitoramento, validação, transferência e avaliação dos projetos a serem submetidos ao Portfólio Automação. O organograma foi baseado no TRL (Tecnology Readness Level) desenvolvido pela NASA (agência espacial americana).

A etapa de identificação é a mais crítica. Em princípio, todos os processos das cadeias de produção agrícola, pecuária e florestal podem ser automatizados. A identificação e priorização dos problemas são, portanto, estratégicos para definir o limite e o escopo do projeto.

Na etapa de alternativas de solução sugere-se identificar o estado da técnica, mapear as oportunidades e realizar uma análise SWOT identificando pontos fortes, fracos, oportunidades e ameaças ao sucesso dos projetos, e sustentar a hipótese de que a automação é a que apresenta o melhor potencial futuro para solucionar o problema apontado.

Na etapa de construção os projetos deverão ter uma clara definição do estado da arte e da técnica do objeto a ser automatizado, enfoque sistêmico, com integração entre processos, equipes interdisciplinares e transdisciplinares, interinstitucionais e metas tecnológicas factíveis, enfim deve completar todas as etapas até a finalização. A equipe para atuar com desenvoltura e conduzir projetos de desenvolvimento deve dominar a interface dos conhecimentos e incorporar ainda conceitos que constroem a automação moderna como sistemas computacionais (software e hardware), técnicas de projeto, modelagens de sistemas e elementos de automação (mecanismos, transmissores, sensores, atuadores e controladores). Porém, para o início do portfólio, incentiva-se a proposição de treinamentos de equipes para alcançar a massa crítica em temas complementares da automação. Deve estar claro o nível tecnológico em que a técnica e ou o conhecimento se encontra e o nível a ser alcançado baseado no TRL.

Na etapa de planejamento será definida a forma e modus operandi da gestão das atividades do projeto e a forma da validação das tecnologias desenvolvidas em ambientes relevantes, ou seja, do laboratório, a indústria e ao setor produtivo.

Na etapa de execução da proposta serão considerados as metodologias propostas, os modelos, os simuladores e a construção dos protótipos. Serão também acompanhadas e monitoradas as atividades previstas.

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A etapa de teste e validação dos conhecimentos científicos e

tecnológicos combina as fases de planejamento e execução da proposta para validá-los em ambientes apropriados com a participação dos stakeholders, órgãos financiadores, agências de fomento e desenvolvimento e outras partes interessadas.

A etapa de finalização lida com a forma da apropriação das tecnologias, produtos e serviços, da avaliação técnica e econômica e da importância social dos mesmos. Lida ainda com o acompanhamento e monitoramento da relevância do uso dos mesmos e de como o sistema será realimentado para

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tratar de questões relativas ao aprimoramento ou do grau de obsolescência dos bens produzidos.

Essas tecnologias e produtos - para serem efetivamente integradas pela agricultura tropical devem ainda ser reinventadas. Vale lembrar que esse desafio é enorme, pois a agricultura não é necessariamente uma ciência dura quanto se trata de inovação no campo. É importante considerar que a automação, além de apresentar o potencial de proporcionar qualidade de vida, fornece ao homem a capacidade de produzir muitas vezes mais e com maior qualidade, refletindo em maior competitividade e sustentabilidade da agricultura. Prioridades em PD&I em Automação

A Embrapa, apesar do seu histórico em Automação, a atuação não tem sido abrangente e pode-se mencionar que se há massa crítica na Embrapa, essa é insuficiente para mudar o patamar tecnológico na abrangência requerida pela agricultura brasileira. As oportunidades são muito promissoras, e há infraestrutura em algumas Unidades como Embrapa Trigo, Embrapa Milho e Sorgo, Embrapa Cerrados e mais recentemente o Laboratório de Referência Nacional em Agricultura de Precisão, criada em conjunto pela Embrapa Instrumentação e Embrapa Pecuária Sudeste com proposta para ser um facility multiusuário. Porém para que a Empresa avance de forma consistente e sustentável numa agenda de PD&I, é necessário fundamentar com uma base científica e tecnológica sólida com um número maior de profissionais preparados. O portfólio almeja indicar essa base por meio de treinamento, formação e consolidação de grupos. LINHAS TEMÁTICAS: P&D, TT, DI e Comunicação. 1. Conceitos inéditos de dispositivos e sistemas automatizados que apresentem potencial de avanço significativo sobre o estado da técnica de processos de produção agrícola, pecuária e florestal. Exemplos: Balões estacionários para transmissão de dados em áreas remotas e monitoramento de rebanho e de florestas. Sistema de ordenha robotizada com controle on-line da produção, saúde animal e qualidade do leite. Sistema de monitoramento de máquinas agrícolas integrados aos conceitos de Bigdata. Sensores remotos (orbitais, aerotransportados, embarcados em máquinas agrícolas) e atuadores para aplicações de insumos em tempo real. Sistema de mecanização automatizada de todo o processo de produção de mudas, como misturador de substrato, desempilhador de bandejas, esteira de plantio automática, linha de seleção de mudas e de expedição para o campo. Informatização da tomada de decisão e geração de níveis de controle de pragas e doenças.

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Desenvolvimento de armadilhas automatizadas para monitoramento de pragas em tempo real. Desenvolvimento de tecnologia robótica para manejo fitossanitário, vegetativo e colheita em pomares de maçã. 2. Padronização de metodologias, de procedimentos, identificação, rastreabilidade, amostragem, medição, detecção, monitoramento e análise em processos agrícolas, pecuários e florestais para interoperabilidade de sistemas automatizados. Exemplos: Modelagem e sistematização do conhecimento agronômico já existente de modo que os mesmos possam ser utilizados por sistemas de decisão automatizados. Padronização de metodologias para coleta e analise automatizada de solo, planta, água e gases. Geração de sistemas sob medida de gerenciamento do ambiente produtivo em macieira pela aplicação de modelos e softwares para auxílio à tomada de decisão. 3. Padrão de comunicação e de controle entre dispositivos automatizados para integração a sistemas de informação e de gestão. Exemplos: Padronização de troca de mensagens entre máquinas agrícolas. Padronização de meta dados para identificação animal para serem compatíveis e integrados com sistemas de informação. Desenvolvimento de protocolo NBR compatível com padrão de comunicação de dados e de controle entre tratores e implementos internacional (ISO 11783). Desenvolvimento de protocolo NBR para sistemas eletrônicos de identificação animal por radiofrequência (ativos e passivos) (ISO 14223). 4. Elementos críticos de sistemas de automação (sensor, atuador, controlador, dispositivo, material, transmissão de dados, aplicativos etc.) que viabilizem a sua aplicação para aumento da eficiência e qualidade da produção agrícola, pecuária e florestal. Exemplos: Modelagem da fisiologia da produção pecuária de forma a sistematizar o conhecimento gerado e utilização de sistemas de decisão. Automação da dinâmica de sistemas integrados de produção.

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Robótica e visão artificial na execução de processos (como por exemplo, controle mecânico e cultural). Informatização do monitoramento, identificação do nível de dano por pragas e doenças, para tomada de decisão do seu controle. Geração de modelos de fluxo e integração de dados e informações dos sistemas produtivos agrícolas, pecuárias e florestais brasileiros (Farm Management Integration System - FMIS). Desenvolvimento de técnicas e algoritmos para navegação autônoma de robôs em florestas. Desenvolvimento de sistema de planejamento de rotas e de algoritmos reativos para evitar colisões em máquinas agrícolas. Desenvolvimento de integração de múltiplos sensores para geração de informação em tempo real para navegação e aquisição de dados. 5. Procedimentos, técnicas, métodos, metodologias e softwares que viabilizem o uso do sensoriamento e da automação no sistema de produção e de monitoramento agrícola, pecuária e florestal. Exemplos: Geração de algoritmos e aplicativos baseados em dados de sensores para aplicação de fertilizante em taxa variada. Automação do mapeamento da fertilidade do solo Modelagem de sistemas agrícolas considerando a variabilidade espacial dos fatores que interferem na produtividade Sistemas de tomada de decisão que considerem a variabilidade espacial dos atributos do solo e planta. 6. Ajuste da gestão e da tecnologia para inserção de novos sistemas e elementos de automação (predominantemente importados) no processo produtivo agrícola, pecuária e florestal brasileiro. Exemplos: Desenvolvimento de processo e layout de ordenha robotizada dentro das condições de produção pecuária leiteira brasileira. Análises socioeconômicas do valor de uso de aplicação de fertilizante por meio de sensores. Prospecção de tendências e construções de cenários futuros da automação. 7. Capacitação e formação continuada de recursos humanos em automação agrícola, pecuária e florestal.

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Exemplos: Desenvolvimento de tecnologias sociais de integração das comunidades do entorno das operações florestais permitindo que elas usufruam das inovações do dia a dia. Desenvolvimento de treinamento básico para automação de processo de ordenha robotizada. Capacitação de equipes transdisciplinares para elaboração de projetos em automação agrícola, pecuária e florestal. 8. Sistemas de informação e de elementos para tomada de decisão em processo de produção agrícola, pecuária e florestal. Exemplos: Geração de sistemas de informação dos processos de logística de transporte da madeira do campo até o consumidor final, a fim d minimizar as perdas e riscos. Aplicativos web para dispositivos móveis para apoio à tomada de decisão em campo. 9. Modelagem de sistema de produção e de fluxo de dados. Exemplos: Geração de modelos de fluxo e integração de dados e informações dos sistemas produtivos agrícolas, pecuárias e florestais brasileiros (Farm Management Integration System - FMIS).

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Portfólio

Documento Síntese

SUPRIMENTO EFICIENTE DE NUTRIENTES PARA A AGRICULTURA BRASILEIRA

JUSTIFICATIVA PARA O PORTFÓLIO

O Brasil é o quarto maior consumidor de fertilizantes do mundo. Nos últimos vinte anos a quantidade de fertilizantes NPK consumida no país cresceu a uma taxa anual de 5,8%. Contudo, do total de 29,54 milhões de toneladas consumidas em 2012, cerca de 66% são importados. Estes fatos colocam o Brasil numa situação frágil de dependência da importação desse insumo, sobretudo considerando que a maior parte dos solos das regiões produtoras de alimentos, fibras e energia é naturalmente deficiente em nutrientes, havendo a necessidade de adubação das culturas para a manutenção ou até mesmo aumento dos níveis de produtividade já alcançados.

A correção da acidez do solo e a adubação mineral, sobretudo com N, P e K, representam a maior parcela, normalmente acima de 30%, dos custos variáveis de produção das culturas. A expansão de cultivos com elevado nível de tecnologia está entre as principais causas da crescente demanda por fertilizantes e sua importação, destacando-se as culturas de soja, milho, cana-de-açúcar, café e algodão, que juntas consomem mais de 93% do total de fertilizantes utilizados no Brasil.

Diante da forte dependência brasileira da importação desse insumo, impactando a balança comercial brasileira, o uso eficiente de fertilizantes é essencial e estratégico para a obtenção de produtividades máximas econômicas e para minimizar as perdas de nutrientes no sistema solo-planta-atmosfera. O fator de recuperação de nutrientes pelas culturas em áreas experimentais em um único cultivo, são relativamente baixos, variando de 30% a 70% para o nitrogênio, 10% a 50% para o fósforo e 30% a 70% para o potássio. Contudo, há indícios de que nas áreas de produção comercial a eficiência pode ser ainda menor, sobretudo dos fertilizantes nitrogenados (ureia) e fosfatados. Além disso, a expansão da área agrícola no Brasil está ocorrendo principalmente em regiões de solos mais arenosos e de baixa capacidade de troca catiônica (CTC), o que pode acarretar em perdas significativas de potássio por lixiviação, havendo demanda, também, por fertilizantes potássicos com tecnologias mais adaptados a essa realidade.

