Artigo

Julio Cesar dos Reis; Gabrielle Maria Romeiro Lombardi

DOI: 10.22167/2675-6528-202602246

Artigo derivado de Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), com conteúdo baseado no trabalho original do aluno e adaptado ao formato editorial da Revista E&S com apoio da ferramenta ResumeAI, solução de inteligência artificial desenvolvida pelo Instituto Pecege para síntese e organização textual.

Resumo

Avaliou-se o desempenho econômico de estratégias alternativas de produção de grãos no bioma Cerrado, considerando a interação entre o plantio da soja na primeira safra e as escolhas de culturas na segunda safra, sob restrições agronômicas e temporais do Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC). O objetivo foi maximizar o lucro bruto esperado anual por hectare. A análise baseou-se em uma base de dados em painel de cinco anos-safra (2020/21 a 2024/25), integrando produtividade por decêndio, preços e custos de produção. O problema do produtor foi modelado como uma decisão sequencial em dois estágios. Os resultados evidenciaram elevada sensibilidade econômica às janelas de plantio. O feijão destacou-se como alternativa dominante na maioria das safras, e o sorgo emergiu como solução ótima em condições específicas. Em contraste, o milho apresentou desempenho sistematicamente inferior. Análises contrafactuais indicaram a necessidade de aumentos substanciais na produtividade e no preço do milho para que a cultura atingisse a condição de ótimo econômico. Concluiu-se que a integração de informações econômicas e agronômicas do ZARC traduz recomendações climáticas em implicações econômicas diretas, contribuindo para o aprimoramento de políticas públicas de fomento à produção de grãos no Cerrado.

Palavras-chave: Decisão agrícola; Duas safras; Rentabilidade agrícola; Risco climático; ZARC.

1. Introdução

A atividade agropecuária no bioma Cerrado desempenha um papel estratégico para a economia brasileira, sendo um dos principais vetores do crescimento econômico do Brasil nos últimos anos (Gasques et al., 2010; Freitas, 2024). O Cerrado abrange aproximadamente 24% do território nacional, uma área de cerca de 198,5 milhões de hectares (IBGE, 2023; MapBiomas, 2024). Essa região é reconhecida como a principal fronteira agrícola do país, contribuindo significativamente para a produção de commodities agropecuárias que abastecem tanto o mercado interno quanto o externo (MDIC, 2024; USDA, 2024).

A produção de soja é um exemplo notável, ocupando cerca de 11% da área do bioma, o que corresponde a 23 milhões de hectares. O Cerrado é responsável por aproximadamente 50% da área destinada à soja no país e por cerca de 60% da produção nacional (IBGE, 2023; MapBiomas, 2024). O milho e o algodão também se destacam, com o bioma respondendo por mais de 65% da produção de milho e 90% da produção nacional de algodão (CONAB, 2025).

Em virtude das condições favoráveis de solo e água, e impulsionado pelo avanço tecnológico, especialmente a adaptação de culturas de clima temperado como a soja e o trigo às condições produtivas do Cerrado (Santana et al., 2020; Vieira Filho, 2018), em muitas regiões desse bioma, produtores de grãos realizam o plantio de duas safras no mesmo ano agrícola: a safra de verão (outubro a fevereiro) e a safra de inverno (março a julho). Essa estratégia de uso da terra tem se intensificado nos últimos anos, em particular para a cultura do milho. No ano-safra 2024/25, a segunda safra de milho foi responsável por 78% da produção de milho brasileira. Somente o estado de Mato Grosso produziu, na segunda safra, 42% do total de milho do Brasil, cerca de 48,7 milhões de toneladas, em uma área de aproximadamente sete milhões de hectares, representando 42% da área de plantio de milho do país (CONAB, 2025; IMEA, 2025).

Na maior parte das áreas de lavoura do Cerrado, os grãos cultivados são soja na safra de verão e milho na safra de inverno (Nóia Júnior e Sentelhas, 2019a; Santana et al., 2020). Outros cultivos como feijão, sorgo e girassol têm sido testados. Contudo, com a intensificação dos eventos climáticos adversos, especialmente as secas intensas e prolongadas, os riscos, principalmente os climáticos e econômicos, associados ao cultivo de duas safras de grãos, têm aumentado consideravelmente (Evangelista et al., 2017; Silva e Evangelista, 2016). Esses riscos se materializam em prejuízos econômicos devido a quedas de produtividade e frustrações de safra, principalmente na safra de inverno (Silva et al., 2019; Silva e Evangelista, 2016). Uma questão fundamental é que as datas de plantio da safra de verão determinam a produtividade das culturas tanto para a safra de verão quanto para a safra de inverno, pois o cultivo de inverno é plantado somente após a colheita da safra de verão, utilizando a mesma área de cultivo para ambas as safras, com o objetivo de aumentar a eficiência operacional e técnica e, consequentemente, reduzir os custos unitários de produção (Santana et al., 2020).

