Vários trabalhos têm sido conduzidos para estudar a influência do clima na produtividade da cana-de-açúcar (OMETTO, 1980; BARBIERI, 1993; DIAS et al., 1999; MUCHOW et al.,1994; SCARPARI; BEAUCLAIR, 2004). Sendo assim, nos itens que se seguem são abordados os principais elementos climáticos condicionantes da produção desta cultura.
3.2.1 Temperatura do ar
O desenvolvimento da cana-de-açúcar está diretamente relacionado com a temperatura ambiente, sendo este um dos elementos climáticos mais importantes no contexto da produção, havendo grande número de publicações sugerindo limites térmicos para a cultura (MARIN et al., 2009).
De modo geral, admite-se que a taxa de crescimento da cana-de-açúcar apresente queda expressiva sempre que a temperatura do ar cai abaixo de 16oC e, contrariamente, taxas máximas são obtidas quando a cultura é submetida a temperaturas entre 30 e 34oC, passando a ocorrer estresse térmico sob condições de temperatura superior a 35ºC, com crescimento praticamente nulo acima dos 38°C (CASTRO et al., 2008; ARGENTON, 2006; DOOREMBOS; KASSAM, 1994; CASAGRANDE, 1991).
Nickell (1977) demonstrou que, na brotação de gemas, a faixa ideal de temperatura do ar está entre 34 e 37oC, sendo os extremos, abaixo de 21oC e acima de 44oC limitantes.
Para Marin et al. (2009), quanto à formação e o crescimento dos perfilhos, os valores de 20 e 30oC são tidos como limites inferior e superior para o bom desenvolvimento da cultura - valores estes similares aos observados por Penning de Vries et al. (1989) no estudo da melhor faixa de temperatura para que a atividade fotossintética se mantivesse em condições ótimas.
Em relação à temperatura basal, verifica-se na Literatura específica grande inconsistência quanto a seus valores. Para dados obtidos em ambiente controlado a temperatura basal é frequentemente calculada da relação linear entre um período de desenvolvimento e do intervalo de temperatura testado; no campo, a determinação dos parâmetros térmicos é ainda mais complicada porque não há temperatura constante na qual a taxa de crescimento possa ser relacionada diretamente (LIU; KINGSTON; BULL, 1998).
Alguns pesquisadores, como Inman-Bamber (1994) e Robertson e Donaldson (1998), reportaram ser este um valor entre 8 e 15oC. Barbieri et al. (1979) determinaram, em condições de campo, que a temperatura basal para a cana-de-açúcar é de aproximadamente 20oC. Uma possível explicação para esta estimativa incompatível da temperatura basal é que em condições de campo, temperaturas mínimas ou máximas diárias ultrapassam o valor da temperatura basal. Nestas condições, os métodos existentes influenciam normalmente o acúmulo da soma térmica (LIU; KINGSTON; BULL, 1998). Amplitudes térmicas diárias geram temperaturas máximas e mínimas distintas ao longo do período, entretanto podem gerar a mesma temperatura média. Este fato pode interferir na determinação da temperatura basal,
gerando valores distintos para um mesmo local. Outro agravante na determinação da temperatura basal é o processo de aclimatação ao frio desenvolvido pelas plantas. Numerosos efeitos fisiológicos e bioquímicos ocorrem modificando a sensibilidade das plantas às baixas temperaturas e, por consequência, o crescimento pode ou não ser interrompido (XIN; BROWSE, 2000).
Na fase de maturação são desejáveis temperaturas relativamente baixas, que variem entre 10 e 20oC, clima seco e ensolarado, pois, dessa maneira, há significativa redução na taxa de crescimento vegetativo e na elevação do teor de sacarose na cana (DOORENBOS; KASSAM, 1994).
3.2.2 Radiação solar
A radiação solar é um dos elementos que mais limitam o crescimento e desenvolvimento das plantas (TAIZ; ZEIGER, 2004), uma vez que origina toda a energia necessária para a transformação do CO2 atmosférico em energia metabólica.
A radiação solar que chega até a superfície terrestre pode ser separada em duas fases, uma quando a radiação é direta e a outra difusa, que é refletida ou espalhada por nuvens e por partículas e aerossóis presentes na atmosfera (GOUDRIAAN; VAN LAAR, 1994). Cada uma dessas fases pode ser dividida mais duas vezes, sendo a primeira de baixo comprimento de onda (inferior a 3000 nm) e a segunda é a radiação térmica (superior a 3000 nm). Quando se analisa em separado a radiação de baixo comprimento de onda, esta é separada, também, em bandas que possuem diferentes efeitos sobre as plantas. A faixa da radiação visível varia de 400 a 700 nm, e são especialmente estudadas na área agronômica, devido ser radiação fotossinteticamente ativa (RFA) (KUBINS, 1971).
A razão entre a RFA e a radiação solar é estimada entre 0,44 e 0,45 quando o sol está mais de 30º acima do horizonte, sem contar com a radiação difusa e, por outro lado, quando a elevação solar excede 40º, a razão estimada entre a RFA e a radiação total é 0,6, mas considerando a contribuição difusa. Combinando radiação difusa e direta em proporções apropriadas, a razão entre a RFA e a radiação solar é próxima de 0,5 (SINCLAIR; MUCHOW, 1999) - bem adaptada aos trópicos, segundo Ometto (1981). Desta RFA incidente, em média 10% é refletida e 10% transmitida através das folhas, sendo o restante absorvido (LOVENSTEIN et al., 1995). Apenas 5% da energia total que incide na superfície terrestre é aproveitada pelas plantas para formação de carboidratos, o restante é emitida em
comprimentos de ondas maiores, perdida na forma de calor e refletida (TAIZ; ZEIGER, 2004).