Diversas estratégias podem ser pensadas para o suprimento eficiente e sustentável de nutrientes para a agricultura brasileira. Essas estratégias podem ser divididas em cinco vertentes:

Boas práticas de manejo do sistema produtivo e de uso correto de fertilizantes e de outras fontes de nutrientes;

Identificação de fontes alternativas de nutrientes (minerais e orgânicas);

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Novas tecnologias para a produção de fertilizantes de maior eficiência ou de menor custo de produção; e

Melhoramento genético e seleção de genótipos de maior eficiência de uso de nutrientes

Métodos de análise de fertilizantes e diagnóstico da fertilidade

Em cada uma dessas linhas podem ser desenvolvidas e transferidas tecnologias que impactam diretamente o consumo de fertilizantes no Brasil, otimizando seu uso e diminuindo a pressão por importação. Como ações transversais, algumas dessas estratégias têm como forma de transferência de tecnologia a celebração de contratos com empresas do setor, enquanto que outras tecnologias têm um cunho mais social e devem ser transferidas diretamente para o cliente final que é o produtor rural. Outras ações transversais que contribuirão para a efetividade da atuação desse portfólio são a organização da informação sobre fontes de nutrientes, demandas e condição da fertilidade dos solos brasileiros e os estudos de impactos sócio econômico ambientais de novas tecnologias em fertilizantes e de manejo da fertilidade do solo. OBJETIVO GERAL Desenvolver, avaliar, validar e transferir tecnologias que permitam o suprimento eficiente e sustentável de nutrientes para a agricultura brasileira OBJETIVOS ESPECÍFICOS Compreender os mecanismos relacionados à eficiência de fornecimento de nutrientes por fertilizantes e desenvolver fertilizantes de maior eficiência Desenvolver e validar biotecnologias relacionadas à nutrição de plantas e à produção de fertilizantes. Desenvolver novas rotas tecnológicas na produção de fertilizantes permitindo o aproveitamento de fontes marginais ou reduzindo o custo ou impacto ambiental das rotas atualmente utilizadas. Desenvolver nanotecnologias aplicadas a produção de fertilizantes Desenvolver processos e produtos que permitam o uso racional de resíduos orgânicos agrícolas, agroindustriais e urbanos como fertilizantes ou condicionadores de solo. Normatizar e viabilizar o uso de agrominerais alternativos como condicionadores de solo, corretivos e fontes de nutrientes. Validar agronômica e economicamente, fertilizantes, corretivos e condicionadores do solo, em experimentos em rede nacional Aprimorar as recomendações de corretivos e fertilizantes para diferentes sistemas de produção em ambiente tropical.

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Aumentar a eficiência de nutrientes pelo manejo de sistemas com intensificação ecológica. Elucidar os mecanismos de ação de micronutrientes e substâncias orgânicas bioativas sobre plantas cultivadas e desenvolver novos fertilizantes utilizando esse conhecimento Compreender os mecanismos genéticos, morfológicos e fisiológicos relacionados à nutrição mineral de plantas e aplicá-los no desenvolvimento de novas práticas agrícolas ou novos fertilizantes. Avaliar o impacto ambiental do uso de fertilizantes em ambiente tropical permitindo comparação entre tecnologias. Desenvolver e validar metodologias analíticas para a caracterização e estudo de fertilizantes. Desenvolver e validar métodos de avaliação da fertilidade do solo e do estado nutricional de plantas. Organizar a informação sobre fertilidade de solo e fertilizantes no Brasil e dar suporte para os sistemas de recomendação de adubação. Promover a inovação tecnológica e comunicação em fertilizantes e manejo da fertilidade do solo. ESTRUTURA TEMÁTICA DO PORTFÓLIO E PRIORIDADES Vertente: Boas práticas de manejo do sistema produtivo e de uso correto de fertilizantes e de outras fontes de nutrientes Linha temática: Validação Agronômica e Econômica de Uso de Fertilizantes, Corretivos e Condicionadores do Solo

Experimentos de longa duração para avaliação agronômica, econômica e do impacto ambiental do uso de fertilizantes e condicionadores de solo em sistemas integrados de produção.

Validação de novos fertilizantes em ensaios em rede a campo.

Avaliação da eficiência e validação agronômica de agrominerais e de resíduos orgânicos, agroindustriais e urbanos como fontes de nutrientes, corretivos ou condicionadores do solo.

Validação de fertilizantes granulados ou pastilhados de composições mistas ou multinutrientes, contendo enxofre, magnésio e micronutrientes.

Validação de produtos para aplicação foliar a base de substâncias orgânicas bioestimulantes e micronutrientes.

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Linha temática: Aprimoramento das recomendações de corretivos e Fertilizantes

Aferição das respostas à correção da acidez e adubação para sistemas de produção de grãos e fibras em solos de fertilidade construída e sob plantio direto, envolvendo aperfeiçoamentos na combinação de fontes, quantidades, formas de aplicação e/ou épocas de aplicação de nutrientes.

Ajustes nas práticas de correção da acidez e fornecimento de nutrientes para culturas diversas, incluindo espécies perenes, olerícolas e cultivos em sistemas fertirrigados, envolvendo aperfeiçoamentos na combinação de fontes, quantidades, formas de aplicação e/ou épocas de aplicação de nutrientes.

Caracterização do estado atual da eficiência de uso de nutrientes em diferentes culturas e sistemas de produção.

Integração e atualização de informações sobre fertilidade do solo, manejo da adubação e nutrição vegetal, com foco no uso eficiente de nutrientes e de fertilizantes.

Ações coordenadas de TT, fomentadas pelas informações geradas nessa linha do portfólio, voltadas para promoção do uso mais eficiente de fertilizantes na agricultura de alto investimento e ganhos de produtividade em plantações de menor investimento tecnológico (pequenos e médios produtores), resultando em maior rentabilidade da atividade agrícola no País.

Linha temática: Aumento da eficiência de nutrientes pelo manejo de sistemas com intensificação ecológica

Quantificação da ciclagem de nutrientes por meio da intensificação ecológica em diferentes sistemas integrados (sucessão - safrinha, rotação, consórcios, ILP, ILPF, agricultura orgânica).

Quantificação do impacto econômico da adoção de sistemas de manejo com intensificação ecológica.

Desenvolvimento de novos sistemas de consórcio/cultivos intercalares de culturas anuais (especialmente a soja) e plantas de cobertura para maximizar o aporte de resíduos vegetais em relação aos cultivos em sucessão.

Compreensão dos processos químicos (dinâmica de nutrientes), físicos (dinâmica de água, agregação, compactação) e biológicos (FBN, exudatos, Glomal na e Micorrizas) no solo em sistemas de intensificação ecológica.

Aprimoramento de materiais genéticos de plantas de cobertura para maior eficiência da intensificação ecológica (quantidade e qualidade de sementes visando mecanização de plantio e colheita, plantas de cobertura com duplo propósito, exigência de nutrientes e água, incidência de pragas e doenças, ciclo fenológico).

Aprimoramento de manejo de sistemas de intensificação ecológica (estratégias de semeadura, manejo da cultura, manejo de palhada para

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plantio da cultura principal, interação com exigência de nutrientes e água, incidência de pragas e doenças).

Avaliação dos efeitos de sistemas de intensificação ecológica no sistema de produção em relação ao ataque de pragas, doenças, nematóides e plantas invasoras.

Vertente: Identificação de fontes alternativas de nutrientes Linha temática: Uso agrícola de resíduos orgânicos

Caracterização da composição, variabilidade bioquímica, teores de metais, e contaminantes biológicos dos fertilizantes de base orgânica.

Avanço do conhecimento sobre os mecanismos de mineralização e solubilização de nutrientes no solo.

Avanço do conhecimento sobre a interação dos nutrientes com o carbono orgânico dos fertilizantes (benefício do organomineral) e com a matéria orgânica do solo.

Avanço do conhecimento sobre a fitotoxicidade e biodisponibilidade de metais em solos adubados com resíduos orgânicos.

Desenvolvimento de estratégias para redução das perdas de nutrientes nas etapas de produção/tratamento dos fertilizantes/resíduos (compostagem, processamento) e uso agronômico destes fertilizantes/resíduos.

Desenvolvimento de equipamentos e práticas para aplicação de fertilizantes de base orgânica nas formas sólida e fluida, incluindo fertirrigação, injeção de dejetos no solo, parcelamento da adubação, entre outros.

Avaliação do risco sanitário dos fertilizantes de base orgânica (salmonela, encefalopatia espongiforme bovina, entre outras).

Definição de critérios para produção, certificação e uso de fertilizantes e resíduos orgânicos para a agricultura orgânica certificada.

Suporte à definição de legislações regulando a aplicação de resíduos e fertilizantes orgânicos no solo.

Linha temática: Viabilização de agrominerais alternativos como condicionadores de solo e fontes de nutrientes

Programa de Mapeamento Agrogeológico – integração espacial de informações temáticas regionais com a finalidade de relacionar o potencial de agrominerais alternativos em relação aos requisitos de fertilidade dos solos agrícolas.

Adaptação de métodos de caracterização de agrominerais (química, física, físico-química e mineralogia). Estudos do processo de transformação das rochas em condições controladas – biointemperismo, neoformação de minerais.

Protocolo para a normatização de agrominerais – registro e fiscalização (critérios mínimos para a definição de agrominerais com diferentes propósitos). Nem todo material (incluindo resíduos e estéreis de mina) pode ser considerado agromineral.

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Estudo de alternativas de corretivos de acidez e condicionadores do solo de superfície e subsuperfície e fornecedores de nutrientes.

Estudos de processos de agregação de valor (agronômico e econômico) aos agrominerais alternativos como insumos agrícolas;

Estudos de dinâmica de liberação de nutrientes de agrominerais em condições controladas.

Vertente: Genética, morfologia e fisiologia vegetal visando maior eficiência de uso de nutrientes Linha temática: Mecanismos de ação de micronutrientes e substâncias orgânicas bioativas

Estudos sobre a dinâmica e cinética de liberação de micronutrientes no sistema solo/planta.

Nutriômica – alteração da resposta fisiológica da planta a partir do uso de micronutrientes, biofertilizantes e substâncias orgânicas.

Estudos sobre mecanismos enzimáticos afetados por micronutrientes.

Desenvolvimento e caracterização de biofertilizantes e substâncias orgânicas.

Estudo das propriedades de regulação de crescimento vegetal por substâncias orgânicas.

Estudos sobre a eficiência no uso de nutrientes afetada pela alteração bioquímica e molecular induzida por compostos orgânicos.

Elaboração de método para detecção de propriedade promotora de crescimento em fertilizantes contendo matriz orgânica (sólidos ou líquidos).

Linha temática: Mecanismos genéticos, morfológicos e fisiológicos relacionados à nutrição mineral de plantas

Estudos envolvendo a interface solo-planta que visem o aumento da eficiência de uso de nutrientes por meio do conhecimento, entendimento e alteração dos mecanismos morfológicos e fisiológicos relacionados ao aproveitamento de nutrientes em espécies de plantas.

Estudos de nutrição fisiológica de plantas com foco em melhoria da eficiência de nutrientes e qualidade de produto (biofortificação, qualidade industrial, etc.).

Estudos que explorem a plasticidade fenotípica de plantas (morfogênese) em relação ao suprimento de fertilizantes (doses, épocas, formas) e o seu reflexo no aproveitamento do nutriente pela planta.

Estudos de dinâmica de aquisição (absorção) e distribuição de nutrientes em espécies de planta que impactem na eficiência de uso de nutrientes e na qualidade do produto agrícola.

Estudos que envolvam estratégias relacionadas à engenharia genética (OGMs) em plantas cultivadas que objetivem aumentar a aquisição e aproveitamento dos nutrientes.

Estudos que explorem as estratégias de plantas hiperacumuladoras, tolerantes a elementos tóxicos e/ou em excesso no ambiente (Al, Fe, Mn, NH4, Ni) e dotadas de mecanismos que aumentem a

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biodisponibilidade de nutrientes no solo (exsudatos, rizosfera, etc.) ou que sirvam para recuperação de áreas contaminadas com metais.

Vertente: Novas tecnologias para a produção de fertilizantes de maior eficiência ou de menor custo de produção Linha temática: Novas tecnologias de fertilizantes com eficiência aumentada (FEA)

Desenvolvimento de novos FEA.