Para lidar com os crescentes riscos climáticos associados à agricultura, o governo brasileiro tem investido no desenvolvimento do Programa de Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC). O ZARC é um instrumento de política agrícola e gestão de riscos na agricultura brasileira, com o objetivo de diminuir riscos relacionados a fenômenos climáticos adversos, permitindo que cada município identifique a melhor época de plantio das culturas, para diferentes tipos de solo e ciclos de produção (MAPA, 2025; Merladete, 2024). O ZARC atua como ferramenta de gestão de riscos utilizada por bancos e agentes financeiros na concessão de crédito e seguridade rural. Assim, produtores que buscam financiamento ou seguridade, como Proagro e PSR, devem seguir as orientações de datas de plantio indicadas pelo ZARC, que indicam a utilização de sementes específicas para cada região e semeadura dentro da janela de tempo indicada.

Nesse sentido, o principal desafio na tomada de decisão do produtor de grãos no Cerrado é representado pelas definições sobre o plantio das safras de verão e de inverno que ocorrem logo no início do ano-safra, geralmente em agosto, ou até mesmo em meses anteriores, como maio e junho. Nesse período, o produtor inicia o planejamento da safra seguinte, realizando a compra de insumos e a contratação de serviços que serão utilizados em ambos os plantios. A questão central desta pesquisa consiste em identificar as estratégias mais eficientes de plantio de grãos no bioma Cerrado, visando maximizar o retorno econômico dos produtores. Esse retorno é mensurado a partir das maiores produtividades associadas às melhores oportunidades de lucro, considerando as recomendações sobre as épocas ideais de plantio indicadas pelo ZARC. Dessa forma, a presente pesquisa consiste em associar as datas recomendadas de plantio à dinâmica de preços das commodities soja e milho, de modo a desenvolver um instrumento de apoio à tomada de decisão que auxilie os produtores na escolha das estratégias mais vantajosas de produção de milho, visando maximizar o retorno do ano-safra entendido, em termos gerais, como o somatório dos resultados econômicos obtidos com as culturas de verão (soja) e inverno (geralmente, milho). Complementarmente, também serão avaliadas estratégias alternativas que considerem a substituição do milho de segunda safra por outras culturas, como feijão, girassol e sorgo mais resistentes ao estresse hídrico decorrente da escassez de água. Este estudo tem como objetivo avaliar o desempenho econômico de estratégias alternativas de produção de grãos no bioma Cerrado, considerando a interação entre as decisões de plantio da soja na primeira safra e as escolhas de culturas na segunda safra, sob restrições agronômicas e temporais definidas pelo Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC).

2. Material e Métodos

A avaliação das estratégias mais eficientes para o plantio de grãos no bioma Cerrado foi realizada utilizando uma base de dados em painel, abrangendo cinco anos-safra (2020/21 a 2024/25). As culturas consideradas foram soja para a primeira safra, e milho, sorgo, girassol e feijão como opções para a segunda safra.

Os dados de custos de produção (R$.ha¯¹), preços esperados (R$.sc¯¹) e produtividade média anual (sc.ha¯¹) foram obtidos junto ao Instituto para o Fortalecimento da Agropecuária de Goiás [IFAG] (IFAG, 2025). As informações sobre produtividade, que variam por decêndios de plantio, foram calculadas com base nos dados da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária [Embrapa], por meio do sistema de Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC), que define as épocas de plantio recomendadas (Embrapa, 2025). As informações de produtividade esperada foram elaboradas com referência às condições produtivas do Distrito Federal.

A produtividade esperada no decêndio de plantio d para a cultura c no ano-safra a, denotada por Y_a,c,d, foi definida como uma função da produtividade média observada (Y_a,c) e da probabilidade de perda de safra (P_a,c,d) associada a esse decêndio, conforme a Equação 1:

Y_a,c,d = Y_a,c(1- P_a,c,d) (1)

Nessa formulação, decêndios com maior risco de perda de safra apresentam menor produtividade esperada, refletindo o impacto das restrições climáticas.

A base de dados, organizada por ano-safra e decêndio de plantio, foi tratada como uma representação determinística e condicional ao clima observado em cada safra. O problema do produtor no Cerrado foi modelado como uma decisão de dois estágios (primeira safra + segunda safra), com o objetivo de maximizar o lucro bruto esperado anual por hectare. A solução foi obtida separadamente para cada ano-safra, resultando em um valor ótimo ex-post condicionado às condições climáticas anuais.

A estrutura produtiva considerada é o plantio em sucessão na mesma área. Na primeira safra, o produtor sempre planta soja, escolhendo o decêndio de plantio d₁ dentro da janela observada. Na segunda safra, após a colheita da soja, o produtor escolhe a cultura c ∈ {milho, sorgo, girassol, feijão} e o decêndio de plantio d₂, sujeito a restrições de viabilidade temporal. O ciclo produtivo da soja foi assumido como 110 dias, o que corresponde a uma defasagem mínima em decêndios (L) dada pela Equação 2:

L = ⌊110/10⌋ (decêndios) (2)

Admite-se que a colheita da soja e o plantio subsequente podem ocorrer no mesmo decêndio, de modo que o primeiro decêndio elegível para a segunda safra (d₂) satisfaz a condição d₂ ≥ d₁ + L, dentro do calendário agrícola. O objetivo do produtor é selecionar a combinação (d₁, c, d₂) que maximize o lucro bruto esperado anual por hectare, conforme a Equação 3:

LB^anual (d₁, c, d₂) = LB^soja_a,d1 + LB^2safra_a,c,d2 (3)

O clima foi incorporado aos parâmetros por ano-safra, e a otimização foi conduzida de forma independente para cada ano-safra. O preço de comercialização para cada ano-safra e cultura (a,c) foi mantido constante ao longo dos decêndios, sendo definido pela média do preço de comercialização do respectivo ano-safra. A variação do desempenho econômico entressafra por decêndio ocorre essencialmente via variação da produtividade em função dos riscos de frustração de safra determinados pelo ZARC.

