Climate change and the current 'food crisis'

Many reasons are being advanced for the current ‘food crisis’ including financial speculation,increased demand for grains, export bans on selected foodstuffs, inadequate grain stocks, higher oil prices, poor harvests and the use of crop lands for the production of biofuels. This paper reviews the present knowledge of recorded impacts of climate change and variability on crop production, in order to estimate its contribution to the current situation. Many studies demonstrate increased regional temperatures over the last 40 years (often through greater increases in minimum rather than maximum temperatures), but effects on crop yields are mixed. Distinguishing climate effects from changes in yield resulting from improved crop management and genotypes is difficult, but phenological changes affecting sowing, maturity and disease incidence are emerging. Anthropogenic factors appear to be a significant contributory factor to the observed decline in rainfall in southwestern and southeastern Australia, which reduced tradable wheat grain during 2007. Indirect effects of climate change through actions to mitigate or adapt to anticipated changes in climate are also evident. The amount of land diverted from crop production to biofuel production is small but has had a disproportionate effect on tradable grains from the USA. Adaptation of crop production practices and other components of the food system contributing to food security in response to variable and changing climates have occurred, but those households without adequate livelihoods are most in danger of becoming food insecure. Overall, we conclude that changing climate is a small contributor to the current food crisis but cannot be ignored.

From farmers’ perspective : pesticide use and pest control

Many studies have shown that farmers in developing countries often overuse pesticides and do not adopt safety practices. Policies and interventions to promote a safer use of pesticides are often based on a limited understanding of the farmers’ own perspective of pesticide use. This often results in ineffective policies and the persistence of significant pesticide-related health and environmental problems, especially in developing countries. This chapter explores potentials and limitations of different approaches to study pesticide use in agriculture from the farmers’ perspective. In contrast to the reductionist and mono-disciplinary approaches often adopted, this chapter calls for integrative methodological approaches to provide a realistic and thorough understanding of the farmers’ perspective on pesticide use and illustrates the added value of such an approach with three case studies of pesticide use in Iran, India, and Colombia.

Arable crop rotations under abiotic stress: a dynamic economic model

Break crops and multi-crop rotations are common in arable farm management, and the soil quality inherited from a previous crop is one of the parameters that determine the gross margin that is achieved with a given crop from a given parcel of land. In previous work we developed a dynamic economic model to calculate the potential yield and gross margin of a set of crops grown in a selection of typical rotation scenarios, and we reported use of the model to calculate coexistence costs for GM maize grown in a crop rotation. The model predicts economic effects of pest and weed pressures in monthly time steps. Validation of the model in respect of specific traits is proceeding as data from trials with novel crop varieties is published. Alongside this aspect of the validation process, we are able to incorporate data representing the economic impact of abiotic stresses on conventional crops, and then use the model to predict the cumulative gross margin achievable from a sequence of conventional crops grown at varying levels of abiotic stress. We report new progress with this aspect of model validation. In this paper, we report the further development of the model to take account of abiotic stress arising from drought, flood, heat or frost; such stresses being introduced in addition to variable pest and weed pressure. The main purpose is to assess the economic incentive for arable farmers to adopt novel crop varieties having multiple ‘stacked’ traits introduced by means of various biotechnological tools available to crop breeders.

Matching roots to their environment

Background Plants form the base of the terrestrial food chain and provide medicines, fuel, fibre and industrial materials to humans. Vascular land plants rely on their roots to acquire the water and mineral elements necessary for their survival in nature or their yield and nutritional quality in agriculture. Major biogeochemical fluxes of all elements occur through plant roots, and the roots of agricultural crops have a significant role to play in soil sustainability, carbon sequestration, reducing emissions of greenhouse gasses, and in preventing the eutrophication of water bodies associated with the application of mineral fertilisers. ● Scope This article provides the context for a Special Issue of Annals of Botany on ‘Matching Roots to Their Environment’. It first examines how land plants and their roots evolved, describes how the ecology of roots and their rhizospheres contributes to the acquisition of soil resources, and discusses the influence of plant roots on biogeochemical cycles. It then describes the role of roots in overcoming the constraints to crop production imposed by hostile or infertile soils, illustrates root phenotypes that improve the acquisition of mineral elements and water, and discusses high-throughput methods to screen for these traits in the laboratory, glasshouse and field. Finally, it considers whether knowledge of adaptations improving the acquisition of resources in natural environments can be used to develop root systems for sustainable agriculture in the future.

