Acknowledged as one of the main crops with a major social and economic importance for most human communities worldwide, maize (Zea mays) production sustainability, i.e., without dangerously depleting agricultural natural resources, is evaluated as concern in a foreseen future where world population will surpass 9 billion people by 2050. In face of such scenarios, Brazil stands itself both by the higher potential of agriculture expansion and also to be amongst the largest maize cropland areas on Earth. Additionally, initiatives such as the Global Yield Gap Atlas (GYGA) have conducted studies in more than 50 countries, evaluating how much crop production yields could increase without occupying new areas and efficiently using the available resources. Within the scope of the GYGA project, this study aims to evaluate the current yield gap of maize production in Brazil, and additionally understand whether irrigation will significantly help on closing this gap. Several field experiments were caried in at least 3 maize producing regions of Brazil, with rigorous control of fertilization, pest, weed and diseases, in order to obtain data to calibrate a crop model and deliver reliable information about the full potential of production across different environments. For defining which locations will represent the whole country yield potential (Yp) through simulations, was followed the protocol described by the GYGA project to define weather stations that represent different Homogeneous Climate Zones (CZ) and the buffer areas that are covered. Moreover, an additional protocol was followed in order to determine a different set of locations that can be used to carry irrigation studies for increasing maize production. Estimates has shown that in average, actual maize yields (Ya) in Brazil are 55.4% below the Yp, although an increase on crop production by the same amount could be reached by irrigating 50% of current cropland areas. Government estimations has pointed that irrigated areas will be increased by near 30% of the areas that are cropped nowadays, which will aid the maize production to barely surpass current values. Our findings showed that it is possible to increase irrigation levels in order to reach full potential of maize crops without compromising the available water resources. However, is still required public efforts to maximize the efficient utilization of water resources by crops, such as investments on scientific programs of genetic adaptation for drought and social assistance to aid farmers on implementing irrigated areas in a sustainable way. The trade-off between increasing production and expanding irrigated areas, must planned to do not affect poor regions where water scarcity already limits the potentiality of agriculture and be focused on locations where resources are fully available to close the current gap of maize production in Brazil. Results from this study should provide reliable data for decision-makers and new public policies, as such governmental programs aiming to plan the expansion of irrigated areas.

Reconhecida como uma das principais culturas de grande importância social e econômica para a maioria das comunidades humanas ao redor do planeta, a produção sustentável da cultura do milho (Zea mays), (ou seja, sem esgotar perigosamente os recursos naturais agrícolas), é vista de forma preocupante em um possível futuro onde a população mundial ultrapassará 9 bilhões de pessoas até 2050. Diante desse cenário, o Brasil se destaca tanto pelo seu grande potencial de expansão da agricultura quanto por estar entre as maiores áreas de cultivo de milho do mundo. Além disso, iniciativas como o Global Yield Gap Atlas (GYGA) realizaram estudos em mais de 50 países, avaliando o quanto a produtividade dos cultivos agrícolas poderiam aumentar sem ocupar novas áreas e usar com eficiência os recursos disponíveis. Dentro do escopo do projeto GYGA, este estudo visa avaliar a atual lacuna de produtividade da cultura do milho no Brasil e, adicionalmente, entender se a irrigação ajudará significativamente a fechar essa lacuna. Experimentos de campo foram realizados em pelo menos 3 regiões produtoras de milho do Brasil, com controle rigoroso de adubação, pragas, plantas daninhas e doenças, a fim de obter dados para calibrar um modelo de cultura e fornecer informações confiáveis sobre todo o potencial de produção em diferentes ambientes. Para definir quais locais representarão todo o potencial de produção (Yp) do país através de simulações, foi seguido o protocolo descrito pelo projeto GYGA para definir estações meteorológicas que representam diferentes Zonas Climáticas Homogêneas (CZ) e as áreas de que são abrangidas por estas estações. Além disso, um protocolo adicional foi adaptado para determinar um conjunto diferente de locais que foram utilizados para realizar um estudo do aumento da capacidade produtiva do milho através da irrigação. As estimativas mostram que, em média, as produtividades reais de milho (Ya) no Brasil estão 55,4% abaixo do Yp, embora um aumento na produção agrícola na mesma quantidade possa ser alcançado irrigando 50% das áreas de cultivo atuais. Estimativas do governo apontam que as áreas irrigadas irão crescer em cerca de 30% até 2030, o que fará com que a produção de milho mal supere os valores atuais. Nossos resultados mostraram que é possível aumentar os níveis de irrigação para atingir todo o potencial das culturas de milho sem comprometer os recursos hídricos disponíveis. No entanto, ainda são necessários esforços do poder público para maximizar a utilização eficiente dos recursos hídricos pelas lavouras, como investimentos em programas científicos de adaptação genética à seca e assistência social para auxiliar os agricultores na implantação de áreas irrigadas de forma sustentável. O trade-off entre aumentar a produção e expandir as áreas irrigadas, deve ser planejado para não afetar regiões pobres onde a escassez de água já limita a potencialidade da agricultura e ser focado em locais onde os recursos estão totalmente disponíveis para fechar a atual lacuna de produção de milho no Brasil. Os resultados deste estudo devem fornecer dados confiáveis para tomadores de decisão e na construção de novas políticas públicas, como no planejamento de programas governamentais que visam a expansão de áreas irrigadas.