Os índices e conjuntos utilizados foram: a ∈ A (conjunto de anos-safra), d ∈ D (conjunto de decêndios ordenados), D⁽¹⁾ ⊆ D (decêndios viáveis para plantio da soja), C = {milho, sorgo, girassol, feijão} (culturas candidatas na segunda safra), D⁽²⁾ ⊆ D (decêndios viáveis para plantio da cultura c na segunda safra) e L (defasagem mínima entre plantio da soja e da segunda safra em decêndios).

Os parâmetros incluíram: LB^soja_a,d (lucro bruto esperado da soja no ano-safra a, plantada em d) e LB^2safra_a,c,d (lucro bruto esperado da cultura c no ano-safra a, plantada em d). Para o milho (segunda safra), para análises de sensibilidade, empregou-se: P_a,d (preço esperado no decêndio d), Q_a,d (produtividade esperada no decêndio d) e CT_a,d (custo total no decêndio d).

A identidade de lucro bruto esperado utilizada foi:

LB_a,Total = Q_a,soja,d · P_a,soja – CT_a,soja + Q_a,c,d · P_a,c – CT_a,c (4)

As variáveis de decisão foram: x_a,d ∈ {0,1} (1 se a soja é plantada no decêndio d ∈ D⁽¹⁾) e z_a,c,d ∈ {0,1} (1 se a cultura c ∈ C é plantada no decêndio d ∈ D⁽²⁾).

A função objetivo para cada ano-safra a foi:

max Σ_d∈D(1) LB^soja_a,d x_a,d + Σ_c∈C Σ_d∈D(2) LB^2safra_a,c,d z_a,c,d (5)

As restrições incluíram:

1. Escolha única do plantio da soja:

Σ_d∈D(1) x_a,d = 1 ∀a ∈ A (6)

2. Escolha única da segunda safra (cultura e decêndio):

Σ_c∈C Σ_d∈D(2) z_a,c,d = 1 ∀a ∈ A (7)

3. Precedência temporal (soja → segunda safra): a segunda safra só pode ocorrer em decêndios cujo ordinal respeite τ(d) ≥ τ(d’) + L para o decêndio d’ escolhido na soja. Uma forma linear é:

Σ_c∈C z_a,c,d ≤ Σ_d’∈D(1): τ(d’)+L≤τ(d) x_a,d’ ∀a ∈ A, ∀d ∈ D (8)

4. Domínio:

x_a,d ∈ {0,1}, z_a,c,d ∈ {0,1} (9)

A alternativa “pousio” não foi considerada na solução principal por não ser economicamente viável. A formulação algébrica foi também representada na forma extensiva de uma árvore de decisão (Breiman et al., 2017) para explicitar a natureza sequencial do problema e facilitar a interpretação da estrutura decisória. A árvore de decisão serviu como dispositivo analítico para representar o processo decisório intertemporal, tornando explícita a ordem das escolhas, o caráter condicional do segundo estágio e o conjunto de trajetórias factíveis.

Para cada ano-safra a, definiu-se a árvore extensiva G_a = (N_a, E_a), onde N_a é o conjunto de nós e E_a o conjunto de arestas orientadas. O nó raiz n₀ ∈ N_a representa o início do processo decisório. Do nó raiz partem ramos para cada t ∈ T^s, correspondentes às escolhas viáveis do decêndio de plantio da soja. A cada nó intermediário associado a uma escolha t da primeira safra corresponde um conjunto de sucessores definido por:

Φ_α(t) = {(c, τ)εC ×T^C😮 rd(τ) ≥ ord(t) + Δ} (10)

O conjunto de combinações cultura-decêndio viáveis para a segunda safra é condicionado à escolha inicial τ. Cada elemento (c, τ) ε Φ (t) define um ramo do segundo estágio e conduz a um nó terminal z = (t,c,τ)∈ Z_a, onde Z_a ⊂ N_a é o conjunto de nós terminais da árvore. O payoff associado a cada trajetória terminal foi definido por:

V_a(t, c,τ) = π¹_a,t + π²_a,τ (11)

A solução do problema em forma extensiva equivale a:

max_t∈T^s max_{(c,τ)∈ Φα(t)} V_a (t, c, τ) (12)

O procedimento analítico foi desenvolvido em quatro etapas: 1) organização da base de dados por ano-safra, cultura e decêndio de plantio, com cálculo do lucro bruto esperado por hectare para cada combinação; 2) aplicação do modelo de maximização para identificar, em cada ano-safra, as estratégias factíveis e a solução ótima, respeitando as restrições de viabilidade temporal; 3) conversão da estrutura de escolhas para a forma extensiva de árvore de decisão, preservando a dependência sequencial entre os estágios; e 4) sistematização das trajetórias factíveis para interpretação econômica e apresentação dos resultados.