Water, irrigation and plant diseases

Irrigation is a major husbandry tool, vital for world food production and security. The purpose of this review is twofold:- firstly drawing attention to the beneficial and deleterious aspects of irrigation resulting from interactions with the microbial world; secondly, forming a basis for encouraging further research and development. Irrigation is for example, a valuable component in the control of some soil borne pathogens such as Streptomyces scabies, the cause of potato common scab and Fusarium cubense, a cause of banana wilt. By contrast, applying irrigation encourages some foliar pathogens and factors such as splash dispersal of propagules and the retention of leaf wetness are important elements in the successful establishment of disease foci. Irrigation applied at low levels in the canopy directly towards the stem bases and root zones of plants also provides means encouraging disease development. Irrigation also offers means for the direct spread of microbes such as water borne moulds, Oomycetes, and plasmodial pathogens coming from populations present in the water supply. The presence of plant disease causing microbes in sources of irrigation has been associated with outbreaks of diseases such as clubroot (Plasmodiophora brassicae). Irrigation can be utilised as a means for applying agrochemicals, fungigation. The developing technologies of water restriction and root zone drying also have an impact on the success of disease causing organisms. This is an emerging technology and its interactions with benign and pathogenic microbes require consideration.

The oscillatory bioelectrical signal from plants explained by a simulated electrical model and tested using Lempel-Ziv complexity

This paper demonstrates the oscillatory characteristics of electrical signals acquired from two ornamental plant types (Epipremnum pinnatum and Philodendron scandens - Family Araceae), using a noninvasive acquisition system. The electrical signal was recorded using Ag/AgCl superficial electrodes inside a Faraday cage. The presence of the oscillatory electric generator was shown using a classical power spectral density. The Lempel and Ziv complexity measurement showed that the plant signal was not noise despite its nonlinear behavior. The oscillatory characteristics of the signal were explained using a simulated electrical model that establishes that for a frequency range from 5 to 15 Hz, the oscillatory characteristic is higher than for other frequency ranges. All results show that non-invasive electrical plant signals can be acquired with improvement of signal-to-noise ratio using a Faraday cage, and a simple electrical model is able to explain the electrical signal being generated. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Culture medium for isolating chitinolytic bacteria from seawater and plankton

Chitin degradation is a key step in the cycling of nutrients in marine ecosystems and chitinolytic bacteria are the primary agents of this process. Chitinases, produced by bacteria, have potential applications in agriculture, medicine and in a wide range of biotechnological processes. We utilized a simple, rapid and cost-effective method of colloidal chitin preparation and a culture medium, in which colloidal chitin is the sole carbon source for the purpose of counting and isolating chitinolytic bacteria from seawater and plankton. This culture medium could be useful to isolate bacteria with the ability to produce extracellular chitinases for biotechnological applications.

Estudo de galpões para a criação de frangos de corte, do ponto de vista higrotérmico, nas condições climáticas brasileiras

O trabalho enfoca o projeto de galpões para a criação de frangos de corte, do ponto de vista do seu desempenho térmico, nas condições climáticas brasileiras. Define as margens das condições têrmicas de rendimento, usando como indicador a conversão alimentar e, através da metodologia da especificação por desempenho, apresenta as características dos galpões, apontando as principais vias para a solução dos problemas higrotérmicos. No trabalho há uma revisão bibliográfica em relação ao tema da fisiologia das aves, no que se refere a produção e dissipação do calor corporal para o meio ambiente. Foi dado um enfoque à análise do tema de transmissão de calor, com o intuito de servir de guia para os estudos dos profissionais da área de Ciências Agrárias.

