A seca durante o desenvolvimento vegetativo é geralmente um dos fatores limitantes da produção de cana-de-açúcar, com isso o acúmulo de osmorreguladores em resposta à seca torna-se um mecanismo importante para manter o turgor celular, contribuindo para aliviar a redução do potencial hídrico. O presente estudo teve como objetivo avaliar genótipos de cana-de-açúcar sob condições de cultivo de sequeiro na região Meio-Norte do Piauí, com base em parâmetros biométricos, bioquímico-fisiológicos, tecnológicos e de produtividade. No capítulo I a hipótese foi de que a tolerância à seca e a produtividade dos clones da cana estão intimamente relacionadas ao controle da eficiência fotossintética e ao ajuste osmótico em diferentes fases da safra. Os tratamentos foram dispostos em blocos casualizados, consistindo de seis clones promissores (RB975375, RB006629, RB955977, RB011549, RB064109 e RB064125) e dois comerciais (RB867515 e RB92579) de cana-de-açúcar. O capítulo II teve como objetivo avaliar a variação temporal da concentração de carboidratos e a produtividade das plantas de cana-de-açúcar cultivadas em condições de limitação hídrica, foram avaliados dois ciclos de cultivo, sendo o primeiro ciclo (safra 2017/18) correspondente à cana-planta e o segundo ciclo (safra 2018/19) referente à primeira soqueira. Os tratamentos foram seis clones promissores (RB975375, RB021754, RB955977, RB064125, RB006995, RB068027) e dois clones comerciais (RB867515 e RB92579) amplamente cultivados na região. No geral, a área experimental apresenta redução da pluviosidade associada ao aumento da temperatura do ar, especialmente de 60 a 150 dias após o plantio (DAP), resultando em um aumento proeminente da evapotranspiração. A umidade do solo variou durante o ciclo de cultivo, sendo reduzida em todas as camadas do solo entre 40 a 200 DAP. No capítulo I, os clones RB975375 e RB064109 apresentam melhores características tecnológicas e maiores rendimentos de colmo e açúcar e, portanto, foram mais eficientes em tolerar a limitação de água quando comparados aos clones comerciais de cana-de-açúcar. No capítulo II, os clones RB068027 e RB975375 se destacaram nos dois anos como o uso mais eficiente da água, mesmo com baixa disponibilidade de água.