Determinação dos mecanismos de ação e de fatores que influenciam a eficiência dos FEA.

Estabelecimento de protocolos para a avaliação da eficiência e qualidade de FEA.

Desenvolvimento de novos fertilizantes orgânicos e organominerais nas formas sólida (farelado, extrusado, peletizado, granulado) e fluida. Linha temática: Processos biológicos relacionados à nutrição de plantas e à produção de fertilizantes

Estudos envolvendo interação solo-planta-microorganismos que possibilitem avançar no conhecimento sobre os processos e mecanismos relacionados ao aumento da eficiência de uso de nutrientes em plantas (micorrizas, promotores crescimento, endofíticos, solubilizadores, etc).

Estudos envolvendo processos de biolixiviação que possibilitem aumentar a eficiência de produção/utilização de fontes minerais de fósforo e potássio dentre outros nutrientes.

Aprimoramento de métodos e fortalecimento de ações de bioprospecção de microorganismos, genes e seus produtos visando ao desenvolvimento de produtos/processos biotecnológicos que aumentem a eficiência de uso nutrientes e/ou processos de produção de fertilizantes.

Bioprospecção e seleção de microorganismos isolados e em consórcios visando ao desenvolvimento de novos fertilizantes organominerais e melhoraria de processos de compostagem.

Apoio à formação de coleções de microorganismos de interesse que possam ser fonte de material genético para estudos e desenvolvimento de produtos biotecnológicos.

Desenvolvimento de veículos, formulações e técnicas de produção e aplicação de insumos biológicos, peletização de sementes e adubos enriquecidos com microorganismos.

Identificação de genes, genótipos e QTLs visando ao aumento da eficiência nutricional e tolerância a estresses abióticos na interação plantamicroorganismos.

Abordagem de transcriptoma e metagenômica visando à descoberta microorganismos e genes e sua regulação durante processos de interação planta-microorganismos, compostagem e biolixiviação.

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Estudos de ecologia microbiana relacionada à nutrição mineral de plantas, biolixiviação e compostagem, visando melhor entender a dinâmica e interações durante esses processos em ambientes diversos.

Desenvolvimento de tecnologia para produção de microorganismos em larga escala.

Linha temática: Novas rotas tecnológicas na produção de fertilizantes

Rotas de biossolubilização e biolixiviação de novas fontes minerais de fósforo potássio e micronutrientes.

Otimização de rotas térmicas e químicas para produção de fertilizantes fosfatados e potássicos a partir de fosfatos marginais e silicatos potássicos.

Desenvolvimento de fertilizantes mistos e complexos, com formulações equilibradas de nutrientes por meio de processo de pastilhamento.

Estudos de processos de granulação e extrusão como técnicas para produção de fertilizantes organominerais.

Processos de recobrimento de fertilizantes granulados para melhoria de qualidade física, adição de produtos para aumento para controle de liberação de nutrientes.

Linha temática: Nanotecnologia em Fertilizantes

Otimização de processos de moagem (nanonização) para produção de micro/nanopartículas fontes de nutrientes, e avaliação da efetividade dessa técnica como estratégia de fornecimento de nutrientes.

Compreensão das associações entre estratégias de solubilização por microorganismos e nanonização.

Avaliação dos ganhos de nanoencapsulação frente à microencapsulação para entrega de nutrientes.

Estratégias para fornecimento eficiente de NPK por nanocompósitos.

Construção de critérios de classificação e de validação da ação de produtos como nanotecnológicos para fornecimento de nutrientes.

Vertente: Métodos de análise de fertilizantes e diagnóstico da fertilidade Linha temática: Metodologias analíticas para a caracterização e estudo de Fertilizantes

Revisão e validação de métodos e procedimentos analíticos para fertilizantes e corretivos, seus teores de nutrientes e de contaminantes.

Desenvolvimento de novas técnicas analíticas para fertilizantes e corretivos.

Desenvolvimento de materiais de referência certificado nacionais para controle dos resultados dos laboratórios.

Desenvolver e validar protocolos para avaliação de fertilizantes nanoencapsulados.

Desenvolvimento de protocolos para avaliação de fertilizantes orgânicos

Caracterização dos teores de metais e contaminantes biológicos dos fertilizantes de base orgânica.

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Definição do índice de uniformidade de grânulos em misturas de fertilizantes.

Determinação dos teores de radioisótopos em novos fertilizantes/fertilizantes fosfatados.

Caracterização da composição e variabilidade bioquímica dos fertilizantes de

base orgânica Linha temática: Métodos de avaliação da fertilidade do solo e do estado nutricional de plantas

Calibração de metodologias de análise de solo que possibilite o uso mais eficiente de fertilizantes e corretivos.

Metodologia para avaliação da dinâmica da liberação das frações orgânicas dos nutrientes em sistemas de produção.

Formas de amostragem de solo e de plantas.

Ajuste de métodos que avaliem o estado nutricional das plantas por meio de testes bioquímicos, sensores e testes rápidos (nutrição fisiológica).

Definição de bases de dados para interpretação da análise foliar por meio de métodos de balanço nutricional (DRIS, CND, PASS entre outros).

Ações transversais Linha temática: Avaliação do impacto ambiental do uso de fertilizantes

Avaliação do destino do nitrogênio e emissão de GEE de novas formulações de N no sistema solo-planta-atmosfera.

Avaliação do impacto ambiental de novas fontes orgânicas, fosfatadas e potássicas.

Determinação do risco de poluição do solo e de produtos agrícolas com radionuclídeos e metais pesados pelo uso de novas fontes e/ou formulações de fertilizantes bem como as pesquisas sobre efeito residual destes elementos.

Orientação sobre as recomendações de uso de resíduos e novas formulações contendo estes materiais de acordo com as normas CONAMA.

Análise de ciclo de vida para os novos fertilizantes em comparação aos fertilizantes minerais.

Linha temática: Serviços de informação para incremento do conhecimento sobre o suprimento eficiente de nutrientes.

Intercâmbio cooperativo e integração de informações para o suprimento eficiente de nutrientes na agricultura brasileira.

Definição de protocolos metodológicos para alinhamento e gestão estratégica do conhecimento agronômico sobre o uso eficiente de nutrientes.

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Desenvolvimento de modelos de dados, fluxos metodológicos e decisórios no manejo de nutrientes visando à integração de acervos existentes e novas tecnologias em fertilizantes.

Viabilização de base de conhecimento compartilhada para simulações espaço-temporais quantitativas sobre o balanço de nutrientes, manejo por taxas variadas, regionalização das recomendações e validação de novos métodos analíticos.

Linha temática: Estratégias de TT e de comunicação, visando estimular a adoção de novas tecnologias em fertilizantes e de manejo da fertilidade do solo

Prospecção do mercado, contratos tecnológicos e proteção de ativos relativos a novas tecnologias em fertilizantes.

Transferência de tecnologias de recomendação de boas práticas de adubação e de manejo da fertilidade do solo com foco no uso eficiente de nutrientes.

Consolidação de redes regionais de transferência de tecnologia para o aumento da eficiência no uso de corretivos fertilizantes no Brasil.

Criação de uma Rede Social Temática, com o objetivo de congregar os segmentos relacionados ao uso eficiente de corretivos e fertilizantes.

Linha temática: Estudos sócio-econômico-ambientais de impactos de novas tecnologias em fertilizantes e de manejo da fertilidade do solo

Avaliação prospectivas de novas tecnologias em fertilizantes e de manejo da fertilidade do solo

Avaliação de impactos sócio-econômico-ambientais de novas tecnologias em fertilizantes e de manejo da fertilidade do solo

Estudos de viabilidade técnica e econômica de novas tecnologias em fertilizantes e de manejo da fertilidade do solo.

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Documento Síntese

PORTFÓLIO ALIMENTOS, NUTRIÇÃO E SAÚDE

INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas houve uma intensificação das pesquisas sobre a relação entre alimentos, nutrição e saúde. Além da redução do risco de doenças crônicas não transmissíveis, existem hoje evidências do papel da dieta na melhoria do desempenho mental e físico, no retardamento do processo de envelhecimento, no fortalecimento do sistema imunológico, entre outros. Por outro lado, é notável a persistência de doenças relacionadas à carência nutricional e dificuldade de acesso a alimentos em regiões de pobreza extrema. O custo estimado do impacto da má nutrição na economia mundial alcança 5% do PIB global, equivalente a 3,5 trilhões de dólares por ano, ou U$ 500/pessoa/ano (FAO, 2013).

Os avanços da tecnologia agropecuária e da ciência e tecnologia de alimentos representam um dos principais meios de proporcionar uma melhor qualidade de vida para a população, reduzir custos com doenças associadas à má alimentação, e também, atender à crescente demanda dos consumidores por alimentos saudáveis, práticos e sensorialmente atraentes. Nesse contexto, torna-se importante o desenvolvimento de tecnologias voltadas para a oferta de alimentos que, por sua composição nutricional e/ou pela presença de compostos bioativos, sejam capazes de contribuir não só para o suprimento de deficiências nutricionais, mas também para a prevenção de doenças e manutenção da saúde da população.

Os alimentos funcionais são considerados uma das principais tendências mundiais da alimentação, constituindo hoje o segmento de mais rápido crescimento da indústria de alimentos. Tais alimentos promovem a saúde e bem estar dos consumidores por meio de efeitos bioquímicos e fisiológicos que vão além das funções nutricionais básicas, representando uma nova fronteira para as ciências que estudam a relação entre alimentos, nutrição e saúde, e constituindo oportunidade para inovação tecnológica com impacto potencial relevante sobre a saúde da população.

No âmbito de uma economia globalizada, que se caracteriza pela fragmentação das fronteiras entre mercados e pelo intenso fluxo de informação sobre a forma de obtenção dos alimentos, não basta garantir os atributos de segurança e sustentabilidade na produção de alimentos. Em adição a todas as providências para esta garantia, é essencial assegurar as bases técnicas para dotar estes alimentos de características nutricionais, funcionais e promotoras da saúde.

Neste contexto, torna-se oportuna, para a Embrapa e Instituições parceiras, a organização de meios e espaços de articulação voltados para induzir a produção e o consumo de alimentos com elevada qualidade nutricional e funcional. Esta proposição pode ser factível ao adotar-se a

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estratégia de estruturação de projetos em Portfólios, implementada na Embrapa desde 2011. Isso porque, seguindo o conceito de Portfólios, a busca de soluções para a produção de alimentos com tais características, entendida como estratégica para o país, pode ser potencializada ao ser criado o espaço institucional onde projetos afins a este tema sejam elaborados, induzidos, propostos e implementados, em uma configuração integrada, convergente, complementar e sinérgica. Ações pontuais para o avanço do conhecimento na relação entre alimentos, nutrição e saúde vêm sendo realizadas dentro da programação de pesquisa da Embrapa por diversas Unidades Descentralizadas. No entanto, estas atividades estão desarticuladas e pulverizadas e, consequentemente, as informações geradas encontram-se desorganizadas dentro da carteira de projetos do SEG.

O foco do portfólio Alimentos, Nutrição e Saúde (AliNutriS) será promover o avanço do conhecimento e o desenvolvimento de tecnologias para a ampliação da oferta de alimentos funcionais, saudáveis, bem como de alimentos voltados para grupos da população com necessidades específicas (diabéticos, hipertensos, com alergias ou intolerâncias alimentares, entre muitos outros), explorando de forma sistemática as conexões existentes entre alimentos, nutrição e a saúde.