3. Resultados e Discussão

A variação nos preços de comercialização da soja ao longo do tempo, combinada com a escolha do decêndio de plantio, influenciou significativamente o desempenho econômico da primeira safra e o resultado agregado do sistema de produção de grãos no Cerrado. Ao longo das cinco safras analisadas, os preços médios recebidos pelo produtor oscilaram entre R$ 83,38 por saca de 60 kg na safra 2020/21 e R$ 122,96 por saca na safra 2022/23. Essas flutuações refletem os efeitos conjunturais do mercado internacional de commodities e as condições climáticas específicas de cada safra.

Em termos de lucro bruto esperado, a soja demonstrou elevada variabilidade intra e intersafras. Na safra 2020/21, os resultados foram negativos em todos os decêndios, com prejuízos variando entre -R$ 1.179,00.ha⁻¹ e -R$ 252,00.ha⁻¹. Em 2021/22, observou-se um desempenho superior, com lucros de R$ 445,00.ha⁻¹ a +R$ 994,00.ha⁻¹. Contudo, em 2022/23, os resultados voltaram a ser predominantemente negativos, entre -R$ 1.954,00.ha⁻¹ e R$ 206,00.ha⁻¹. A safra 2023/24 apresentou o pior desempenho relativo, com prejuízos generalizados entre -R$ 3.141,00.ha⁻¹ e -R$ 1.590,00.ha⁻¹. Em contraste, a safra 2024/25 exibiu a maior amplitude de resultados, variando de aproximadamente -R$ 3.070,00.ha⁻¹ a +R$ 1.506,00.ha⁻¹, indicando alta sensibilidade da produtividade ao decêndio de plantio. Embora a soja seja dominante na primeira safra, ela não assegura rentabilidade positiva em todos os anos, podendo atuar como fator redutor do lucro total anual em safras com efeitos climáticos adversos, transferindo para a segunda safra a função de compensar perdas.

Desempenho econômico das culturas de segunda safra

O feijão se destacou consistentemente entre as culturas de segunda safra, combinando preços elevados e resposta produtiva positiva em janelas de plantio adequadas. Nas cinco safras analisadas, o máximo lucro bruto esperado foi associado ao plantio no primeiro decêndio de janeiro (J-D1), período de menor risco climático. Os valores máximos de lucro bruto esperado por hectare atingiram R$ 7.686,00 em 2020/21, R$ 5.762,00 em 2021/22, R$ 5.254,00 em 2022/23, R$ 4.914,00 em 2023/24 e R$ 3.308,00 em 2024/25. Em contrapartida, o plantio tardio do feijão, especialmente a partir do segundo decêndio de março (M-D2 e M-D3), resultou em prejuízos expressivos, que variaram de -R$ 3.291,00.ha⁻¹ em 2020/21 a -R$ 6.719,00.ha⁻¹ em 2024/25. Esses resultados evidenciam a elevada sensibilidade do feijão às condições climáticas e ao momento de plantio, indicando que, apesar do alto potencial de retorno, a cultura envolve riscos significativos fora da janela recomendada pelo ZARC. Essa sensibilidade é consistente com a literatura que aponta a forte resposta do feijão de sequeiro ao déficit hídrico e à distribuição temporal do estresse ao longo do ciclo produtivo (Heinemann et al., 2016; Heinemann et al., 2017).

O milho, embora seja a principal escolha dos produtores do Cerrado para a segunda safra, apresentou desempenho econômico sistematicamente inferior ao do feijão nas condições observadas nas últimas cinco safras. Os preços esperados do milho foram consistentemente mais baixos e, mesmo com produtividade relevante, não foram suficientes para compensar o impacto dos preços reduzidos e os custos de produção elevados. O melhor resultado econômico do milho ocorreu, de forma recorrente, com o plantio no primeiro decêndio de janeiro (J-D1), mas apenas na safra 2020/21 resultou em lucro positivo (+R$ 1.049,00.ha⁻¹). Nas safras seguintes, a melhor alternativa apresentou prejuízos, variando de -R$ 351,00.ha⁻¹ em 2021/22 a -R$ 1.470,00.ha⁻¹ em 2023/24. Esses resultados indicam que o milho tende a proporcionar margens reduzidas ou negativas, com baixa competitividade econômica relativa. O retorno econômico gerado pelo milho não foi suficiente para compensar o custo de oportunidade do uso da terra na segunda safra, o que é consistente com estudos que destacam a dependência da rentabilidade do sistema soja-milho da antecipação da soja e do aproveitamento de janelas precoces para o milho safrinha (Landau et al., 2015; Borghi et al., 2023; Nóia Júnior e Sentelhas, 2019a).

O girassol apresentou desempenho econômico limitado e fortemente condicionado ao decêndio de plantio. Em 2020/21, o melhor resultado ocorreu em J-D3, com prejuízo aproximado de -R$ 620,00.ha⁻¹. Na safra 2021/22, a cultura teve seu único resultado positivo no período analisado, com lucro máximo de cerca de +R$ 497,00.ha⁻¹, também associado ao plantio em J-D3. Nas safras subsequentes, o desempenho econômico do girassol piorou significativamente, com resultados negativos em todas as janelas, oscilando entre -R$ 1.614,00.ha⁻¹ e -R$ 8.022,00.ha⁻¹. Esses resultados indicam que o girassol apresenta elevada vulnerabilidade climática e retorno econômico sistematicamente limitado, o que restringe sua competitividade frente às demais culturas avaliadas.