Securitização de recebíveis da agroenergia: um estudo de caso baseado em títulos do agronegócio

Desde o final da década de 90, a securitização de ativos vem se firmando no mercado brasileiro como uma importante alternativa de captação de recursos. Essa inovação financeira permite às empresa o acesso direto ao mercado de capitais, para a venda de títulos lastreados em suas carteiras de recebíveis, eliminando a intermediação bancária e permitindo reduções no custo de capital, inclusive em comparação com títulos convencionais de dívida corporativa. Os títulos de securitização são em regra emitidos por um veículo de propósito específico (FIDC ou companhia securitizadora), com o objetivo de segregar os riscos do originador/tomador em relação aos créditos securitizados (lastro da emissão). Em 2004, a Lei 11.076 criou os novos títulos do agronegócio (CDA-WA, CDCA, LCA e CRA), inspirada na legislação da securitização imobiliária (SFI - Lei 9.514/97), buscando disponibilizar ao agronegócio uma nova fonte de recursos, via emissão de títulos no mercado de capitais. Desde então, um número crescente de operações estruturadas com esses papéis pôde ser observada, demonstrando sua funcionalidade e potencial. No entanto, o volume de captações públicas mais sofisticadas fundadas na emissão de cotas de FIDCs e de CRAs ainda se apresenta muito reduzida em relação à demanda do agronegócio por financiamento, sobretudo levando-se em conta a representatividade desse setor no Brasil. O setor sucro-energético é provavelmente o segmento do agronegócio que está em melhor posição para o desenvolvimento de operações de securitização, por apresentar características como: escala, padronização dos produtos, grau de consolidação dos grupos empresariais e perspectivas de crescimento, além do forte apelo ambiental. Os papéis associados a esse segmento possuem, dessa forma, um potencial singular para superar a resistência natural de investidores às aplicações financeiras na área agrícola. Este trabalho dedica-se a investigar como o conceito de securitização pode ser aplicado em operações ligadas ao agronegócio, particularmente ao setor sucro-alcooleiro. A partir de um estudo de caso, serão analisados aspectos operacionais de uma emissão pública de CRAs, ressaltando os mecanismos e procedimentos adotados para lidar com as particularidades dos títulos oriundos do agronegócio. O estudo mostra que a estruturação desse tipo de operação apresenta algumas características e desafios diferentes das operações fundadas em outros papéis, porém a priori administráveis a partir das técnicas tradicionais de securitização e da incorporação de mecanismos suplementares de gestão de riscos.

Políticas públicas para erradicação do trabalho escravo contemporâneo no Brasil: um estudo sobre a dinâmica das relações entre os atores governamentais e não-governamentais

O estudo tem como objetivo identificar na evolução das políticas públicas para erradicação do trabalho escravo os diferentes atores e a dinâmica das relações entre eles. A ocorrência da escravidão contemporânea pôde se dar a partir da contribuição de alguns fatores estruturais e conjunturais, tais como o processo de aprofundamento do capitalismo e de modernização conservadora no país e especificamente na agricultura e relações políticas, sociais e históricas que perpetuam a enorme concentração fundiária brasileira. Além disso, algumas relações pessoais, sociais e políticas de intermediação de interesses entre Estado e sociedade, tais como clientelismo e patronagem e redes de políticas, de modo geral e de forma mais específica nas políticas agrárias, também interferem no desenvolvimento dos processos de políticas públicas e dentre elas nas políticas de combate ao trabalho escravo. Desse modo, a dissertação tem como problema a investigação da dinâmica das relações entre atores governamentais e nãogovernamentais na formulação e implantação das políticas públicas de erradicação ao trabalho escravo no Brasil. Para tanto, o estudo foi realizado por meio de pesquisa bibliográfica, documental e de campo, tendo entrevistado os seguintes atores políticos: MTE, MPT, OIT, CPT, ONG Repórter Brasil, GPTEC e OAB. Os dados foram analisados pelo método de análise de conteúdo, sob um viés qualitativo. Os resultados da pesquisa permitiram identificar a formação de múltiplas redes entre os atores governamentais e não-governamentais envolvidos nesta questão, demonstrando certa divisão entre as redes que atuam lutando pelo combate ao trabalho escravo e outras que se posicionam como uma certa resistência a esse combate, devido a interesses econômicos e políticos, revelando, assim, um jogo de forças que ora apresenta avanços e conquistas, ora mostra retrocessos ou estagnação na luta contra a escravidão contemporânea brasileira.

