Seqüestro de carbono em solos tropicais II

Em solos tropicais profundos, submetidos a grande atividade bioturbadora (misturadora) da mesofauna (principalmente cupins e minhocas, mas também formigas e outros invertebrados), como os Latossolos, há presença de estoques de carbono consideráveis em profundidade, até mesmo com valores numericamente superiores aos estoques superficiais. No ambiente tropical não se podem considerar razoáveis estimativas de estoque de carbono que não contabilizem o que está armazenado subsuperficialmente nem adequadas ou eficientes estratégias de manejo de solos ou ecossistemas pensadas sem o levar em conta. Trata-se de uma promissora área de estudo, por serem ainda escassos os trabalhos contabilizando os estoques de carbono profundos em solos de regiões tropicais em escalas mais detalhadas, e ainda menos investigada a influência das práticas de manejo do solo sobre o compartimento. Saber-se quanto carbono se encontra acumulado no solo sem uma noção de sua estabilidade frente a mudanças ambientais traduz-se em conhecimento limitado. As perdas naturais de carbono orgânico do solo (COS) não são homogêneas, variando entre classes e regiões. Tanto a natureza da matéria orgânica do solo quanto as interações entre esta e o ambiente, quer seja no solo ou fora deste, influenciam sua estabilidade no solo. De particular importância são as interações com a matriz mineral, principalmente as argilas, que podem estabilizar a matéria orgânica no solo, dificultando sua perda na forma de CO2. Aliar as informações quanto ao carbono estocado com dados confiáveis sobre sua estabilidade torna mais factível estabelecer quais áreas são mais vulneráveis, auxiliar no planejamento de uso da terra e inclusive no estabelecimento, em áreas convertidas à agricultura, de valores padrões de perdas toleráveis de matéria orgânica do solo visando minimizar a perda de qualidade do solo.

Guiana vende serviços ambientais e conserva floresta

Há poucos dias o Jornal da Ciência publicou esta notícia anunciando a venda pelo governo da Guiana de serviços ambientais a um fundo de capitais britânico. Que serviços ambientais? Basicamente, os benefícios ao meio ambiente de uma floresta mantida intacta. Em dezembro publiquei aqui no Geófagos o post Como pagar ao meio ambiente?, infelizmente muito pouco lido, introduzindo aos leitores como seria a prestação de serviços ambientais e sua valoração. Vê-se agora um país vendendo os serviços de 405000 hectares de mata, entre os quais “regulação de chuvas, armazenagem de carbono e regulação do clima”. Os que não conhecem a realidade da pequena agricultura brasileira descapitalizada, criticam, a partir de seus escritórios com ar condicionado, a derrubada de matas para fazer carvão por agricultores ignorantes e de pequena visão. Mas a visão tem que ser pequena e de curto prazo: de que adianta salvar as florestas para o futuro e morrer de fome hoje? É inútil tentar-se salvar o mundo apelando para as consciências, principalmente quando estas estão famintas. O agricultor em geral não derruba matas por maldade, mas por necessidade. A forma mais eficaz de se evitar isto é pagando de forma justa para que eles mantenham a vegetação de pé, pagando os serviços ambientais prestado pelas matas intocadas. E não só das matas, o solo acumula muito mais carbono que a vegetação e isto é um grande e potencialmente caro serviço, deveria também ser pago. Aliás, isto seria uma alternativa interessante para auxiliar a conservação da caatinga e do cerrado, a primeira ameaçada pela completa ausência de fonte de renda de agricultores do semi-árido, o segundo pela voracidade entomológica de sojicultores et allii. Há regiões de difícil agricultura que poderiam ser usadas extensivamente para isso. A Zona da Mata mineira, por exemplo, é uma região extremamente montanhosa e de solos nutricionalmente pobres. As áreas mais produtivas são os terraços nos vales. Mesmo assim, os morros estão quase completamente desmatados para a formação de pastagens, aliás muito degradadas, e a madeira restante é em geral usada para fazer carvão. Os topos dos morros se prestam à regeneração das matas e prestariam um serviço ambiental essencial para a região: a captura e manutenção da água que alimenta as nascentes de rios da região. É necessário buscar-se alternativas ousadas para a resolução dos grandes problemas ambientais de nosso tempo e usar o realismo monetarista como aliado, revertendo o papel do dinheiro como grande causador das tragédias mundiais modernas.

