Produção e qualidade em um futuro incerto

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Bárbara F Dantas
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Caatinga 
Is the largest contiguous seasonally dry tropical forest in the
world
É a maior floresta tropical sazonalmente seca do mundo
Caatinga at Jutai-Pernambuco State
Photo: LASESA archives
Caatinga 
has faced a severe drought since 2011
Enfrenta uma seca severa desde 2011
Historical average
A
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(m
m
)
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Tree mortality
Mortalidade de árvores
Less recruitment
Menor recrutamento
Lack of seed production
Falta de produção de sementes
Lower seed quality
Menor qualidade de sementes
Caatinga at Salitre - Bahia State
Photo: LASESA archives
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2018- Cenostigma pyramidale (Tul.) Gagnon & G.P.Lewis (Fabaceae)
total lack of seed production (Nenhuma produção de sementes)
Caatinga at Massaroca- Bahia State (2008)
Photo: LASESA archives
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Anadenanthera colubrina var. cebil (Griseb.) Altschu (Fabacea)
lower uniformity of seeds menor uniformidade de sementes de)
Photo: LASESA archives
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Myracrodruon urundeuva Allemão (Anacardiaceae)
smaller seed size and mass (menor tamanho e massa de sementes)
Caatinga at Uruás- Pernambuco State
Photo: FFS Silva
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Myracrodruon urundeuva Allemão (Anacardiaceae)
tolerance thresholds to temperature and salinity during germination
(Limites de tolerância a temperatura e salinidade durante a germinação)
Osmotic potential (MPa)
G
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 (
G
R
=
1
/t
5
0
)
G
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(%
)
Sementes coletadas em 2010
e armazenadas por 3 anos
Sementes recém –coletadas 
em 2013 
Temperature (oC)
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Oliveira et al., 2019, Journal of Seed Science, v.41, n.1, p.032-043, 2019
Caatinga at Embrapa Experimental Field-Pernambuco State
Photo: MSB Moura
In what extension has the 2011-2018 drought
affected seed production/quality?
Em quanto a seca afetou a produção/qualidade de 
sementes?
What are the main weather variables
influencing seed germination?
Qais são as principais variáveis climáticas influenciando 
a qualidade das sementes? 
What can we predict for seed quality in future 
climate scenarios? 
O que podemos prever em relação à qualidade das 
sementes em cenários climáticos futuros?
We’ve been collecting seed for a long time!
Nós coletamos sementes há muito tempo
Caatinga everywhere
Photos: LASESA archives
And all lots are analysed for initial germination and water content
E todos os lotes são avaliados quanto à germinação e teor de água iniciais
Myracrodruon urundeuva Allemão (Anacardiaceae)
Seeds harvested from the
same population from
2005 to 2018
Sementes colhidas da mesma 
população de 2005 a 2018
Photo: JR Matias
Anadenanthera colubrina var. cebil (Griseb.) Altschu (Fabacea)
Seeds harvested from
the same population
from
2014 to 2017
Sementes colhidas da 
mesma população de 
2014 a 2018
And sorted for seed size
E classificadas quanto ao 
tamanho
Photo: FFS Silva Photo: SEV Gomes
Climate monthly data from different phenological stages
Dados climáticos mensais em diferetes fases fenológicas
(2005-2018)
Photo: FFS SILVA, 2019
Global radiation
Radiação global
Wind speed
Velocidade do vento
Rainfall
Precipitação
Evapotranspiration Eto
Evapotranspiração
Temperature = average, maximum, minimum
Temperatura
RH = average, maximum, minimum
Umidade relativa