A relação dos alimentos com o tema nutrição e saúde é muito ampla e será tratada neste portfólio sob três aspectos: (1) ações de PD&I sobre compostos alvo com impacto nutricional ou compostos biologicamente ativos com efeitos benéficos à saúde, com o objetivo de desenvolver alimentos mais nutritivos e saudáveis; (2) componentes de PD&I envolvendo estratégias ou rotas tecnológicas capazes de promover variações na concentração (incremento, redução ou eliminação) dos compostos alvo propostos, de modo a possibilitar o desenvolvimento destes alimentos, assim como estudos que qualifiquem tais produtos em relação a aspectos de nutrição e de saúde, e (3) componentes de TT e comunicação envolvendo estudos de viabilidade técnica e econômica da produção e do mercado destes alimentos e ingredientes associados, visando a promoção de sua incorporação ao mercado, bem como ações de transferência de tecnologia que promovam a inovação tecnológica no agronegócio no âmbito de alimentos benéficos à saúde. OBJETIVO

Sistematizar e articular ações para a implementação de projetos de P,D&I com foco no avanço do conhecimento e desenvolvimento tecnológico associado à obtenção de alimentos que promovam melhoria do estado nutricional e qualidade de vida da população, atendendo novas exigências do mercado. Objetivos específicos - Estabelecer um espaço de sistematização, articulação e organização de conhecimentos e tecnologias para o desenvolvimento de ações em PD&I

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direcionadas à ampliação da oferta e do consumo de alimentos com impacto positivo sobre a saúde do consumidor e no agronegócio; - Identificar demandas e oportunidades de utilização e avanço de conhecimentos visando à geração de tecnologias, produtos, processos e serviços associados à preservação e/ou agregação de propriedades nutricionais e funcionais de alimentos; - Atender a lacunas na programação de PD&I da Embrapa nas áreas correlatas à qualidade nutricional e funcional de alimentos em diferentes cadeias produtivas, promovendo a integração das ciências agrárias com as ciências da saúde; - Ampliar a base científica e tecnológica da Embrapa e sua respectiva utilização, visando atender a demandas de consumidores, produtores, indústrias e órgãos de governo em estratégias que tenham como foco a obtenção e disponibilização de alimentos com qualidade nutricional e funcional diferenciadas e cientificamente comprovadas; - Contribuir para a criação de novos negócios na agricultura e na indústria de alimentos e para a ampliação e fortalecimento dos já existentes, promovendo nichos de mercado para produtos e ingredientes alimentares com diferencial nutricional e funcional; - Colaborar com a mitigação dos gastos públicos com saúde por meio da redução do risco de ocorrência de doenças crônicas não transmissíveis associada a hábitos saudáveis de vida. ESTRUTURA

O portfólio AliNutriS tem foco na geração, desenvolvimento e transferência de conhecimentos e tecnologias para ampliar e diversificar a oferta de alimentos que contribuam para a saúde e qualidade de vida da população, com foco em nove grupos de compostos alvo com impacto nutricional ou na saúde humana.

Com o intuito de organizar a apresentação e as estratégias a serem adotadas neste portfólio, os compostos alvo foram agrupados em duas categorias, conforme apresentado no Quadro 1, e os componentes de PD&I estão apresentados no Quadro 2.

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Quadro 1– Compostos alvo a serem investigados no desenvolvimento de ingredientes e alimentos com incremento nutricional e/ou impacto na saúde humana.

Quadro 2- Componentes de P,D&I considerados para o desenvolvimento de alimentos com qualidade nutricional, funcional e de saúde.

PRIORIDADES As prioridades a serem trabalhadas no âmbito do Portfólio Alimentos Nutrição e Saúde, que serão a base para a indicação das linhas temáticas a serem inseridas nos Editais, constam na Tabela 1.

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Tabela 1. Linhas temáticas do Portfólio Alimentos Nutrição e Saúde

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Mapa de Oportunidades

A apresentação do presente Mapa de Oportunidades tem como finalidade ilustrar as inter-relações entre os principais compostos alvo e componentes de PD&I e TT relacionados ao desenvolvimento de alimentos com qualidade nutricional, funcional e de saúde.

Figura 1: Mapa de oportunidades do Portfólio AliNutriS. Impactos Esperados

Em termos qualitativos, o Portfólio promoverá a melhoria da qualidade nutricional, funcional dos alimentos e de saúde dos consumidores, tanto no âmbito do setor primário como da agroindústria, ao contribuir para um maior aporte de nutrientes, dieta diversificada, e qualidade do produto, além de contribuir para a comprovação das alegações de saúde. Ainda em termos qualitativos, o Portfólio poderá apoiar a utilização de indicadores de avaliação de impacto nutricional, essenciais para promover a oferta dos produtos desenvolvidos. Em termos socioeconômicos, o Portfólio beneficiará vários segmentos da cadeia produtiva: produção, indústria, comércio, consumidor final, com perspectivas de agregação de valor, manutenção e/ou abertura de novos mercados, refletindo em aumento de renda e qualidade de vida.

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Os resultados e impactos esperados são detalhados a seguir: - Ferramentas para modificação do metabolismo de plantas, animais e microrganismos. - Ferramentas para seleção de microrganismos, animais e vegetais visando a produção de alimentos diferenciados quanto a qualidade nutricional e funcional - Avanço no conhecimento de rotas metabólicas envolvidas na produção de compostos alvo. - Avanço no conhecimento dos processos metabólicos envolvidos nos efeitos de alimentos e seus constituintes sobre a saúde humana. - Alimentos com teor e características de qualidade nutricional e funcional associadas aos compostos alvo - Cultivares, cepas e animais melhorados quanto a características de interesse para nutrição e saúde - Plantas e microrganismos geneticamente modificados com características de interesse à nutrição e saúde. - Matérias primas caracterizadas quanto à qualidade nutricional e funcional - Ativos de inovação (marcadores, genes, fontes de melhoramento) - Práticas agrícolas inovadoras e sustentáveis para a produção de alimentos com características nutricionais e funcionais diferenciadas. - Boas Práticas de pós colheita e de armazenamento para a produção de alimentos com características nutricionais e funcionais diferenciadas - Tecnologias para fortificação de alimentos - Processos inovadores de produção de alimentos que promovam nutrição e saúde da população - Aumento da diversidade de alimentos processados que tenham características nutricionais, funcionais e benéficas à saúde - Disponibilização de alternativas para diversificação da dieta alimentar da população - Aproveitamento econômico de espécies nativas não domesticadas para nichos de mercado - Alimentos/ingredientes com alegação nutricional, funcional e de saúde comprovados - Conhecimento do estado nutricional da população e seus impactos socioeconômicos - Indicadores da viabilidade técnico-econômica e mercadológica dos alimentos/ingredientes desenvolvidos disponíveis para subsidiar ações de adoção e transferência das tecnologias - Subsídios para o estabelecimento de políticas públicas que promovam a produção e consumo de alimentos com impacto positivo sobre a saúde - Conhecimento sobre as dietas e composição dos alimentos consumidos nas diferentes regiões do país - Promoção do desenvolvimento, comercialização e consumo de alimentos com qualidade nutricional, funcional e de saúde - Ampliação da capacidade do consumidor para a escolha consciente de alimentos mais nutritivos e saudáveis

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PORTFÓLIO PARA SETOR AGROINDUSTRIAL-SUCRO-ALCOOLEIRO ENERGÉTICO (SASE)

DOCUMENTO – SÍNTESE

E PESQUISA, DESENVOLVIMENTO E INOVAÇÃO (PD&I) PARA O SETOR

AGROINDUSTRIAL SUCRO-ALCOOLEIRO ENERGÉTICO (SASE) 1. Introdução

O Portfólio para o Setor Agroindustrial Sucro-Alcooleiro energético foi o primeiro portfólio de PD&I instituído na Embrapa devido à sua importância estratégica, entre outros, para a matriz energética brasileira. Ao se constituir este portfólio levou-se em consideração o cenário atual do setor, bem como as perspectivas futuras de adoção de novas tecnologias agrícolas e industriais que permitam a sua expansão sustentável, inclusive para novas áreas aqui chamadas de “áreas de expansão”. Tal setor tem se destacado, principalmente, pela produção de açúcar e etanol, onde variações no preço de um afetam o mercado do outro. Além disso, ações governamentais relativas ao uso do etanol, como o aumento do percentual de mistura com a gasolina, também tem afetado o mercado.

Na última década foi grande a expansão do setor sucroalcooleiro no país. A área plantada com cana-de-açúcar (cana) aumentou de 4,88 para 9,16 milhões de hectares, o que correspondeu a um aumento de 88%. No mesmo período, a área plantada na região Centro-Oeste aumentou 219%, passando de 0,373 para 1,191 milhões de hectares. Entretanto, com a crise econômica mundial de 2008, a taxa de expansão reduziu-se, bem como os investimentos na condução das lavouras. Projeções realizadas em meados da última década, com relação à expansão da produção de etanol visando atender ao mercado interno e exportações, foram frustradas. Enquanto na última década a perspectiva de exportação de etanol foi tema predominante no setor, o principal desafio que o país se impõe em curto e médio prazo é garantir o abastecimento interno, e a um prazo mais longo a conquista de mercados internacionais.

Adicionalmente ao exposto acima, apesar da produção no setor ser focada em etanol e açúcar, além da co-geração de energia elétrica pela queima do bagaço, a mesma é realizada na lógica de biorrefinarias, porém utiliza-se de uma única biomassa, a cana, como fonte de matéria prima e são produzidos somente dois produtos, o açúcar e o etanol. Desta forma, é ponto passivo que, para garantir sustentabilidade econômica e ambiental no futuro, as plantas modernas (as modernas biorrefinarias) deverão ser capazes de receber como “input” múltiplas biomassas e devolver como “output” múltiplos produtos como alimentos, biocombustíveis, químicos verdes, novos biomateriais, além da perspectiva da co-geração de energia e distribuição na rede. Para se viabilizar tais plantas, que aqui podem ser chamadas de Plantas Flex, há necessidade de se estudar os aspectos sócio-econômico-ambientais da adoção de novas biomassas bem como de novos processos de conversão para a produção sustentável de múltiplos ativos. Mais recentemente, algumas usinas têm

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tentado incrementar sua produção pela utilização de outras fontes de açúcar para geração de etanol, como o uso de palha de cana e resíduos lignocelulósicos de outras culturas para produção de etanol de segunda geração, bem como a utilização de plantas amiláceas como o milho e o sorgo sacarino para o período de entressafra que pode atingir até 4 meses (Milanez et al., 2014). Cabe destacar que o componente sócio-econômico e ambiental de todas as tecnologias a serem desenvolvidas se destaca frente aos olhos da sociedade, uma vez que a produção de energia via biomassa só se justifica em função da sua maior sustentabilidade e pelo seu caráter de “energia limpa”. Assim, os estudos dos valores de emissões de GEE, contribuições para os estoques de carbono e balanço de energia são primordiais dentro do portfólio. O presente documento tratará dos antecedentes relativos ao formato de construção deste portfólio, as culturas alvo do mesmo, a necessidade de introdução de novas culturas no escopo do portfólio, os principais processos de produção agrícola e industriais, os impactos econômicos e ambientais das atividades envolvidas, além da apresentação de uma síntese do escopo técnico, da abrangência temática do portfolio e seus objetivos e desafios. 2. Histórico

Após a tomada de decisão pela Diretoria de instituir uma nova figura programática de P&D no Sistema Embrapa de Gestão (SEG), o Portfólio, que tem um papel em nível tático na programação de pesquisa da Embrapa, foi constituído, em 2012, o primeiro comitê gestor do Portfólio que ficou incumbido de estruturar o portfólio para o Setor Agroindustrial Sucro-Alcooleiro Energético. Entre as atribuições definidas na portaria Nº 54 destacam-se a avaliação e organização da carteira de projetos afins com base em sinergia e complementariedade, a redução de redundâncias na programação, o melhor uso de recursos e o melhor atendimento aos objetivos estratégicos da empresa.

Uma vez nomeado e tendo suas atribuições definidas, o primeiro CG Portfólio-SASE iniciou a estruturação do portfólio. Inicialmente, foram realizadas análises preliminares dos atores do setor (produtores, instituições de pesquisa, setor industrial, governo, etc.) e levantamento das demandas do setor (mercado, invenção-inovação, regulação). Tais informações permitiram a elaboração de documentos orientadores (Notas técnicas, Artigos, matérias jornalísticas, etc.), bem como a elaboração do chamado Mapa de Oportunidades, um documento que permitiu a definição de Vertentes, Temas e Linhas de PD&I que passaram a nortear a indução de ações, bem como os editais para financiamento dos projetos de pesquisa para o setor na Embrapa. Para constituição deste mapa, realizou-se a identificação de oportunidades por espécie, levantou-se o “framework do conhecimento” (estado da arte das pesquisas) e iniciou-se o mapeamento das competências e infraestruturas institucionais. Com base nestas informações foi possível definir uma composição para o mapa de oportunidades que hoje contém 3 vertentes, 10 temas e 62 linhas de PD&I.