O sorgo exibiu comportamento econômico intermediário, com elevada variabilidade interanual. Na safra 2020/21, o melhor resultado ocorreu em F-D1, com prejuízo aproximado de -R$ 938,00.ha⁻¹. Em 2021/22, o padrão se repetiu, com o melhor resultado em F-D1 (-R$ 345,00.ha⁻¹). Nas safras 2022/23 e 2023/24, o desempenho do sorgo foi amplamente negativo. Um resultado distinto foi observado em 2024/25, quando o sorgo apresentou lucro positivo no melhor decêndio (J-D3), atingindo aproximadamente +R$ 1.877,00.ha⁻¹. Esse resultado representa o melhor desempenho da cultura no período analisado. O sorgo ocupa uma posição intermediária, combinando desempenho médio inferior ao feijão com a capacidade de emergir como solução economicamente favorável em contextos anuais específicos, especialmente quando o calendário agrícola se torna menos compatível com culturas de maior sensibilidade ao atraso do plantio. Essa interpretação é consistente com a literatura que aponta o sorgo como alternativa com maior tolerância relativa ao estresse hídrico e maior flexibilidade de época de plantio (Landau e Netto, 2015).

Comparação entre culturas: retorno esperado, sensibilidade temporal e estabilidade interanual

A escolha economicamente ótima entre as culturas de segunda safra não depende apenas do lucro bruto esperado máximo, mas também da sensibilidade das culturas às janelas de plantio e da estabilidade relativa de desempenho entre safras. Sob essa perspectiva, o feijão se destaca pelo maior potencial de retorno econômico em janelas temporalmente compatíveis, mas também pela maior penalização quando o plantio é tardio. O milho, por sua vez, apresenta maior recorrência como alternativa produtiva, porém com desempenho econômico inferior às soluções ótimas. O sorgo ocupa posição intermediária, podendo emergir como alternativa superior em contextos anuais específicos, enquanto o girassol permanece, de forma geral, em posição economicamente dominada. Esse padrão sugere um trade-off entre retorno potencial, sensibilidade temporal e estabilidade interanual, em linha com a literatura que destaca o papel central das datas de semeadura na definição de rendimento e rentabilidade em sistemas de sucessão (Pires et al., 2016; Abrahão e Costa, 2018; Nóia Júnior e Sentelhas, 2019a; Nóia Júnior e Sentelhas, 2019b).

As diferenças observadas entre as culturas são uma expressão da interação entre calendário agrícola, risco climático e estrutura de preços e custos. A antecipação da soja tende a ampliar a janela disponível para a cultura subsequente, favorecendo alternativas mais sensíveis ao encurtamento do período chuvoso. Em contraste, o atraso da primeira safra estreita o conjunto de trajetórias factíveis e desloca a segunda safra para ambientes produtivos mais restritivos. O ZARC assume um papel central ao traduzir o risco climático em janelas de plantio recomendadas, delimitando as estratégias produtivas tecnicamente viáveis. A perda relativa do milho parece resultar de uma combinação menos favorável entre preço esperado, custo operacional e resposta produtiva ao calendário de plantio, mantendo-o distante da fronteira econômica do sistema. A diferença entre a adoção observada do milho e sua dominância econômica sugere que a decisão produtiva real pode incorporar atributos não explicitamente modelados, como padronização tecnológica, escala operacional, liquidez comercial e logística (Nóia Júnior e Sentelhas, 2019a; Landau et al., 2015; Borghi et al., 2023).

Síntese por safra: melhores e piores combinações anuais

A Tabela 1 sintetiza os resultados do problema de decisão do produtor em dois estágios, mostrando as combinações que maximizam e minimizam o lucro bruto esperado total anual. Essa síntese permite avaliar a magnitude dos ganhos e perdas potenciais associados às decisões temporais de plantio e a sensibilidade econômica do sistema produtivo de grãos no Cerrado às janelas recomendadas.

Tabela 1. Melhores e piores combinações de plantio por ano-safra, 2020/21 a 2024/25

Safra	Tipo	Cultura 2ª safra	t1 (Soja)	t2 (2ª safra)	Lucro bruto esperado total (R$.ha⁻¹)
2020/21	Maior lucro	FE	O-D2	F-D1	6.057,79
2020/21	Menor lucro	FE	O-D1	M-D3	– 6.844,06
2021/22	Maior lucro	FE	O-D2	F-D1	4.680,81
2021/22	Menor lucro	FE	O-D1	M-D3	– 8.361,79
2022/23	Maior lucro	FE	O-D2	F-D1	2.685,13
2022/23	Menor lucro	FE	O-D1	M-D3	– 11.177,21
2023/24	Maior lucro	FE	O-D2	F-D1	1.137,15
2023/24	Menor lucro	FE	O-D1	M-D3	– 12.292,93
2024/25	Maior lucro	SG	O-D1	J-D3	1.877,10
2024/25	Menor lucro	FE	O-D1	M-D3	– 11.957,20

Fonte: Resultados originais da pesquisa

Os resultados indicam que o maior lucro anual por safra variou substancialmente, situando-se entre R$ 1.137,00.ha⁻¹ na safra 2023/24 e R$ 6.058,00.ha⁻¹ na safra 2020/21. Da mesma forma, os piores resultados também apresentaram grande variação, de -R$ 6.844,00.ha⁻¹ em 2020/21 a -R$ 12.293,00.ha⁻¹ em 2023/24. A amplitude entre o melhor e o pior resultado anual manteve-se elevada, variando aproximadamente entre R$ 12,9 mil.ha⁻¹ e R$ 13,9 mil.ha⁻¹. Pequenas variações no momento de implantação das culturas podem resultar em diferenças econômicas anuais da ordem de dezenas de milhares de reais por hectare.