Mudanças climáticas e segurança nacional. I: O caso do semi-árido

Um assunto de certa urgência vem preocupando as cabeças pensantes no mundo: a humanidade, por meio dos governos nacionais, terão capacidade de lidar com catástrofes naturais resultantes das mudanças climáticas globais? Pensando em âmbito mais local, terá o Brasil algum tipo de planejamento para superar ou minimizar os efeitos destas ainda parcialmente hipotéticas catástrofes? A forma mais lógica de se avaliar o preparo brasileiro é considerar-se o que tem sido feito neste país para se enfrentar crises geradas por fenômenos naturais catastróficos. Para deixar bem claro o quão despreparado o Brasil se encontra frente a estes problemas, claro que o primeiro exemplo a ser citado é o dos episódios recorrentes e bastante previsíveis de seca na área semi-árida da região Nordeste brasileira. Ora, uma série de previsões sugerem que nos trópicos poderá haver uma extensa semi-aridificação advinda das mudanças climáticas. O Brasil tem no Nordeste um por assim dizer laboratório tanto para prever as condições futuras de partes de seu território quanto uma oportunidade desperdiçada de aplicar medidas de grande alcance para reverter os efeitos desta eventual semi-aridificação. Entretanto, age-se no Brasil, em relação às secas, como os usuários contumazes de maconha, que têm a memória de curto prazo e o raciocínio crítico severamente comprometidos. Os episódios de seca são vistos como eventos absolutamente novos e cuja previsão fora impraticável. As consequências desastrosas repetem-se a cada ciclo, comprometendo o desenvolvimento da região e dando a impressão aos habitantes que não há como se precaver nem conviver harmoniosamente com a seca. Se houver seriedade e entendimento entre vontade política, educação da população e aplicação eficaz de tecnologias existentes, há como conviver harmoniosamente com o deserto, como bem mostra Israel. Para mim parece claro que há técnicas e tecnologias já desenvolvidas que permitiriam a conviência razoavelmente tranquila com a estiagem longa. Mas não só isso. As coisas devem deixar de ser feitas com amadorismo, como se não houvesse história, como se toda pesquisa fosse a primeira, como se as instituições, principalmente governamentais, ocupadas com a região tivessem que começar a pensar nas soluções a partir do zero: há necessidade absoluta de continuidade e apartidarismo. É necessário mapear-se com o máximo de detalhes possível as áreas em que se prestam técnicas de coleta e manutenção de água, como barragens subterrâneas, que permitam a existência de uma pequena agricultura viável. Há que se informar que as áreas que se prestam a perímetros irrigados são mínimas e devem se localizar principalmente em áreas sobre material geológico sedimentar, mais poroso e cujas águas ofereceriam um menor risco de salinização e assim mesmo, fazer-se uma grande campanha, talvez usando até a lei, para que se usem técnicas de irrigação de alta eficiência e que minimizem as perdas, como o gotejamento. É necessário uma dose grande de realismo quanto a existência de áreas que simplesmente não se prestam à agricultura, nem mesmo a pequena e familiar, devido entre outras coisas ao alto coeficiente de variação da média pluviométrica, à pequena profundidade dos solos, localizadas quase sempre sobre material geológico cristalino, como granitos e gnaisses, cujas águas subterrâneas apresentam grande potencial de salinização se usadas para irrigação, inda mais quando associadas a solos pouco profundos. E, para mim talvez o mais importante, mudar o perfil da região, ganhar dinheiro produzindo ciência, transformar boa parte do semi-árido em um novo Vale do Silício, deixar para trás as histórias dramáticas de safras perdidas e animais mortos de sede. Tudo isso pode ser feito a partir da conscientização que a seca é para sempre, a região não se tornará úmida.  A se continuar no ritmo que se encontra, as coisas tendem a piorar: a extinção gradual e irresponsável da caatinga só tenderá a agravar a situação de calamidade.