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De posse dos documentos norteadores e do mapa de oportunidades o CG Port-SASE realizou um diagnóstico da carteira de projetos do SEG existente para o Setor Agroindustrial Sucro-Alcooleiro Energético. Primeiramente, definiram-se critérios para a análise da carteira onde se considerou os objetivos, as metas, os resultados potenciais, e as equipes responsáveis pelos projetos. Em seguida, por meio de ferramentas corporativas como o SIDE, o IDEARE e o SISGP foi realizado o levantamento de todos os projetos existentes na carteira da Embrapa utilizando palavras chave como agroenergia, cana, fermentação, etanol, capins, sorgo, etc. Um total de mais de 340 projetos foram identificados neste primeiro levantamento. Uma análise inicial de tais projetos mostrou que muitos dos projetos levantados foram identificados por simplesmente conterem uma ou mais das palavras chave utilizadas no levantamento em seu texto, mas sem ter nenhum alinhamento real com os temas e linhas de PD&I inerentes ao Portfólio SASE. Desta forma, houve necessidade de analisar criteriosamente cada projeto para selecionar aqueles que, de fato, tinham algum alinhamento com o portfólio, eliminando-se os demais da listagem. A partir desta análise detalhada obteve-se um total de 84 projetos com alinhamento ao portfólio, os quais foram separados em grupos de projetos concluídos, em execução e cancelados. A análise de tais projetos permitiu identificar lacunas na programação e, desta forma, editais foram induzidos com base no Mapa de Oportunidades e nas lacunas identificadas. Completados dois anos de atuação da primeira composição do Portfólio, foi constituído, por portaria, um novo grupo para dar continuidade aos trabalhos desenvolvidos pela primeira composição bem como para atualizar o documento síntese do portfólio e o mapa de oportunidades. O presente documento é resultado do trabalho da segunda composição do portfólio SASE. 3. Caraterísticas do Portfólio

Como pode ser visto no mapa de oportunidades abaixo (Tabela 1) o portfólio de projetos de PD&I para o setor agroindustrial sucro-alcooleiro energético foi estruturado para conter 3 vertentes incluindo as tecnologias agrícolas, tecnologias industriais e estudos transversais, as quais compreendem 10 temas e 62 linhas de PD&I. Nos dois primeiros anos de existência, sob a gestão da primeira composição do comitê gestor, o portfólio focou prioritariamente as espécies do complexo Saccharum (cana-de-açúcar), Sorghum bicolor (L.) Moench - com ênfase em sorgo energia (sacarino e biomassa lignocelulósica) e capins de porte alto (capim elefante - Pennisetum spp e capim colonião - Panicum spp). Na segunda composição do comitê gestor nomeado por portaria da DE-PD (Resolução do Diretor Executivo de P&D Nº 3, de 2 de Abril de 2014 BCA Nº 16 de 07.04.2014), optamos por aumentar os escopo de culturas foco do SASE devido a fortes demandas por culturas que pudessem suprir com matérias primas alternativas o período de entressafra das usinas. 3.1. Objetivo Geral

O objetivo geral do portfólio de PD&I para o setor agroindustrial sucro-alcooleiro energético é organizar a programação de pesquisa da Embrapa para

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as culturas foco do portfólio, induzindo e articulando projetos que permitam desenvolver e transferir conhecimentos e tecnologias voltadas à produção e utilização sustentável das culturas foco, bem como de seus co-produtos para a produção diversificada de biocombustíveis, químicos verdes, novos materiais entre outros, de forma a apoiar o setor agroindustrial sucro-alcooleiro energético a se manter na liderança e com a competitividade que o mercado mundial demanda. 3.2. Objetivos Específicos Os objetivos específicos do portfolio de projetos de PD&I para o setor agroindustrial sucroenergético são:

especialmente a oriunda de biomassa, com vistas ao aumento de sua sustentabilidade.

ar condições para o aumento da participação de novas fontes de agroenergia oriundas do complexo sucroalcooleiro na composição da matriz energética.

desenvolvimento sustentável do setor sucroalcooleiro, fundadas na intensificação tecnológica e possível expansão da agricultura de energia e na agregação de valor à cadeia produtiva.

agronegócio de bioetanol e bioenergia. 5 / 16

contemplando os principais compartimentos: água, solo, biodiversidade e atmosfera.

efeito estufa pelo desenvolvimento de novas tecnologias agrícolas e agroindustriais.

de fontes alternativas e sustentáveis de combustíveis. seada na

biomassa de cana-de-açúcar, sorgo energia (sacarino e biomassa lignocelulósica), capins de porte alto (elefante e colonião), plantas amiláceas e açucareiras, além de resíduos lignocelulósicos de outras cadeias para produção de biocombustíveis.

ontribuir para o progresso técnico e a ampliação de inovações no setor sucroenergético, na parceria público-privada.

serviços associados. 3.3. Proposta de novas culturas a serem incluídas no Portfólio SASE

Nesta segunda versão do documento síntese estamos propondo a ampliação do escopo de culturas foco do portfólio, pois é consenso no comitê gestor do portfólio que o setor vem demandando fortemente alternativas para o período de entressafra da cana-de-açúcar. O novo escopo de culturas do

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portfólio deverá conter, além das culturas da cana-de-açúcar, do sorgo (sacarino e biomassa), do capim elefante e do capim colonião, também espécies amiláceas como o milho, a batata doce alcooleira, o Arundo donax e resíduos lignocelulósicos de forma a ampliar o rol de culturas e resíduos passíveis de atender às demandas do setor de produção de etanol, principalmente no período de entressafra da cana. Algumas destas novas culturas já possuem escala de produção (milho), entretanto, espécies como a batata doce alcooleira e o Arundo donax, são culturas que ainda precisam de estudos tanto no aspecto de pré-melhoramento e melhoramento genético, de sistemas de produção, como de processos de conversão, objetivando não somente combustíveis, mas também outros produtos de valor agregado como novos químicos e materiais.

Adicionalmente, estudos sócio-econômico-ambientais serão necessários para validar o potencial de tais culturas e resíduos. É importante frisar que a proposta é utilizar amiláceas que não se prestem à alimentação humana e animal, ou que sejam produzidas em quantidades que justifiquem tanto o seu uso alimentar como para produção de energia. Por fim, propomos também a introdução, no escopo do portfólio, de resíduos lignocelulósicos provenientes de diferentes culturas e que não tenham utilidade para alimentação humana ou animal. Tais resíduos poderão ter grande utilidade para as novas plantas de etanol de segunda geração que estão sendo implementadas no Brasil (Rosa & Garcia, 2009). Pelo exposto acima torna-se fundamental que o portfólio SASE amplie seu escopo para poder identificar e validar o potencial de culturas amiláceas e açucareiras para atender as demandas do setor por alternativas. 3.3.1. Escopo atual de culturas foco do portfólio 3.3.1.1. Cana de Açúcar (Complexo Saccharum)

Introduzida no período colonial, a cana-de-açúcar se transformou em uma das principais culturas da economia brasileira. O Brasil não é apenas o maior produtor de cana. É também o primeiro do mundo na produção de açúcar e etanol através dessa biomassa. Com a cana-de-açúcar, o Brasil é responsável por mais da metade do açúcar comercializado no mundo, devendo alcançar taxa média de aumento da produção de 3,25%, até 2018/19, e produzir 47,34 milhões de toneladas do produto, o que corresponde a um acréscimo de 14,6 milhões de toneladas em relação ao período 2007/2008. A inserção no mercado externo dos produtos da cana-de-açúcar contribuem significativamente para sua participação dentro do agronegócio e contribuição para o PIB nacional (1,76% em 2008). O etanol, produzido no Brasil a partir da cana-de-açúcar, conquista, cada vez mais, o mercado externo como alternativa energética e também conta com projeções positivas para os próximos anos, devidas principalmente, ao crescimento do consumo interno. A produção projetada para 2019 é de 58,8 bilhões de litros, mais que o dobro da registrada em 2008. O consumo interno está projetado em 50 bilhões de litros e as exportações em 8,8 bilhões.

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Durante a última década foi grande a expansão do setor sucroalcooleiro no país, com a área plantada com cana-de-açúcar (cana) aumentando de 4,88 para 9,16 milhões de hectares, representando aumento de 88%. No mesmo período, a área plantada na região Centro-Oeste aumentou 219%, passando de 0,373 para 1,191 milhões de hectares. Contudo, com a crise econômica mundial de 2008, a taxa de expansão reduziu-se, bem como os investimentos na condução das lavouras. Projeções realizadas em meados da última década com relação à expansão da produção de etanol visando atender ao mercado interno e exportações foram frustradas. Enquanto na última década a perspectiva de exportação de etanol foi tema predominante no setor, o principal desafio que o país se impõe em curto e médio prazo é garantir o abastecimento interno e, em um prazo mais longo, a conquista de mercados internacionais. Neste cenário, o aprimoramento e desenvolvimento de novas tecnologias agrícolas para aumentar, ou mesmo manter, a produtividade com redução de custos são essenciais. Nas áreas tradicionais do centro-Sul o grande desafio tem sido a adaptação às condições de distribuição irregular de chuvas e o manejo associado à intensa mecanização, de forma a manter a competitividade econômica e ambiental. Isto porque produtividade e longevidade sem comprovação de desempenho ambiental satisfatório já não se mostram suficientes para conquista de mercados.

A região Centro-Oeste, pela grande disponibilidade de terras para expansão do setor sucroalcooleiro e pela aptidão climática (com a utilização de irrigação de salvamento para a rebrota da soqueira), será a principal zona de expansão no país, para onde os esforços da pesquisa agrícola deverão ser direcionados. De fato, na última década aumentou significativamente a atuação das instituições de pesquisa oficiais e privadas atuando no melhoramento genético da cultura, com foco destacado para as regiões de expansão dos Cerrados. Contudo, a pesquisa com relação ao sistema de produção realizado por estas instituições é ainda muito limitada, fato esse refletido nas produtividades da cana brasileira na última década que, quando não estabilizada, decresce. O próprio setor produtivo tem manifestado enfaticamente a necessidade do apoio da Embrapa para intensificação de pesquisas no aprimoramento do sistema de produção de sua principal biomassa – a cana-de-açúcar. Desta forma, pesquisas em temas como aprimoramento do manejo da fertilidade do solo, desenvolvimento de sistema de produção de cana com plantio direto, aprimoramento do manejo da cultura com relação ao arranjo de plantas, manejo do palhiço residual, sucessão e consórcio de culturas, manejo de insetos-praga, nematoides, e doenças, e desenvolvimento e avaliação de sustentabilidade de sistemas de produção irrigados, tem sido frequentemente demandadas pelo setor.

O desenvolvimento de sistemas mais intensificados de produção, como os sistemas de produção de cana-de-açúcar irrigada, é assunto que tem despertado grande interesse e busca por resultados experimentais, praticamente inexistentes. Tanto no Nordeste do Brasil como nas regiões de expansão dos Cerrados, respostas à irrigação são elevadas, com rendimentos acima de 200 t/ha conforme resultados preliminares de experimentos realizados pela Embrapa Tabuleiros Costeiros e Embrapa Cerrados em

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parceria com usinas. Comparativamente, o rendimento médio na região Centro-Oeste é de pouco mais de 80 t/ha. Já é conhecido o potencial de expansão da área irrigada no Nordeste e no Cerrado em, pelo menos, mais 30 milhões de hectares. Essas regiões já caminham para o aumento da adoção da irrigação deficitária da cana-de-açúcar, e a necessidade de experimentação definindo critérios técnicos sólidos para garantir sustentabilidade financeira, socioeconômica e ambiental da produção de cana irrigada no Brasil.