Globalization and the Industrial Revolution (revised)

This paper argues that trade specialization played an indispensable role in supporting the Industrial Revolution. We calibrate a two-good and two-sector overlapping generations model to Englandís historical development and investigate how much different Englandís development path would have been if it had not globalized in 1840. The open-economy model is able to closely match the data, but the closed-economy model cannot explain the fall in the value of land relative to wages observed in the 19th century. Without globalization, the transition period in the British economy would be considerably longer than that observed in the data and key variables, such as the share of labor force in agriculture, would have converged to Ögures very distant from the actual ones.

Is child labor harmful? the impact of working as a child on adult earnings

This paper explores the question: is working as young laborer harmful to an individual in terms of adult outcomes in income? This question is explored through the utilization of a unique set of instruments that control for the decision to work as a child and the decision of how much schooling to acquire. These instruments are combined with two large household survey data sets from Brazil that include retrospective information on the child labor and schooling of working-age adults: the 1988 and 1996 PNAD. Estimations of the reduced form earnings model are performed first by using OLS without controlling for the potential endogeneity of child labor and schooling, and then by using a GMM estimation of instrumental variables models that include the set of instruments for child labor and schooling. The findings of the empirical investigations show that child labor has large negative impact on adult earnings for both male and female children even when controlling for schooling. In addition, the negative impact of starting to work as a child reverses at around age 14. Finally, different child labor activities are examined to determine if some are beneficial while others harmful with the finding that working in agriculture as a child appears to have no negative impact over and above the loss of education.

Como criar possibilidades de financiamento para a agricultura familiar adotando o Plano ABC Nacional?