Soluções para problemas insolúveis I

A pesquisa científica nos últimos anos tem tentado dar soluções técnicas a um problema que se agrava: prover qualidade de vida a uma população humana crescente sem agredir demasiadamente o ambiente. Em minha área de especialização posso dar um exemplo real deste tipo de preocupação. Com o consenso em torno das mudanças climáticas globais, a pesquisa tem sido direcionada para alternativas de se diminuir ou desacelerar a concentração de gases de efeito estufa na atmosfera, principalmente o CO2 (dióxido de carbono) por meio do seqüestro de carbono, que é a retirada deste gás da atmosfera, através da fotossíntese dos vegetais superiores e o acúmulo estável deste carbono tanto na vegetação quanto na matéria orgânica do solo, que provem da decomposição incompleta do material vegetal que cai ao solo bem como da neossíntese de substâncias orgânicas mediada por microrganismos e minerais do solo. Ao mesmo tempo, a Ciência do Solo tem sido desafiada a desenvolver técnicas de manejo dos solos que possibilitem produzir alimentos, sustentavelmente, para bilhões de pessoas, perto estamos dos 10 bilhões. Ora, o pressuposto de que estes dois desafios sejam igualmente factíveis pode ser falso: talvez não seja possível uma solução técnica para ao mesmo tempo melhorar a qualidade de vida de uma população crescente e manter, ou também melhorar, as condições ambientais do mundo. Tenho dúvidas profundas acerca disto. É necessário que a classe intelectual, e não só a que possui conhecimentos técnico-científicos, perca o temor de fazer perguntas essenciais e de expor sugestões antipáticas. Este medo é um vício político, e o mundo não precisa mais de políticos, precisa de cientistas. Se alguém quiser salvar o mundo, não pode se prender a sugestões simpáticas. Consideremos o caso da agricultura. Como anteriormente discutido, os fatores de solo e clima que levam ao acúmulo de matéria orgânica nos solos geralmente são aqueles limitantes à agricultura. Esquece-se ou meramente desconhece-se que a disponibilização de nutrientes e outros benefícios da matéria orgânica para os vegetais ocorre devido à decomposição parcial do material orgânico. Seqüestrar carbono, no entanto, é tentar paralizar a decomposição o mais eficientemente possível. Combinar técnicas de manejo que maximizem produção agrícola e teores de matéria orgânica nos solos não é tarefa tão simples como alguns pesquisadores querem fazer crer. Uma saída seria separar bem as áreas destinadas à agricultura e ao seqüestro de carbono, mas o crescimento populacional e das atividades não agrícolas, como expansão da área urbana, indisponibilizam definitivamente solos com potencial agrícola. A própria cidade de Viçosa, a partir de onde escrevo, está sobre solos de várzea que seriam bastante produtivos. Sobram aqui então os morros para os agricultores. E os topos de morros, hoje utilizados para pastagens, são áreas que se prestariam bem ao seqüestro de carbono. Penso que enquanto o problema do tamanho da população humana não for seriamente considerado, as soluções técnicas que permitirão à humanidade ter um futuro serão paliativos ilusórios. Em um próximo post continuarei esta discussão. 

Materialismo cristão e o fim do mundo

Em minha opinião, há poucas pessoas tão materialistas como o devoto cristão, presidente dos Estados Unidos da América do Norte, o Sr. George Walker Bush. Ontem saiu um editorial na Nature criticando veementemente a desastrosa atuação do administrador da EPA, a agência de proteção ambiental americana, o toxicologista Stephen Johnson, que vem agindo de forma claramente harmoniosa com o que pensa o Bush, desrespeitando as leis, a ciência e a integridade ambiental do país. Um mais ingênuo poderia perguntar ”Mas como, ele não é o protetor do ambiente?” Não, como deixa bem claro o editorialista da Nature “The Bush administration has always shown more zeal in protecting business interests than the environment”, ou em português claro, a administração Bush tem sempre zelado mais pela proteção dos interesses comerciais do que pelo meio ambiente. E digo mais, provavelmente sem um mínimo resquício de remorso. Por quê? Entre outras coisas, porque eles têm a bênção divina para quaisquer de suas ações. Não pode haver nada mais hipocritamente materialista que isso. Entre outras coisas, o Johnson vetou tentativas de vários estados americanos de limitarem a emissão de gases de efeito estufa em seus territórios, principalmente de automóveis, utilizando em suas justificativas dados, por exemplo, da associação de fabicantes de automóveis. Que imparcialidade! Mas a hipocrisia não é privilégio de Bush et allii. Nosso país se vangloria abundantemente das conquistas da agricultura altamente tecnificada nos chapadões do Planalto Central e outros com um mínimo de comentários sobre o inclemente extermínio do cerrado, aliás, já não ouvi eu mesmo da boca de um pesquisador da Embrapa que a implantação da agricultura e derrubada do cerrado era uma melhoria no ambiente, já que os solos deixavam de ser inférteis?. Reclama-se dos rigores da seca no Nordeste, mas poucos se dão conta que a caatinga está rapidamente sumindo, que a própria capacidade natural de regeneração deste ecossistema em alguns lugares já está mais do que gravemente comprometida. Em todo o mundo se comenta da futura falta de água mas pouquíssimos, veramente pouquíssimos fazem algo para reverter esta previsão quase certa. Já fui ridicularizado muitas vezes por sugerir a conhecidos que desligassem o chuveiro enquanto se ensaboavam, que urinassem um certo número de vezes antes de ativar a descarga. E continuamos a ser muito bons cristãos. Preparemo-nos então para enfrentar o fim do mundo próximo.    