Este contexto justifica claramente a intensificação dos trabalhos da Embrapa para suprir este vazio tecnológico no setor e deve continuar sendo um dos principais focos do portfólio SASE. 3.3.1.2. Sorgo (Sorghum spp)

Ao lado da cana-de-açúcar, que é tradicionalmente empregada na produção de etanol, o sorgo sacarino apresenta-se como uma ótima opção para o setor sob o ponto de vista agronômico e industrial. Esta cultura está ganhando destaque em função das novas demandas do setor sucroenergético, principalmente pelo seu potencial na complementação da safra de cana de açúcar em destilarias do Brasil utilizando a mesma infraestrutura existente. O sorgo sacarino pode oferecer, dentre outras as seguintes vantagens: rapidez no ciclo (quatro meses); cultura totalmente mecanizável (plantio por sementes, manejo cultural e colheita mecânizados); colmos suculentos com açúcares diretamente fermenteciveis (produção de 50 a 70 t.ha-1); produção de grãos (2 a 4 t.ha-1); utilização do bagaço como fonte de energia para industrialização, co-geração de eletricidade, etanol de segunda geração ou forragem para animais, contribuindo para um balanço energético favorável.

O sorgo biomassa é outro tipo de sorgo com grande potencial energético devido sua alta produção de biomassa e ciclo curto, com potencial de produzir até 50 t.ha-1 de matéria seca (MS) num ciclo médio de 6 meses. Este tipo de sorgo não apresenta caldo nos colmos, apresentando baixa humidade da biomassa na colheita (em torno de 50%), alto teor de fibra (25 a 30%) com maiores porcentagens de celulose e hemicelulose em detrimento a lignina (4 a 12%), sendo uma matéria prima bastante promissora para produção de etanol de segunda geração. A sua biomassa seca possui alto poder calorífico, superior a 4000 kcal kg-1 de MS, com grande potencial de co-geração para complementação energética em termoelétricas, bem como produção de vapor para indústria.

Contudo, o sorgo sacarino e o sorgo biomassa são culturas novas no setor sucroalcooleiro energético do Brasil e com a grande demanda por informações sobre os sistemas de produção e caracterização da matéria prima. Desta forma, estudos fitotécnicos são de grande importância, principalmente nos aspectos relacionados ao manejo da cultura, população de plantas, arranjo espacial, adubação, controle fitossanitário, épocas de plantio e colheita, formas e métodos de colheita, planejamento industrial, curvas de crescimento e maturação, bem como estudos tecnológicos, envolvendo caracterização das matérias primas quanto aos aspectos de qualidade, rendimento e formas de

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processamento. Assim, faz-se essencial e urgente o envolvimento de grande número de pesquisadores e instituições, com interação com o setor privado, para desenvolver projetos de pesquisa para estruturar e viabilizar economicamente estas matérias primas para o setor energético brasileiro. Sendo assim, busca-se através de projetos de pesquisa a geração de conhecimentos fitotécnicos e tecnológicos capazes de suprir essa demanda do setor sucroenegético, de forma a recomendar adequadamente o manejo do sistema de produção de sorgo sacarino e sorgo biomassa para fornecimento de matéria-prima para a produção de etanol e energia de forma competitiva e viável.

Pelo seu potencial como cultura complementar à cana-de-açúcar, principalmente, no período de entressafra, esta cultura de continuar sendo foco do portfólio SASE. 3.3.1.3. Capins (elefante e colonião)

Duas espécies de capim tem sido foco de pesquisas no portfólio SASE devido ao seu elevado potencial para produção de energia. A primeira delas, Panicum maximum (capim Colonião) é uma planta de regiões onde o período chuvoso coincide com o de temperaturas elevadas e alta luminosidade, concentrando nesse período cerca de 80% da sua produção de forragem. O Colonião está inserido nas espécies de Poaceae mais exigentes em fertilidade de solo, devendo ser implantado em solos que apresentam um índice de saturação por bases mínimo de 60%, fósforo acima de 8mg/dm³, e ricos em matéria orgânica. Nessas condições, a espécie pode produzir até 45 toneladas de matéria seca (MS)/ha/ano. Quando utilizado para pastejo pode ser classificado como um volumoso de alta qualidade, podendo apresentar mais de 14% de PB (proteína bruta) na matéria seca da fração pastejada.

Entretanto, além do seu potencial como fonte de matéria prima para nutrição animal, têm-se estudado o seu potencial como biomassa para produção de etanol de segunda geração bem como para co-geração de energia. Programas de melhoramento existentes na Embrapa tem identificado materiais com produtividade muito maior que 45 ton/ha/ano, fato que aumenta consideravelmente o potencial de uso destas plantas para a produção de etanol de segunda geração bem como para co-geração de energia. A segunda delas, Pennisetum purpureum (capim elefante ou capim napiê) é também uma espécie de planta da família Poaceae nativa da África tropical, que mais tarde foi introduzida nas Américas, Ásia e Austrália. No Brasil sua introdução ocorreu por volta de 1920.

O capim elefante é altamente eficiente na fixação de CO2 (gás carbônico) atmosférico durante o processo de fotossíntese para a produção de biomassa vegetal e, além do seu alto potencial para nutrição animal, ele passou a ser estudado pelo seu elevado potencial como fonte alternativa de energia. Sua produtividade é semelhante a do capim colonião e de maneira semelhante tem elevado potencial para produção de etanol de segunda geração e para co-geração de energia. Entretanto, poucos estudos vem sendo

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desenvolvidos para explorar o potencial desta espécie para a produção de energia.

Segundo Mazarella (2014), é justamente por serem poucos os dados sobre o capim-elefante como fonte energética no Brasil que a iniciativa privada apresenta certo receio quanto a promover investimentos neste capim como matéria-prima básica e quanto ao retorno que este tipo de investimento pode trazer. Para mitigar estas incertezas, é urgente que sejam feitos investimentos em projetos piloto e em estudos de pré-viabilidade tecnológica e econômica. Além disso, é necessário desenvolver um sistema de produção específico para a produção dessa biomassa, visando estabelecer condições de manejo e práticas de colheita e pós-colheita, como, secagem, armazenamento e transporte. Adicionalmente, estudos para a caracterização da biomassa de capim-elefante e para o desenvolvimento de processos de produção de etanol lignocelulósico ainda precisam ser desenvolvidos e, em alguns casos, corroborados por estudos sócio-econômico-ambientais para garantir sua viabilidade como matéria prima para o setor.

Por serem espécies que têm despertado crescente interesse do setor para produção de etanol de segunda geração bem como para co-geração de energia elétrica, as mesmas deverão continuar no escopo do portfólio SASE. 3.3.2. Proposta de inclusão de novas culturas no escopo do portfólio SASE 3.3.2.1. Milho (Zea Mays)

O Brasil é um grande produtor mundial de milho, totalizando 78,7 milhões de toneladas na safra 2013/2014, ocupando uma área plantada de aproximadamente 15,4 milhões de hectares (Conab, 2014). A primeira ideia é o cultivo do grão para atender ao consumo na mesa dos brasileiros, mas essa é a parte menor da produção. O principal destino da safra são as indústrias de rações para animais. Cultivado em diferentes sistemas produtivos, o milho é plantado principalmente nas regiões Centro-Oeste, Sudeste e Sul. Em algumas regiões, o milho está sendo comercializado abaixo do preço de custo devido a grande oferta do cereal, como no Mato Grosso, maior estado produtor. Desta forma, outras alternativas de uso dos grãos são interessantes para se tornar a cultura rentável. Hoje o maior produtor mundial de etanol é o Estados Unidos que utiliza o milho como matéria prima. Assim, vislumbrando uma utilização futura do milho para produção de etanol no Brasil, torna-se necessário a caracterização das principais cultivares de milho brasileiras quanto ao seu potencial para produção de etanol. Alguns estudos sócio-econômico-ambientais (Milanez et al., 2014) focados no potencial do milho safrinha para atender a demanda das usinas no período de entressafra da cana tem mostrado que esta cultura pode sim viabilizar a agregação de 2 a 3 bilhões de litros de etanol ao sistema sem a necessidade de construção de novas usinas. Por ser uma cultura que tem despertado o interesse das usinas, torna-se essencial que o portfólio SASE induza estudos que permitam validar esta cultura como uma biomassa realmente atrativa para o setor.

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3.3.2.2. Arundo Donax

O Arundo (Arundo donax L.), também conhecido como cana-do-reino, cana gigante ou cana selvagem, é uma gramínea pertence à família Poaceae e nativa da região Mediterrânea. Pode ser encontrada em diversas regiões do mundo, como na Asia, Europa, África, América do Sul, América do Norte e Austrália (Pilu et al. 2012). Esta planta apresenta elevada produtividade de biomassa e boa adaptabilidade a diferentes condições, tem crescimento rápido e grande capacidade vegetativa e em função destas características é considerada como invasora em alguns locais (Coelho, 2006; Vasconcelos et al. 2007).

As plantas de Arundo podem atingir até 8m de altura, sendo considerada uma das maiores gramíneas, apresenta alto potencial produtivo de biomassa lignocelulósica (Coelho, 2006) e por isso apresenta-se como matéria prima alternativa como biocombustível em processos de combustão direta, gaseificação e pirólise, bem como na digestão anaeróbica para produção de biogás, e ainda na produção de etanol de segunda geração (Pilu et al. 2012; Vasconcelos et al. 2007). O rendimento de biomassa do Arundo pode variar de acordo com o local e condições de cultivo, com a época de colheita e com o ciclo da planta. Angelini et al. (2009) obtiveram rendimentos de até 51 t.ha-1ano-1 na Itália. Outra grande vantagem da aplicação de biomassa de Arundo para a produção de energia é que, segundo Angelini et al.(2009), o retorno de energia sobre a energia investida foi maior que espécies como Sinensis e Panicum. Scordia et al. (2011) estudaram as melhores condições de pré-tratamento com ácido oxálico da biomassa de Arundo composta de 57% de polissacarídeos estruturais e 22% de lignina Klason. Pelo processo de sacarificação e fermentação simultâneas realizadas com Scheffersomyces (Pichia) e Saccharomyces carlsbergensis obtiveram rendimento de até 18 g/L de etanol. Jeon et al. (2010) compararam os rendimentos de hidrólise e produção de etanol de oito biomassas lignocelulósicas, entre as quais bagaço de cana-de-açúcar e biomassa de Arundo e obtiveram rendimentos de etanol de 84% e 72% respectivamente, utilizando pré-tratamento com 2% de ácido sulfúrico a 134°C por 1h, 2% de enzima para hidrólise e 4% de β-glucosidase a 60°C por 22 horas.

Diante do potencial desta cultura, que na Europa e Estados Unidos já vem sendo utilizada na geração de energia, torna-se necessário induzir estudos em todas as vertentes do portfolio SASE (Agrícola, Industrial e Transversal). 3.3.2.3. Batata Doce Alcooleira

A batata-doce (Ipomoea batatas L. (Lam.)) é uma planta tropical de origem americana, sendo, portanto bem adaptada às nossas condições climáticas. Pode ser encontrada desde a península de Yucatam, no México, até a Colômbia. Há relatos arqueológicos encontrados na América Central, que

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demonstram que os Maias já utilizavam à batata-doce. Outros relatos evidenciam que ela já era utilizada há mais de 10 mil anos.

É uma espécie dicotiledônea, da família convolvulaceae, que pode agrupar mais de 1000 espécies, mas somente a batata-doce tem expressão econômica. Ela possui caule herbáceo, sendo de hábito prostrado, com ramificações, de tamanho, cor e pilosidade bastante distintas, apresentando folhas largas, com formato, cor e recortes variáveis. Cada semente botânica pode gerar um clone, que em potencial pode originar uma nova cultivar. Em uma única cápsula deiscente, ao se obter quatro sementes pode-se ter então quatro cultivares em potencial, 8 com características completamente distintas. Esta alta variabilidade tem permitido aos melhoristas elevados ganhos nos processos de seleção. Estas combinações genéticas diversificadas são devidas muito a autoincompatibilidade e ao fato da batata-doce ser um hexaplóide (2n=2x=90), com noventa cromossomos.