Cimate monthly data from different phenological stages
(2005-2018)
Days with
Tmax>35 oC
Tmin > 24 oC
T min > 20 oC
T av > 30oC
Days with
Rainfall >2 mm
Rainfall > 5mm
Rainfall> 10mm
Weeks with
Rainfall <20mm
Photo: JR Matias
Vegetative Female
flowers
Male
flowers
Fruit
maturation
(-)Tmin (-)T min (+) Tmin (-)Tmin
(-) Tmax (+)Tav (+) RH min (-) Rainfall
(+) Rainfall
(-) RH av
Multiple linear regression Climate X Germination
Sucessive progressions algorith (SPA) – selected 10 climate variables
Algoritmo de progressões sucessivas selecionou 10 variáveis climáticas
Myracrodruon urundeuva Allemão
M
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Vegetative Female
flowers
Male
flowers
Fruit
maturation
(-)Tmin (-)T min (+) Tmin (-)Tmin
(-) Tmax (+)Tav (+) RH min (-) Rainfall
(+) Rainfall
(-) RH av
Multiple linear regression Climate X Germination
Sucessive progressions algorith (SPA) – selected 10 climate variables
Algoritmo de progressões sucessivas selecionou 10 variáveis climáticas
So germination of M. urundeuva seeds is a function of:
Então a germinação de sementes de aroeira é função de: 
G%=73,590 + −10,773 × 𝑇𝑚𝑎𝑥𝑣𝑔 + −1,952 × 𝑇𝑚𝑖𝑛𝑣𝑔 + ൫
൯
4,75 × 10−2×
𝑃𝑟𝑒𝑐𝑣𝑔 + −1,096 × 𝑈𝑅𝑚𝑒𝑑𝑣𝑔 + 29,393 × 𝑇𝑚𝑒𝑑𝑓𝑓 + ൫
൯
−53,233 ×
𝑇𝑚𝑖𝑛𝑓𝑓 + 45,293 × 𝑇𝑚𝑖𝑛𝑓𝑚 + 4,998 × 𝑈𝑚𝑖𝑛𝑓𝑚 + ൫
൯
−13,673 ×
𝑇𝑚𝑖𝑛𝑓𝑟 + −0,397 × 𝑃𝑟𝑒𝑐𝑓𝑟 R2= 0.80
Myracrodruon urundeuva Allemão
M
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ra
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A
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Cross validation provided a predictive quality to the MLR
Validação cruzada deu um caráter preditivo para a MLR
Reference germination (%)
P
re
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(%
)
M
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Prediction of seed quality (germination) in future climate
scenarios
Previsão da qualidade das sementes em cenários climáticos futuros
400 ppm de CO2
Temperature ( +1°C)
Rainfall volume (-25%)
RCP 2,6 RCP 8,5
> 720 ppm de CO2
Tempreature (+3.5°C)
Rainfall volume (-40%)
M
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Prediction of seed quality (germination) in future
climate scenarios for 2100
Harvest years
G
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(%
)
G%evaluated G%estimated G% 2100 RCP2.6 G% 2100 RCP8.5 / M
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Principal Components Analysis: Climate X Seed Size
Análise de componentes principais: Clima x Tamanho de Sementes
Anadenanthera colubrina var. cebil (Griseb.) Altschu
A
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(G
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A
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CP1:50.1% Temperature
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4
,5
%
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 R
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Small seeds
O que fica disso?
Myracrodruon urundeuva seeds have lower germination when produced in 
in hotter years. 
Sementes de aroeira tem germinação mais baixa em anos mais quentes
Anadenanthera colubrina produce smaller seeds in hotter years
Angico produz sementes menores em anos mais quentes
Poor seed quality is expected in a future climate (RCP 8.6) at the Caatinga, 
for which it is predicted temperature increase of up to 4.8 oC and 40% 
decrease in rainfall volume by 2100. 
Espera-se baixa qualidade de sementes
em um cenário climatico futuro
pessimista para 2100. 
Referências:
“Trabalhar com a semente é ter conosco a sensação de domínio do tempo”
F Krzyzanowski
“As sementes representam a conexão entre o passado e o futuro. Contém a 
experiência genética acumulada no passado e o potencial para perpetuar a 
espécie no futuro.”
J Marcos Filho