A radiação solar afeta de forma diferente cada fase da cultura. Na fase de desenvolvimento vegetativo há diversos eventos dependentes da radiação. O perfilhamento é favorecido pela radiação solar intensa, sob condições de alta intensidade luminosa e durante os períodos em que o IAF é relativamente baixo. Com o desenvolvimento foliar, a extinção de radiação na folhagem torna-se mais intensa e a competição por luz se acentua, exigindo um reequilíbrio entre a quantidade de energia radiante recebida e o número de perfilhos que poderão sobreviver.
Inman-Bamber (1994), na África do Sul, verificou que o tempo para a primeira soqueira alcançar 70% de interceptação da radiação RFA é afetado significativamente pela data de plantio. Canaviais plantados no inverno, por exemplo, levaram de duas a três vezes mais tempo para alcançar a interceptação de 70% desta radiação do que as áreas iniciadas no verão. Verificou-se, também, que a segunda soqueira conseguiu atingir este patamar de interceptação mais cedo do que a primeira soqueira, iniciadas no mesmo ano e na mesma data.
Uma característica que oferece boa eficiência de captação de energia solar é a distribuição do ângulo de inserção das folhas, que pode ser representada na forma do coeficiente de extinção da radiação solar (k). Este, por sua vez, é função da arquitetura do dossel e do ângulo zenital do sol (MARIN et al., 2009). Muchow et al. (1994) encontrou valor médio do coeficiente de extinção de luz no dossel da cana-de-açúcar em cerca de 0,38, em cultivo na Austrália, o que corresponde a um ângulo médio de inserção de folhas variando entre 67º e 68º. Esta característica tende a elevar a extinção de radiação sob ângulos zenitais maiores, minimizando a absorção de radiação nos momentos mais quentes do dia, quando outros fatores tendem a ser mais restritivos que a radiação.
3.2.3 Disponibilidade hídrica do solo
Os efeitos do deficit hídrico dependem de sua intensidade, duração e época de ocorrência, bem como da interação com outros fatores determinantes da expressão da produtividade final (FONTANA et al., 2001).
Deficits hídricos moderados provocaram redução na área foliar e no acúmulo de
biomassa, porém com um pequeno impacto no rendimento final devido ao pouco tempo de exposição e a habilidade da planta em produzir folhas e colmos em condições úmidas subsequentes (WIEDENFELD, 2000). Deficit hídrico severo, quando o dossel já está bem
formado, ocasiona um impacto maior na produtividade de colmos e de sacarose, apresentando reduções significativas na concentração de açúcar apenas quando a biomassa do colmo cai abaixo de 50% daquela do controle sem deficit hídrico (ROBERTSON et al., 1999).
Scarpari e Beauclair (2004) relataram que uma seca superior a 130 mm nos meses que antecedem a colheita, já afeta o acúmulo de sacarose no colmo. Inman-Bamber (2004) concluiu que o acúmulo de biomassa é fortemente reduzido com deficiência hídrica superior a 120 mm anuais e o acúmulo de sacarose no colmo é afetado com deficiência hídrica superior a 145 mm anuais (ARGENTON, 2006).
De acordo com Doorenbos e Kassam (1994), o requerimento hídrico da cana-de- açúcar oscila entre 1500 mm e 2500 mm. Pacheco et al. (1983) observaram valores de evapotranspiração acumulada para a cana-de-açúcar entre 1600 mm e 1800 mm, na província de Matanzas, em Cuba; 1420 mm a 1650 mm, em Porto Rico; 1936 mm, na Argentina. Porém, estes valores tendem a diminuir com o ciclo da cultura (cana planta, primeira soca e segunda soca).
Souza et al. (1999), em cultivo de cana soca irrigada com idade de 13 meses, encontraram para as variedades cultivadas RB72454, RB76418 e SP70-1011, máximas produtividades em colmos da ordem de 155,8, 126,9 e 141,9 t ha-1, com lâminas de água de 1568, 1424 e 1589 mm, respectivamente.
Farias et al. (2008), avaliando a eficiência do uso de água da cana-de-açúcar cultivada na região dos Tabuleiros Costeiros do município de Capim, PB, verificaram que a maximização do uso eficiente de água para a variedade SP79-1011 pode ser obtida com a lâmina de 1276 mm.
Maule et al. (2001) verificaram no estado de São Paulo, para a variedade cultivada SP79-1011 com produtividades médias de 149, 154 e 170 t ha-1, precipitações totais de 1478, 1695 e 1829 mm, para ciclos de 14, 17 e 19 meses, respectivamente. Azevedo (2002) encontrou, para a mesma variedade, cultivada nos tabuleiros costeiros da Paraíba, produtividades de 52, 79, 93 e 92 t ha-1, para uma precipitação efetiva mais irrigação de 609, 761, 905 e 1043 mm, respectivamente, durante 12 meses de cultivo.