Um grande esforço já foi empregado para a obtenção de cultivares de batata-doce pela Embrapa, especificamente pelas unidades Hortaliças e Clima Temperado. As cultivares recomendadas estão estreitamente relacionadas com o local e época de plantio, adubação, finalidade de produção, composição química, preferência do mercado e aceitação pelo consumidor, e são escassos os trabalhos de pesquisa visando selecionar e indicar cultivares para as diferentes regiões do país, e ainda, conhecer as cultivares que venham a garantir maior qualidade alimentícia ou para a produção de etanol. Um projeto em fase inicial na Embrapa Hortaliças aponta que o álcool extraído da batata-doce pode movimentar a cadeia produtiva do setor na Região Norte do País. A CereAlcool do interior do Estado de São Paulo é outra possibilidade de usina produtora porque a companhia pode adaptar rapidamente seus equipamentos para a produção do etanol. Atualmente o País conta com uma usina experimental na Fundação Universidade do Tocantins, a Unitins, em Palmas, onde está sendo testando a potencialidade da batata-doce como opção aos derivados de petróleo para os pequenos produtores da região Norte do país. O desafio dos pesquisadores da instituição, que integram o Programa do Trópico Úmido, é garantir o melhor aproveitamento possível de biomassa da batata-doce.

As cultivares lançadas pela equipe da Universidade, tem se mostrado, em solos tocantinenses, altamente produtivas. Os resultados apontam para produtividades que podem variar de 120 a 199 litros de etanol por tonelada de raiz. Com estes valores os agricultores podem obter rendimentos que variam de 4615 a 10467 litros de etanol por hectare. De cada tonelada de raiz pode-se obter 150 kg de resíduo, que não é vinhoto, mas sim uma massa rica em proteína, que pode ser utilizada diretamente para alimentação animal. Desta forma a integração etanol/ração proporciona um elevado processo de agregação de valor. A Produção de etanol associado à pecuária de leite e corte, pode significar para a agricultura familiar uma boa alternativa, na medida em que o etanol da batata-doce pode ser comercializado para o mercado de álcool carburante e mercado para o álcool fino. Para o mercado de biocombustíveis, o etanol da batata-doce apresenta parâmetros técnicos

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compatíveis com as exigências da Agência Nacional de Petróleo – ANP ( Resolução N.36).

Devido ao enorme potencial desta cultura, devemos induzir esforços de pesquisa em todas as vertentes do portfolio SASE (Agrícola, Industrial e Transversal). 3.3.2.4. Resíduos lignocelulósicos

Além das culturas acima apresentadas, estamos propondo a inclusão no portfólio SASE de resíduos lignocelulósicos de diferentes culturas que já há algum tempo vem sendo testados e utilizados para produção de etanol de segunda geração. O grande desafio para uso destes resíduos está na sua desconstrução para liberação de açúcares que possam ser fermentados e transformados em etanol ou, eventualmente, em algum outro produto de valor agregado como químicos e novos materiais.

Os principais fatores que elevam os custos de produção do etanol lignocelulósico são as despesas com capital, com matéria-prima e com enzimas. Adicionalmente, o próprio processo de desconstrução dos resíduos para disponibilização dos açúcares que serão fermentados ainda é um desafio que não está totalmente solucionado, principalmente quando consideramos a diversidade de composição e a rigidez dos resíduos disponíveis que, muitas vezes, demandam combinação de processos físicos, químicos e biológicos para se obter o substrato que será fermentado em etanol. A combinação de processos encarece a produção (Rosa & Garcia, 2009).

Plantas demonstrativas de médio porte estão sendo concluídas em diferentes países, inclusive no Brasil. A título de exemplo a empresa GranBio inaugurou, em 2014, uma planta de segunda geração com produção de cerca de 80 milhões de litro/ano. Espera-se que, até 2016, com a inauguração de novas plantas, a produção média anual de até 125 milhões de litros seja atingida. Desta forma, o custo por litro de etanol deverá cair de US$ 3/litro em 2013 para US$ 2/litro em 2016. Nos EUA em 2012, o custo de produção d o etanol lignocelulósico foi de US$ 0,94/litro, cerca de 40% maior que o custo de produção para o etanol de milho que foi de US$ 0,67/litro (Environmental Leader, 2013). Estas análises econômicas precisarão ser realizadas em função do tipo de resíduo a ser utilizado, bem como em função dos processos de conversão e da localização da planta.

São inúmeras as culturas que produzem resíduos que se prestam à produção de etanol de segunda geração. Entre elas podemos destacar os capins (elefante e colonião), resíduos da cadeia do dendê, palhas de arroz, milho e cana, cana energia, entre outros. A título de exemplo, o Rio Grande do Sul produz, em média, 7 milhões de toneladas/ano de matéria seca de palha de arroz. Esta palha está sendo pouco utilizada na alimentação animal como feno. Esta matéria prima apresenta boa logística para utilização na produção de etanol e dispõe de mecanização para a coleta em fardos. Além disso, o Rio Grande do Sul planta em média um milhão e duzentos mil hectares/ano, sendo

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que maioria das lavouras pertence a médios e grandes produtores, o que facilita a logística de coleta e uso da palha de arroz.

Considerando o potencial energético destes tipos de resíduos, o portfólio SASE deverá induzir ações nas suas três vertentes. 4. Principais desafios do SASE nas vertentes agrícola, industrial e transversal 4.1. Desafios na vertente agrícola

ais com inevitável envelhecimento dos mesmos;

plantio em épocas não apropriadas;

controle de pragas e doenças, efeitos do clima sobre a produtividade, entre outros estudos que se fazem necessários;

-de-açúcar com plantio direto, com menor distúrbio do solo, melhor ambiente edáfico para desenvolvimento das plantas, menores riscos ambientais, além de menor custo de produção, seguinte exemplo de desenvolvimento das cadeias de grãos.

que demandem menor volume de cana e garantam melhor vigor vegetativo e taxa de germinação e perfilhamento;

disponibilidade de cultivares adequados ao plantio em diferentes regiões;

aproveitamento do palhiço residual da cana-de-açúcar nos processos industriais;

o sistema de produção de cana irrigada, e identificar onde recursos hídricos estão disponíveis para uso sustentável;

culturas de rotação;

operacional, redução de pisoteio da lavoura e consequentemente aumento da longevidade do canavial. Conjuntamente, é desafio estimular a indústria de máquinas a desenvolver equipamentos que se adequem melhor a diferentes espaçamentos e arranjo de plantas;

desenvolvimento ou adaptação de sistemas de produção, estratégias de irrigação, controle de pragas e doenças, efeitos do clima sobre a produtividade, entre outros estudos que se fazem necessários;

performance, via mudas.

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4.2. Desafios na vertente industrial

distribuição dos produtos de refino;

de produção;

colheita mecanizada que sejam eficientes e economicamente viáveis, usinas muito antigas e com equipamentos obsoletos;

de biomassas para o período de entressafra;

novas culturas foco do SASE. 4.3. Desafios na vertente transversal (sócio-econômica-ambiental)

ição de desempenho econômico e ambiental do setor;

do setor no mercado internacional;

to a respeito dos impactos sobre grupos como fornecedores;

4.4. Principais desafios a serem superados pelo portfolio SASE são:

cultura da cana-de-açúcar, sorgo energia (sacarino e biomassa lignocelulósica), capins de porte alto (elefante e colonião), culturas amiláceas e resíduos lignocelulósicos;

-quantitativa da biomassa, do teor de açúcares, do conteúdo de fibras, do agregado energético e do rendimento industrial da cana-de-açúcar, sorgo energia (sacarino e biomassa lignocelulósica), capins de porte alto (elefante e colonião), culturas amiláceas e resíduos lignocelulósicos;

agroindustriais sustentáveis com ênfase no balanço de energia e de carbono favoráveis, na redução do uso de insumos, na preservação da biodiversidade, na caracterização dos serviços ambientais, com manutenção/aumento da produtividade das culturas foco do portfólio;

sistemas produtivos de cana-de-açúcar, sorgo energia (sacarino e biomassa lignocelulósica), capins de porte alto (elefante e colonião), outras culturas amiláceas potenciais e resíduos lignocelulósicos;

biomassa da cana-de-açúcar, sorgo energia (sacarino e biomassa lignocelulósica), capins de porte alto (elefante e colonião) e amiláceas e

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resíduos lignocelulósicos, com melhoria dos processos atuais e/ou desenvolvimento de novos;

biorrefinaria, com vistas ao aproveitamento integral da biomassa da cana-de-açúcar, sorgo energia (sacarino e biomassa lignocelulósica), capins de porte alto (elefante e colonião), amiláceas e resíduos lignocelulósicos.

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Documento Síntese

PORTFÓLIO DE PROJETOS SOBRE ALIMENTOS SEGUROS

Introdução

No cenário da produção agropecuária, desde o campo até a mesa do consumidor, duas dimensões são essenciais: a segurança alimentar e a segurança do alimento. A segurança alimentar (food security) trata, essencialmente, de garantir o acesso da população aos alimentos em quantidade e qualidade adequadas. Por sua vez, a segurança do alimento, sinônimo de alimentos seguros, objetiva assegurar a qualidade nos produtos comercializados, garantindo que estejam isentos de contaminantes biológicos, físicos e químicos no momento do consumo.

As questões relacionadas à segurança dos alimentos estão cada vez mais presentes no dia a dia de produtores, agências governamentais e consumidores. De fato, a segurança dos alimentos tem recebido crescente atenção dos principais fóruns internacionais para promoção da produção de alimentos, a partir do estabelecimento de normas e práticas adequadas, notadamente o Codex Alimentarius-FAO-OMS, a OIE e CIPV, dos quais o Brasil é signatário e colaborador. Vale ressaltar que organismos que balizam o comércio interacional, com destaque para a OMC, têm se baseado em tais critérios e recomendações técnicas com vistas a um comércio mais justo, de modo a evitar mecanismos de protecionismos, mas de forma a assegurar a sanidade e qualidade dos alimentos. Conceitualmente, a segurança dos alimentos assume nesses fóruns abordagem probabilística, devendo ser maximizada pelo uso pró-ativo, preventivo e sistemático de ferramentas de monitoramento e de controle incisivo de todo processo produtivo. Tais controles objetivam minimizar a probabilidade (risco) associado à ocorrência de perigos biológicos, químicos e físicos em alimentos. Dentro desse contexto, questões ambientais, sociais e econômicas devem ser consideradas para construção de uma agenda robusta na temática. De fato, as constantes transformações econômico-sociais dos países produtores, exportadores e importadores de alimentos, associadas a uma nova matriz de questões ambientais, impulsionam novos desafios de governança para a segurança dos alimentos. Esses desafios sugerem a importância de se estabelecer uma abordagem preditiva, ao invés de simplesmente determinística na estruturação do presente portfólio, o que é amplamente preconizado pelos princípios da análise de risco em alimentos.

Cerca de sete milhões de pessoas são afetadas a cada ano no mundo por doenças transmitidas e/ou veiculadas por alimentos (SARIG et al., 2006). De acordo com estimativas do Centro para Controle de Doenças (CDC) dos EUA indicam que anualmente 48 milhões de americanos (ou um em cada seis) adoecem devido a doenças transmitidas por alimentos, dentre os quais 128 mil são hospitalizados e 3.000 morrem. No Brasil, estimativas do Ministério da Saúde reportam que mais de 117 mil pessoas adoeceram e 64 morreram, entre 1999 e 2008, devido a doenças transmitidas por alimentos. A crescente demanda dos consumidores por alimentos frescos e/ou minimamente

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processados e naturalmente nutritivos, impõe a necessidade de uma agenda nacional cada vez mais atenta aos processos de produção primária, processamento e distribuição e seus respectivos controles. Essa tendência indica, também, a necessidade premente de se integrarem nacionalmente os partícipes públicos e privados visando a satisfatória consecução da agenda focada na oferta de alimentos seguros. Além disso, a existência de um sistema nacional consistente em segurança dé alimentos constitui fator primário de acesso à comercialização e agregação de valor, tanto para o mercado interno como o externo, condicionando, inclusive, a superação de barreiras não-tarifárias e a preferência por um ou outro mercado ou fornecedor. No âmbito da globalização econômica, caracterizada pela dissolução das fronteiras entre mercados e pelo intenso fluxo de informação sobre a forma de obtenção dos alimentos, não basta garantir o devido controle quanto aos atributos de segurança na produção de alimentos. É necessário também gerar, documentar e comunicar, de forma atualizada e transparente, as bases conceituais e técnicas pertinentes, tanto em nível doméstico como internacional, destacando-se os aspectos de rastreabilidade e a certificação de processos e produtos. Tal processo multidisciplinar, envolvendo vários setores da sociedade, depende criticamente de forte base em pesquisa, desenvolvimento e inovação na temática.