A composição das soluções ótimas apresentou um padrão consistente. Em quatro das cinco safras analisadas (2020/21 a 2023/24), a combinação que maximiza o lucro anual correspondeu ao plantio do feijão como segunda safra, com a soja implantada no segundo decêndio de outubro (O-D2) e o feijão plantado a partir do primeiro decêndio de fevereiro (F-D1). Essa recorrência indica que o feijão tende a oferecer a melhor relação entre preço, produtividade e janela climática favorável. A safra 2024/25 constituiu uma exceção, com o sorgo se tornando a melhor combinação anual, com o plantio da soja no primeiro decêndio de outubro (O-D1) e o sorgo no terceiro decêndio de janeiro (J-D3), resultando em lucro bruto esperado total aproximado de R$ 1.877,00.ha⁻¹. Esse resultado evidencia que a dominância do feijão não é incondicional e pode ser revertida quando se consideram simultaneamente as restrições temporais do ciclo da soja, as janelas de plantio efetivamente viáveis e a estrutura anual de payoffs.

Síntese por safra: melhores e piores combinações anuais: árvores de decisão

A Figura 1 apresenta a estrutura de árvores de decisão para cada ano-safra, sintetizando o problema intertemporal enfrentado pelo produtor, onde a escolha do decêndio de plantio da soja condiciona o conjunto de alternativas viáveis para a segunda safra. A leitura conjunta das árvores de decisão confirma que a escolha ótima é essencialmente intertemporal, dependendo não apenas do desempenho isolado de cada cultura, mas da forma como a decisão inicial de plantio da soja redefine o espaço de alternativas viáveis para a segunda safra.

Figura 1. Árvores de decisão representando estratégias factíveis de plantio para sistemas de soja-segunda safra nas safras 2020/21 (A), 2021/22 (B), 2022/23 (C), 2023/24 (D), e 2024/25 (E). Os nós iniciais representam as épocas de plantio da soja, enquanto os ramos subsequentes representam as alternativas viáveis de segunda safra, condicionadas à restrição temporal imposta pelo ciclo da soja. Os nós terminais apresentam os resultados econômicos associados a cada trajetória factível. Ramos em verde indicam trajetórias ótimas, enquanto ramos em vermelho representam alternativas subótimas

Fonte: Resultados originais da pesquisa

Em quatro das cinco safras analisadas, a trajetória ótima converge para o plantio relativamente precoce da soja (O-D2), seguido da implantação do feijão em janela compatível com elevado desempenho produtivo (F-D1). Esse padrão sugere que a dominância do feijão decorre não apenas de seu retorno absoluto, mas de sua superioridade relativa dentro de ramos da árvore em que a restrição temporal ainda preserva condições favoráveis para a segunda safra. Quando o plantio da soja ocorre fora da configuração temporal mais favorável, o conjunto de sucessores viáveis da segunda safra se desloca para janelas mais tardias, penalizando a produtividade esperada. A exceção observada em 2024/25, com a emergência do sorgo como alternativa ótima, mostra que a dominância do feijão não é estruturalmente fixa, mas condicionada à interação entre preços relativos, produtividade esperada e calendário agrícola. A permanência do milho fora do conjunto de trajetórias ótimas sugere que sua desvantagem econômica resulta de uma limitação mais geral de payoff relativo no período analisado.

Análise contrafactual para a cultura do milho

Considerando que o milho é historicamente a principal escolha dos produtores para a segunda safra de grãos no Cerrado, mas apresentou desempenho econômico inferior às alternativas ótimas nas safras analisadas, foram conduzidos dois exercícios contrafactuais para identificar sob quais condições o milho poderia ser a melhor escolha.

Produtividade mínima do milho para igualar o ótimo anual

O primeiro exercício contrafactual avaliou a produtividade mínima que o milho precisaria atingir para que seu lucro bruto esperado anual igualasse o resultado da alternativa ótima em cada safra, mantendo-se constante a janela de plantio e os demais parâmetros econômicos. Os resultados da Tabela 2 evidenciam a distância entre a produtividade observada do milho e a necessária para que ele se tornasse a melhor opção.