Ao longo dos últimos anos, através do aprimoramento das políticas agrícolas, observaram-se aumentos consistentes dos recursos orçamentários destinados à Agricultura Familiar, através do Pronaf. O incremento dos recursos efetivamente aplicados e o número cada vez maior de contratos também são realidade e podem ser vistos em todas as regiões do País. De acordo com os dados divulgados pelo Banco Central do Brasil, através do Anuário Estatístico do Crédito Rural (2014), foram aplicados no Brasil em 2004 aproximadamente R$ 4,39 bilhões, já em 2012 foram pouco mais de R$ 16,35 bilhões, ou seja, incremento de 272% no intervalo analisado. Em relação ao número de contratos, o crescimento foi em torno de 35,5% no mesmo período. A importância da Agricultura Familiar no contexto atual é corroborada no âmbito internacional pela Resolução 66/222, de 28.03.2012, da Assembleia-Geral, que conferiu à Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) o mandato de implementar o Ano Internacional da Agricultura Familiar (AIAF) neste ano de 2014, em parceria com os governos dos países membros bem como com outros organismos internacionais e organizações não-governamentais atuantes no tema da agricultura e da segurança alimentar. Concomitantemente, diante da crescente preocupação com as questões ambientais, o Plano Setorial de Mitigação e de Adaptação às Mudanças Climáticas para a Consolidação de uma Economia de Baixa Emissão de Carbono na Agricultura - Plano ABC - é uma importante parte do compromisso voluntário assumido pelo Brasil em 2009, na 15ª Conferência das Partes – COP15 ocorrida em Copenhague, na redução da emissão de gases de efeito estufa até 2020. Parte desse compromisso assumido precisa ser atendido pela agricultura familiar, o que aumenta a responsabilidade da mesma para questões que vão além do fornecimento de alimentos, matérias primas e geração de energia etc. O Programa ABC, instrumento pelo qual os agricultores brasileiros podem acessar crédito para implementar tecnologias de baixas emissões de carbono, já está integrado nas ações previstas na Política de Crédito Agropecuário Brasileiro. Porém, ainda se observam vários desafios no Programa ABC, como aumentar o repasse desses recursos, não obstante ao aumento das operações contratadas pelos produtores nos últimos anos. O objetivo do estudo é investigar como a agricultura familiar pode contribuir com o Plano ABC e nos compromissos voluntários assumidos pelo País para a redução de emissão dos gases de efeito estufa no setor agropecuário. Para atingir esse objetivo, realizou-se uma revisão da bibliografia e das linhas de crédito disponíveis pelos bancos públicos e privados relacionadas ao Programa ABC e ao Pronaf. Conclui-se que há sinergias entre algumas linhas de crédito do Pronaf e também do Fundo Constitucional de Financiamento do Nordeste - FNE - Sudene com as tecnologias previstas no Plano ABC. Nesse sentido, o Plano ABC prevê a aplicação de tecnologias de redução de emissões em cerca de 4,97 milhões de ha ocupados pela agricultura familiar, sendo recursos do Pronaf previstos para fomentar tal aplicação, através das linhas Pronaf Eco e Pronaf Floresta. Contudo, verificou-se que tais linhas do Pronaf contemplam o uso de recursos para diversas outras atividades não relacionadas diretamente àquelas previstas no Plano ABC ou capazes de reduzir emissões de gases de efeito estufa. Dessa forma, não há como assegurar que a aplicação de recursos nessas linhas seja direcionada para tecnologias e ações que reduzam emissões, nem tão pouco há como monitorar o volume de recursos do Pronaf aplicados de fato em atividades aderentes ao Plano ABC. Portanto, sugere-se a criação/incorporação de novas linhas de crédito ao Pronaf, como por exemplo, Pronaf ABC Eco e o Pronaf ABC Floresta. Além disso, apresentou-se estudo de caso para o município de Bragança Paulista (SP), onde verificou-se que a utilização dos recursos do Programa ABC poderia ser usada para recomposição de áreas de preservação permanente ou de reserva legal, importantes na preservação das nascentes e rios da região. Essa possibilidade é de elevada importância no contexto e nas discussões atuais sobre a escassez dos recursos hídricos que abastecem grandes cidades, a exemplo do que vem ocorrendo na região metropolitana do Estado de São Paulo. Como conclusão, identifica-se alguns gargalos e apresenta-se algumas sugestões de melhorias para aumentar a utilização e eficácia do Programa ABC, como promover com mais ênfase apoio das assistências técnicas junto aos produtores, priorizar as ações previstas no Plano ABC em algumas regiões do País e aumentar a atuação mais direcionada do Ministério do Desenvolvimento Agrário (MDA) para difusão e incorporação das tecnologias de uma agricultura de baixa emissão de carbono no segmento da agricultura familiar.

Atividade bioinseticida e mecanismo de ação de vicilinas de sementes Erythrina velutina sobre moscas-das frutas Ceratitis capitata

