Three essays on irrigated agriculture in Brazil

The Irrigation technology is an important tool capable of mitigating the adverse effects of climate change, ensuring the yields, raising agricultural productivity rates and increasing employment in rural areas, which generates income and raises food security. Despite its multiple benefits, irrigation adoption in Brazil is still low given the potential for incorporation of new arable land, making the effects of this technology on the production process underestimated and underexplored. The present thesis seeks to analyze the effect of irrigation adoption on important aspects of the Brazilian irrigated agriculture, such as the technical efficiency between irrigators and rain-fed producers; the effect of irrigation on grain supply and demand for productive factors; and added gross revenue from the adoption of irrigation technology. To achieve those goals, three chapters are developed: Irrigation, technical efficiency and farm size in Brazil; Irrigation effects on grain sector in the Brazilian Southeast: A short-run analysis; and The value of irrigation adoption in the Brazilian agriculture. The first chapter analyzes the effect of irrigation technology adoption on the technical efficiency of Brazilian agricultural establishments. The methodological approach combines the stochastic production frontier structure, taking into account the selection bias (Heckman's approach), with the entropy balancing technique. The results show that irrigation adoption contributes to increasing the technical efficiency of irrigators by 2.51 percentage points compared to rain-fed farmers, on average. The greatest effect is observed for the group of large farmers. In the second chapter, we analyze the effect of irrigation on the supply of grains and the demand for productive factors in the Southeast region of Brazil. A system of equations is estimated using the restricted quadratic profit function approach. The results point toward a positive effect on the supply of grains and demand for labor. In addition, irrigation contributes to a 2.1% increase (US$ 83.45 million) in the average revenue generated by the grains analyzed. The third and last chapter aims to obtain a measure of value of the irrigation adoption in terms of gross added revenue when land is irrigated, relative to a non- irrigated land, using the production function approach. The results show an additional gross revenue due to irrigation of US$ 1,492.15/ha, on average, and the estimated value of irrigation for Brazilian agriculture is US$ 2.96 billion. The overall results provide useful information to design public policies that aim to develop irrigated agriculture in Brazil, such as the need for policies toward small producers regarding the provision of specialized technical assistance and rural credit services, as well as those related to water resources and rural electrification within the farm. In addition, the results may provide useful information that can assist water charging policies used in irrigation. Finally, I conclude that irrigation technology plays an important role in the technical efficiency of producers, in expanding the outputs supplies, in generating rural employment and gross revenue added to the agricultural sector. Keywords: Irrigation. Technical efficiency. Farm size. Grain supply. Revenue. Irrigation value.

A tecnologia de irrigação é uma importante ferramenta capaz de minimizar os efeitos adversos do clima, assegurar o montante produzido, elevar as taxas de produtividade agrícola e aumentar o emprego no meio rural, o que por sua vez gera renda e pode contribuir para a diminuição dos índices de insegurança alimentar no meio rural. Apesar dos múltiplos benefícios, a taxa de adoção de irrigação no Brasil ainda é muito baixa dada o potencial de incorporação de novas áreas, fazendo com que os efeitos dessa tecnologia sobre o processo produtivo sejam subestimados e pouco explorados. Nesse sentido, a presente tese buscou analisar o efeito da adoção da irrigação sobre aspectos importantes da agricultura irrigada brasileira, como a eficiência técnica entre irrigantes e produtores de sequeiro; o impacto da irrigação na oferta de grãos e demanda por fatores produtivos; e a receita bruta adicionada decorrente da adoção da tecnologia de irrigação. Para atingir tais objetivos, foram elaborados três capítulos: Irrigation, technical efficiency and farm size in Brazil; Irrigation effects on grain sector in the Brazilian Southeast: A short-run analysis; e The value of irrigation adoption in the Brazilian agriculture. No primeiro capítulo, analisou-se o efeito da adoção da tecnologia de irrigação sobre a eficiência técnica dos estabelecimentos agropecuários brasileiros. A abordagem utilizada combinou a estrutura de fronteira de produção estocástica, levando em conta o viés de seleção na adoção da irrigação (abordagem de Heckman) com a técnica de balanceamento por entropia. Os resultados mostraram que a irrigação contribui para o aumento da eficiência técnica dos irrigantes em 2,51 pontos percentuais em relação aos produtores de sequeiro, sendo este efeito maior para o grupo de grandes produtores. No segundo capítulo, analisou-se o efeito da irrigação sobre a oferta de grãos e demanda por fatores produtivos na região Sudeste do Brasil. Para tal, um sistema de equações foi estimado utilizando-se da abordagem da função de lucro quadrática restrita. Os resultados apontaram para um efeito positivo sobre a oferta de grãos e demanda por trabalho. Além disso, a irrigação contribuiu para um aumento de 2,1% (cerca de US$ 83,45 milhões) na receita média gerada pelos produtos considerados. No terceiro e último capítulo, objetivou-se obter uma medida do valor da adoção de irrigação em termos de receita bruta adicionada quando a terra é irrigada, relativa àquela não irrigada, por meio da abordagem da função de produção. Os resultados mostraram uma receita bruta adicional em decorrência do uso de irrigação em US$1.492,15/ha, sendo o valor da irrigação para o Brasil estimado em US$ 2,96 bilhões. Os resultados trazem informações úteis ao delineamento de políticas voltadas ao desenvolvimento da agricultura irrigada no Brasil, como por exemplo, a necessidade de políticas voltadas aos pequenos produtores em relação ao fornecimento de serviços de assistência técnica especializada e de crédito rural, bem como aquelas voltadas à propriedade no que diz respeito à dotação de recursos hídricos e eletrificação rural. Além disso, os resultados podem fornecer informações que podem auxiliar na formatação de políticas de cobrança de água usada na irrigação. Por fim, conclui-se que a tecnologia de irrigação tem um importante papel na eficiência técnica dos produtores, na expansão da oferta de produtos, na geração de emprego rural e na geração de receita bruta adicionada ao setor agrícola. Palavras-chave: Irrigação. Eficiência Técnica. Tamanho de Estabelecimento. Oferta de grãos. Receita do produtor. Valor da irrigação.

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