Tabela 2. Produtividade mínima do milho para alcançar o valor ótimo por ano-safra

Safra	Tipo	Cultura da 2ª safra	t1 (soja)	t2 (2ª safra)	Produtividade 2ª safra (sc.ha⁻¹)	Lucro bruto esperado total (R$.ha⁻¹)
2020/21	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,05	6.057,79
2020/21	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	133,69	-233,03
2020/21	Produtividade mínima do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	307,55	6.057,79
2021/22	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,05	4.680,80
2021/22	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	120,23	-904,09
2021/22	Produtividade mínima do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	252,75	4.680,80
2022/23	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,05	2.685,12
2022/23	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	112,98	-3.210,57
2022/23	Produtividade mínima do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	246,12	2.685,12
2023/24	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,05	1.137,14
2023/24	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	112,98	-4.714,82
2023/24	Produtividade mínima do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	247,55	1.137,14
2024/25	Ótimo geral	SG	O-D1	J-D3	82,97	1.877,10
2024/25	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	112,98	-4.119,88
2024/25	Produtividade mínima do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	233,61	1.877,10

Fonte: Resultados originais da pesquisa

Os níveis de produtividade requeridos para que o milho igualasse o lucro da estratégia ótima anual foram sistematicamente muito superiores às produtividades observadas. Na safra 2020/21, o milho apresentou produtividade de 134 sc.ha⁻¹ em sua melhor alternativa, enquanto a produtividade mínima necessária para igualar o ótimo anual foi estimada em aproximadamente 308 sc.ha⁻¹, implicando um incremento superior a 170 sc.ha⁻¹. Esse diferencial indica que, mesmo em um ano sem fatores climáticos adversos, a cultura se encontra muito distante da fronteira de rentabilidade. Esse padrão se manteve nas demais safras, com produtividades observadas entre 113 e 120 sc.ha⁻¹ e produtividades mínimas contrafactuais necessárias variando entre 246 e 253 sc.ha⁻¹, o que representa a necessidade de praticamente dobrar a produtividade do milho. Nas safras mais recentes (2023/24 e 2024/25), as produtividades mínimas requeridas permaneceram acima de 230 sc.ha⁻¹, reforçando que a desvantagem econômica do milho é estrutural.

Preço mínimo do milho para igualar o ótimo anual

A análise contrafactual baseada no preço de comercialização do milho, mantendo-se constantes as produtividades observadas, reforçou e complementou as conclusões obtidas no exercício de produtividade. Os resultados da Tabela 3 mostram que, mesmo considerando a melhor alternativa do milho, o preço necessário para que essa cultura iguale o lucro do ótimo anual é substancialmente superior aos preços praticados no mercado.

Tabela 3. Preço mínimo do milho para alcançar o valor ótimo por ano-safra

Safra	Tipo	Cultura 2ª safra	t1 (soja)	t2 (2ª safra)	Produtividade 2ª safra (sc.ha⁻¹)	Lucro bruto esperado total (R$.ha⁻¹)	Preço implícito milho (R$.sc⁻¹)
2020/21	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,06	6.057,79	36,18
2020/21	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	133,69	-233,03	36,18
2020/21	Preço mínimo do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	133,69	6.057,79	83,23
2021/22	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,06	4.680,81	42,14
2021/22	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	120,23	-904,09	42,14
2021/22	Preço mínimo do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	120,23	4.680,81	88,59
2022/23	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,06	2.685,13	44,28
2022/23	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	112,98	-3.210,57	44,28
2022/23	Preço mínimo do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	112,98	2.685,13	96,46
2023/24	Ótimo geral	FE	O-D2	F-D1	51,06	1.137,15	43,48
2023/24	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	112,98	-4.714,82	43,48
2023/24	Preço mínimo do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	112,98	1.137,15	95,28
2024/25	Ótimo geral	SG	O-D1	J-D3	82,97	1.877,10	49,71
2024/25	Melhor milho	MI	O-D1	J-D3	112,98	-4.119,89	49,71
2024/25	Preço mínimo do milho para ser ótimo	MI	O-D1	J-D3	112,98	1.877,10	102,79

Fonte: Resultados originais da pesquisa

Na safra 2020/21, o milho exigiria um preço da ordem de R$ 83.sc⁻¹ para alcançar o mesmo lucro anual do ótimo, frente a um preço observado de R$ 36.sc⁻¹, o que corresponde a um incremento absoluto superior a R$ 45.sc⁻¹, e a uma elevação relativa próxima de 130%. Nas safras subsequentes, a diferença entre o preço observado do milho e o preço necessário para torná-lo a melhor escolha anual permaneceu muito elevada. Em 2021/22 e 2022/23, os preços observados para o milho situaram-se em torno de R$ 42.sc⁻¹ e R$ 44.sc⁻¹, respectivamente, enquanto os preços mínimos contrafactuais necessários variaram aproximadamente entre R$ 89.sc⁻¹ e R$ 96.sc⁻¹. Isso implica a necessidade de aumentos absolutos da ordem de R$ 50.sc⁻¹. Resultados semelhantes foram observados nas safras 2023/24 e 2024/25.

Em conjunto, os dois exercícios contrafactuais convergem para a conclusão de que os desafios associados ao cultivo do milho na segunda safra no Cerrado são de natureza estrutural. Mesmo na melhor janela de plantio disponível, o milho apresenta payoffs anuais sistematicamente inferiores às alternativas dominantes. Do ponto de vista do produtor, os resultados sugerem que decisões baseadas exclusivamente na cultura tradicional da segunda safra podem conduzir a perdas econômicas relevantes quando não ajustadas às condições efetivamente viáveis de cada ano-safra. Isso reforça a importância de combinar informações agronômicas, temporais e econômicas na definição do arranjo produtivo anual, sobretudo em sistemas intensificados e fortemente dependentes da sincronização entre a colheita da soja e a implantação da segunda safra (Santana et al., 2020). Para a política agrícola, os achados reforçam a relevância de instrumentos como o ZARC e indicam que sua utilidade pode ser ampliada quando articulada a avaliações econômicas de alternativas produtivas, particularmente para fins de orientação ao crédito rural, ao seguro agrícola e à difusão tecnológica em contextos de crescente variabilidade climática (Borghi et al., 2023; Landau et al., 2015).