The fruit fly Ceratitis capitata is considered the most destructive pest of the world fruitculture. Many pest management practices, mainly based on agrochemicals, have been developed to allow the world-wide commerce of fruit. Solutions to decrease the use of synthetic insecticides in agriculture are based on the development of new target-specific compounds which cause less damage to the environment, especially vegetal proteins with insecticidal effects. The aim of this work was to evaluate the deleterious effect of a purified vicilin of E. velutina (EvV) seeds to C. capitata larvae and adult insects and to investigate the mechanisms involved in these effects. EvV was purified, characterized and its deleterious effect was tested in bioassay systems. EvV mechanism of action was determined by immunodetection techniques and fluorescence localization in chitin structures that are present in C. capitata digestory system. EvV is a glycoprotein with affinity to chitin. Its molecular weight, of 216,57 kDa, was determined by gel filtration chromatography in FPLC system. Using SDS-PAGE, it was possible to observe EvV dissociation in two main subunits of 54,8 and 50,8 kDa. When it was submitted to eletrophoresis in native conditions, EvV presented only one band of acid characteristic. The WD50 and LD50 values found in the bioassays were 0,13% and 0,14% (w/w), respectively for the larvae. EvV deleterious effects were related to the binding to chitin structures presented in peritrophic membrane and gut epithelial cells, associated with its low digestibility in C. capitata digestive tract. The results described herein are the first demonstration of the larvicidal effects of plant protein on C. capitata larvae. EvV may be part of the pest management programs, in the toxic bait composition, or an alternative in plant improvement program

Interação de microorganismos na solubilização de fósforo e potássio de rochas para produção de biofertilizantes

he present model of agriculture is based on intensive use of industrial inputs, due to its rapid response, but it brings harmful consequences to the environment, and it is necessary the use of modern inputs. And an alternative is the use of rock biofertilizers in agriculture, a product easy to use, with higher residual effect and does not harm the environment. The objective of study was to evaluate the inoculation and co-inoculation of different microorganisms in the solubilization of rock phosphate and potash ground microbial evaluating the best performance in the production of biofertilizers comparing with rocks pure in soil chemical properties and, verify effect of inoculation of the bacterium Paenibacillus polymyxa in the absorption of minerals dissolved in the development of cowpea (Vigna unguiculata [L.] Walp.). The first bioassay was conducted in Laboratory (UFRN) for 72 days in Petri dishes, where the rock powder was increased by 10% and sulfur co-inoculated and inoculated with bacterial suspension of Paenibacillus polymyxa grown in medium tryptone soy broth, Ralstonia solanacearum in medium Kelman, Cromobacterium violaceum in medium Luria-Bertani and Acidithiobacillus thiooxidans in medium Tuovinen and Kelly,and fungi Trichoderma humatum and Penicillium fellutanum in malt extract. Every 12 days, samples were removed in order to build up the release curve of minerals. The second bioassay was conducted in a greenhouse of the Agricultural Research Corporation of Rio Grande do Norte in experimental delineation in randomized block designs, was used 10 kg of an Yellow Argissolo Dystrophic per pot with the addition of treatments super phosphate simple (SS), potassium chloride (KCl), pure rock, biofertilizers in doses 40, 70, 100 and 200% of the recommendation for SS and KCl, and a control, or not inoculated with bacteria P. polymyxa. Were used seeds of cowpea BRS Potiguar and co-inoculated with the bacterial suspension of Bradyrhizobium japonicum and P. polymyxa. The first crop was harvested 45 days after planting, were evaluated in the dry matter (ADM), macronutrients (N, P, K, Ca, Mg) and micronutrients (Zn, Fe, Mn) in ADM. And the second at 75 days assessing levels of macro end micronutrients in plants and soil, and the maximum adsorption capacity of P in soil. The results showed synergism in co-inoculations with P. polymyxa+R. solanacearum and, P. polymyxa+C. violaceum solubilizations providing higher P and K, respectively, and better solubilization time at 36 days. The pH was lower in biofertilizers higher doses, but there was better with their addition to P at the highest dose. Significant reduction of maximum adsorption capacity of phosphorus with increasing dose of biofertilizer. For K and Ca was better with SS+KCl, and Mg to pure rock. There was an effect of fertilization on the absorption, with better results for P, K and ADM with SS+KCL, and N, Ca and Mg for biofertilizers. Generally, the P. polymyxa not influence the absorption of the elements in the plant. In treatments with the uninoculated P. polymyxa chemical fertilizer had an average significantly higher for weight and number of grains. And in the presence of the bacteria, biofertilizers and chemical fertilizers had positive values in relation to rock and control. The data show that the rocks and biofertilizers could meet the need of nutrients the plants revealed as potential for sustainable agriculture