O presente Portfólio Corporativo foi constituído para suprir lacunas tecnológicas e contribuir para o fortalecimento de iniciativas com foco na produção de alimentos seguros. A Embrapa e seus parceiros têm contribuído de modo relevante para várias iniciativas de programas e projetos, tais como a PI Brasil/Brasil Certificado (Produção Integrada), PAS (Programa Alimento Seguro) e programas com foco em Boas Práticas Agrícolas e de Fabricação, conferindo credibilidade e sustentabilidade a essas ações. Contudo, há entraves de natureza tecnológica, tanto de P, D&I quanto de TT e comunicação que dificultam a implementação em larga escala destas ações, como parte do conjunto de fatores intervenientes que condicionam o seu sucesso. Assim, é esperado que o presente portfólio de projetos induza a desejável sinergia de conhecimento e experiências acumuladas para deflagrar uma agenda nacional integrada na fronteira do conhecimento, de modo a fortalecer a competência do país em segurança dos alimentos. Objetivos a) contribuir para o cumprimento da missão institucional da Embrapa no tocante à competitividade das cadeias produtivas e à sustentabilidade da produção agrícola brasileira; b) estabelecer uma matriz operacional, tática e estratégica em P, D & I e TT para, em caráter finalístico, proporcionar a necessária base técnica indutora da composição de uma agenda nacional integrada em segurança dos alimentos; c) prospectar e identificar demandas e oportunidades de utilização de conhecimentos e geração de novas tecnologias que possam compor a base técnica citada no item anterior;

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d) ampliar a base tecnológica da Embrapa, bem como sua respectiva utilização, transferência e mensuração de adoção efetiva, visando atender às necessidades nacionais no contexto global; e) servir de estímulo, como contrapartida tecnológica, para a retomada de políticas públicas pré-existentes ou a implementação de outras de igual natureza, resultando no fortalecimento da oferta de alimentos seguros e da imagem do Brasil enquanto produtor de alimentos para uma economia globalizada; f) atender a lacunas na programação de P,D&I e TT da Embrapa nos programas pré-requisito para segurança de alimentos, notadamente as Boas Práticas Agropecuárias (BPA), Boas Práticas de Fabricação (BPF) e outros sistemas que atendam os procedimentos para análise e minimização de riscos durante o processamento e distribuição de alimentos; g) desenvolver e promover a necessária integração de métodos analíticos, e respectiva estrutura, gerando adequada capacidade inferencial para verificar e validar o adequado exercício dos programas pré-requisito descritos acima. Para tanto, critérios métricos, metrológicos e estatísticos deverão ser implementados para alcance dos objetivos; h) estabelecer recursos em tecnologia da informação (TI), particularmente em banco de dados, mineração de dados, otologia semântica, lógica nebulosa para transformar dados existentes em informações, e indicar novos dados a serem obtidos; i) estabelecer linhas de trabalho em estatística focados em levantamento por amostragem, métodos quantitativos, inferência bayesiana, análise de séries históricas, modelagem matemática, atinente às necessidades dinâmico-preditivas da análise de risco em alimentos; j) induzir o exame do uso e aplicação de insumos agrícolas e pecuários, protocolos alternativos de produção, estudos epidemiológicos e toxicológicos específicos atinentes à segurança dos alimentos; exame do impacto das questões ambientais na produção de alimentos e seus impactos em sua segurança, notadamente dinâmicas emergentes de translocação de perigos biológicos e químicos na biosfera; estudo de aspectos econômicos e sociais e suas relações com a segurança dos alimentos; e k) prover o país com elementos para estabelecimento de uma plataforma integrada de estado para segurança dos alimentos, operante na fronteira do conhecimento, com capacidade para examinar riscos presentes e emergentes associados a perigos em alimentos, do campo à mesa, de forma a avaliá-los adequadamente, subsidiando os órgãos de fiscalização (MAPA/ANVISA, entre outros) com vistas ao adequado gerenciamento e comunicação de risco, permitindo a formação e implementação de políticas públicas efetivas em segurança dos alimentos, contribuindo decisivamente como os esforços multinacionais na temática.

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Estrutura

O Portfólio de Projetos de Alimentos Seguros tem foco na geração, desenvolvimento e transferência de conhecimento e tecnologias que contribuam para minimizar os riscos associados à ocorrência de perigos biológicos, químicos e físicos em alimentos. O portfólio está estruturado em cinco vertentes: 1) Estratégias para certificação e rastreabilidade (entendidas como estratégias que podem ser adotadas por adesão voluntária dos produtores e que estão amparadas em normativas técnicas e instrumentos de controle de qualidade do campo à mesa), 2) Boas Práticas Agropecuárias (entendidas como as práticas ou processos implementados no campo que resultem na redução dos riscos para a segurança e para a qualidade, em aderência aos princípios de sustentabilidade), 3) Boas Práticas de Fabricação (conceituadas como as práticas ou processos de manipulação ou processamento que resultem na redução dos riscos para a segurança e qualidade); 4) Métodos analíticos, metrologia e tecnologia da informação para segurança dos alimentos e 5) Análise de risco (avaliação, gerenciamento e comunicação de risco de contaminação em alimentos). Os projetos de P,D&I e TT que poderão ser abrangidos no escopo deste Portfólio serão aqueles focados na contribuição tecnológica para as cadeias produtivas de alimentos de origem vegetal e animal, seja no contexto de produtos frescos ou processados. Na Figura 1, consta uma representação esquemática do Portfólio, suas demandas, contribuições e públicos-alvo.

FIGURA 1. Representação esquemática do Portfólio de Projetos sobre Alimentos Seguros.

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Prioridades

As prioridades a serem trabalhadas no âmbito do Portfólio de Projetos sobre Alimentos Seguros, que serão a base para a indicação das linhas temáticas a serem inseridas nos Editais, constam na Tabela 1. TABELA 1. Principais temas componentes do Portfólio Bases Técnicas para a Rastreabilidade e Certificação de Alimentos Seguros produzidos em sistemas sustentáveis.

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Observações: 1 Por se tratar de uma linha temática relacionada ao tema da agricultura orgânica, verificou-se que a mesma poderá induzir projetos que poderão ser abordados também pelo Portfólio de Agricultura de Base Ecológica. Pela análise do documento síntese deste Portfólio, disponibilizado no IDEARE, verificou-se, todavia que este portfólio não aborda com maior detalhe projetos na área de rastreabilidade e certificação de produtos orgânicos, embora não os exclua. Diante deste fato, e da importância de serem assegurados os aspectos de segurança, inclusive biológica e física, também em produtos orgânicos, optou-se por manter esta linha temática. 2 Como “praga”, em aderência ao conceito no meio científico e técnico, entende-se o conjunto de agentes bióticos que limitam economicamente as

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atividades agropecuárias, tais como artrópodes-praga, doenças, plantas daninhas e nematoides. 3 Por se tratar de uma linha temática relacionada ao tema do controle biológico, verificou-se que a mesma poderá induzir projetos que poderão ser abordados também pelo Portólio de Controle Biológico. Contudo, pelo fato de que o controle biológico é uma das tecnologias de maior potencial para redução do risco de contaminação química em alimentos, optou-se por dar ênfase a esta linha no presente Portfólio, com caráter finalístico, o que pode resultar em complementariedade com o Porfólio de Controle Biológico, possibilitando que o conhecimento gerado possa ser inserido no contexto dos sistemas de produção e na construção e validação de normativas para protocolos de rastreabilidade e certificação. 4 Assim como constatado para outras linhas temáticas, esta linha, além de estar contemplada no presente Portfólio, integra o escopo de arranjos já em fase de implementação (com Chamada no IDEARE). Assim, torna-se possível que projetos para atender a esta linha temática possam ser encaminhados aos macroprogramas por meio de arranjos, tais como o de Estratégias para suprimento eficiente de nutrientes para a agricultura brasileira, Intensificação sustentável de leite a pasto, entre outros. Esta sinergia demonstra a existência, nesta e em outras linhas temáticas, de complementariedade entre portfólios e arranjos, ressaltando-se para o presente Portfólio o caráter de aplicabilidade a sistemas de produção e protocolos de qualidade. 5 Esta linha temática está vinculada ao escopo do Portfólio de Sanidade Animal. Entende-se que poderá haver complementariedade com o presente Portfólio quando da indução de projetos com abordagens similares entre si. Entretanto, estima-se não haver problemas significativos de sombreamento, em função do caráter finalístico e de inserção em sistemas de produção e na construção e validação de normativas para protocolos de rastreabilidade e ertificação que o presente portfólio abordará. Mapa de oportunidades

A apresentação do presente Mapa de Oportunidades tem como finalidade ilustrar as interrelações entre os principais temas e subtemas relacionados à produção agropecuária com foco na segurança do alimento, em suas diferentes formas de abordagem de P,D&I e TT. Na Figura 2, consta a inter-relação planejada entre estes diversos componentes. Além disso, tem por objetivo descrever, sucintamente, os principais impactos sociais e econômicos resultantes da inserção, na estratégia de portfólios da Embrapa.

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Impactos esperados

Os impactos esperados do esforço derivado da articulação, por meio do presente Porfólio e dos Projetos dele derivados são: a) ampliação da oferta de alimentos seguros, rastreados e certificados com atributos de segurança e sustentabilidade, tanto para o consumidor brasileiro quanto para o mercado internacional; b) conscientização do consumidor da oferta de alimentos seguros e certificados; c) ampliação e habilitação para acesso a mercados para exportação de alimentos produzidos no Brasil; d) amplo reconhecimento do Brasil como produtor de alimentos seguros; e) aumento da competitividade no mercado nacional e internacional; f) superação de barreiras não-tarifárias para exportação; g) maior organização das cadeias de produção;

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h) atendimento a requisitos de programas de qualidade, integridade e certificação, de alimentos i) disponibilização de sistemas de rastreamento viáveis e de mais fácil acesso para a cadeia produtiva até o consumidor final; j) maior oferta de alimentos seguros a partir de empreendimentos da agricultura familiar; k) valorização de produtos obtidos em sistemas que priorizam a adoção de agendas consistentes de segurança de alimentos; l) minimização da probabilidade de ocorrência de contaminação de alimentos; m) aumento do nível de conformidade com protocolos de segurança dos alimentos n) incremento do uso do cultivo protegido como método de produção de alimentos seguros; o) redução da prevalência de contaminação em alimentos obtidos sob cultivo protegido; p) aumento da taxa de conformidade de alimentos e produtos segundo normativas com foco na contaminação biológica de alimentos; q) redução do risco de contaminação química, física e biológica em alimentos em função do aumento da qualidade da água de irrigação; r) atendimento a requisitos de segurança de alimentos por meio de protocolos consistentes de produção, industrialização, rastreabilidade e certificação; s) aumento da eficiência de campanhas de comunicação e propaganda derivadas de iniciativas de oferta de alimentos seguros; t) validação da segurança de tecnologias diferenciadas compatíveis para pequena, média e grande produção; u) incremento da adoção de tecnologias emergentes para a segurança de alimentos; v) disponibilização de cadernos eletrônicos de produção, pós-colheita e processamento para registros de procedência e de manejo e devida comunicação à cadeia e consumidores; w) disponibilização de sistemas automatizados para transferir informações na cadeia produtiva, baseando-se em códigos de barras e em radiofrequência.