Este estudo avaliou o desempenho econômico de estratégias alternativas de produção em sistemas de grãos no bioma Cerrado, considerando a interdependência entre as decisões de plantio da primeira safra (soja) e as escolhas produtivas da segunda safra, sob restrições agronômicas e temporais definidas pelo ZARC. Ao modelar o problema como um processo intertemporal condicionado ao calendário agrícola, os resultados evidenciam que decisões iniciais, especialmente o momento de plantio da soja, produzem efeitos encadeados sobre a viabilidade e a rentabilidade das culturas subsequentes. A abordagem integrada de variáveis econômicas e agronômicas derivadas do ZARC permite traduzir recomendações climáticas em métricas econômicas diretamente aplicáveis à tomada de decisão, contribuindo para o desenvolvimento de ferramentas de apoio ao produtor em ambientes sujeitos a risco climático. Os resultados, porém, devem ser interpretados à luz de limitações como a série histórica restrita a cinco safras, a abordagem determinística do modelo e a ausência de estratégias gerenciais mais complexas. Recomenda-se a ampliação da base de dados, a incorporação de modelos estocásticos e probabilísticos, e o desenvolvimento de abordagens dinâmicas para avaliar decisões sob diferentes cenários de risco.

4. Conclusão

O presente estudo avaliou o desempenho econômico de estratégias alternativas de produção de grãos no bioma Cerrado, considerando a interação entre o plantio da soja na primeira safra e as escolhas de culturas na segunda safra, sob as restrições agronômicas e temporais do Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC). Verificou-se que a decisão de plantio da soja na primeira safra exerce um efeito encadeado sobre a viabilidade e a rentabilidade das culturas subsequentes. O feijão destacou-se como a alternativa dominante na maioria das safras analisadas, apresentando o maior potencial de retorno econômico quando implantado em janelas compatíveis com o calendário do sistema de produção, embora com alta sensibilidade a plantios tardios. Em contraste, o milho, apesar de sua ampla adoção, exibiu desempenho econômico sistematicamente inferior, com análises contrafactuais indicando a necessidade de aumentos substanciais em sua produtividade ou preço para que se tornasse economicamente ótimo. O sorgo emergiu como solução favorável em condições anuais específicas, demonstrando maior tolerância ao estresse hídrico e flexibilidade de época de plantio, enquanto o girassol permaneceu em posição economicamente dominada. A principal contribuição do estudo reside na integração explícita de variáveis econômicas e agronômicas do ZARC, traduzindo recomendações climáticas em implicações econômicas diretas para a tomada de decisão do produtor e para o aprimoramento de políticas públicas de fomento à produção de grãos no Cerrado.

Não obstante as contribuições, os resultados devem ser interpretados à luz de algumas limitações. A série histórica de cinco safras utilizada restringe a capacidade de capturar eventos climáticos extremos de baixa frequência e a generalização dos achados. Além disso, o modelo adotou uma abordagem determinística, condicionada aos resultados climáticos observados, sem incorporar explicitamente a variabilidade estocástica de clima e preços, e não incluiu estratégias gerenciais mais complexas, como hedge ou diversificação produtiva. Para estudos futuros, recomenda-se a ampliação da base de dados, a incorporação de modelos estocásticos e probabilísticos, e o desenvolvimento de abordagens dinâmicas para avaliar decisões sob diferentes cenários de risco. A expansão da análise para outras regiões do Cerrado e o refinamento das estruturas de custo também podem aumentar a robustez e a aplicabilidade dos resultados, consolidando modelos integrados clima-economia como ferramentas essenciais para o suporte à decisão agrícola em contextos de incerteza.

Referências Bibliográficas

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Gasques, J.G.; Vieira Filho, J.E.R.; Navarro, Z. 2010. A agricultura: desempenho, desafios e perspectivas. Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada, Brasília, DF, Brasil.

Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística [IBGE]. 2023. Sistema IBGE de Recuperação Automática – SIDRA. Disponível em: https://sidra.ibge.gov.br. Acesso em: 25 jan. 2023.

MapBiomas. 2024. MapBiomas Brasil – Coleção 8 da Série Anual de Mapas de Cobertura e Uso da Terra do Brasil. Disponível em: https://brasil.mapbiomas.org/. Acesso em: 05 dez. 2024.

Ministério do Desenvolvimento, Indústria, Comércio e Serviços [MDIC]. 2024. Estatísticas de Comércio Exterior em Dados Abertos. Disponível em: https://www.gov.br/mdic/pt-br/assuntos/comercio-exterior/estatisticas/base-de-dados-bruta. Acesso em:

Artigo oriundo de Trabalho de Conclusão de Curso da Especialização em Data Science e Analytics do MBA USP/Esalq

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