Cemitério geológico de carbono

Com as constantes preocupações em diminuir ou neutralizar as emissões de CO2 (dióxido de carbono, principal gás causador do efeito estufa) ou descobrir alternativas que reduzam sua concetração na atmosfera, idéias miraculosas têm sido propostas. Desde espelhos para refletir os radiações solares até “aspersão” de anions sulfato (SO42-) na atmosfera (apesar de esta aspersão ter o potencial de causar o problema das chuvas ácidas resultante da combinação do SO42- e do vapor d’água, como disse um dos cientistas responsáveis pela proposta “não se pode fazer omelete sem quebrar os ovos”). Porém alternativas mais simples e de caráter não sensacionalista estão sempre batendo à nossa porta. Há mais de duas décadas as empresas exploradoras de petróleo utilizam a técnica de injeção de CO2 em alguns de seus poços para retirar os últimos resquícios de petróleo do subsolo. Porém, como a emissão de CO2 a partir da queima de combustíveis fósseis figura-se entre os principais “alvos” a serem combatidos quando se trata de mudanças climaticas globais, essa tecnica ganhou uma nova função- sequestrar ou melhor enterrar carbono. Conforme estimativas do IPCC, Painel Intergovernamental sobre Mudança do Clima, será necessário sumir com mais de 25 bilhões de toneladas de CO2 até o ano de 2050 e tal tecnologia tem o potencial de contribuir com pelo menos 21 % desse valor durante esse período. Tal fato, nos induz a pensar no potencial do Brasil de se tornar um grande “cemitério” geológico de carbono. Para se ter uma idéia, conforme estimativas de João Marcelo Ketzer coordenador do Cepac (Centro de Excelência em Pesquisa sobre Armazenamento de Carbono), o Brasil, sozinho, tem capacidade para estocar o equivalente ao que o planeta emite em 80 anos. Áreas usadas na exração de carvão mineral e os aquiferos salinos, cuja água é impropria para o consumo, também poderiam servir como região de estoque. Pensando nessas possibilidades, a PETROBRAS inicia a partir desse ano testes de injeção de carbono em larga escala na Bacia de Santos (sob o mar) e na Bahia (em terra), com estimativas de antingir um patamar de até 10 milhões toneladas por ano até 2014. Se a meta for atingida, será um dos maiores projetos de seqüestro geológico do mundo. Hoje, em grande escala, existem apenas três Se a meta for atingida, será um dos maiores projetos de seqüestro geológico do mundo escreveu Eduardo Geraque para o jornal folha de São Paulo. As principais limitações da tecnologia ficam a cargo- 1. dos riscos de vazamento durante o trasnporte do CO2 que seria aprisionado no processo da captura ou vazamento do próprio reservatório acarretando em passivo ambiental; 2. custos elevados!? Mas essas empresas já não ganharam uma avalanche de dinheiro as custas da exploração da Natureza porque não agora oferecer algo em troca…

Plantas, dióxido de carbono e água doce

Comentei recentemente sobre o uso da água na agricultura e o que se tem feito para melhorar a eficiência no uso da água das espécies agrícolas. Aliás, estou devendo um post sobre as práticas agronômicas utilizadas para aumentar a eficiência com que as plantas cultivadas utilizam o recurso água. Mas isto fica mais para frente. Como já foi dito no supracitado post, o caminho por onde as plantas transpiram na forma de vapor a água água absorvida é o mesmo por onde ela absorve o CO2 (dióxido de carbono) necessário para que se realize a fotossíntese (produção de material vegetal utilizando como fonte de energia a luz do sol): os estômatos, microscópicas aberturas localizadas na superfície das folhas. A eficiência no uso da água é a quantidade de material vegetal produzida dividido pelo volume de água utilizado pelas plantas. Idealmente, deseja-se que os vegetais produzam o máximo de material utilizando um mínimo de água. Não é interessante, no entanto, aumentar demais a efeiciência no uso da água porque corre-se o risco de não se produzir suficiente comida no mundo: as plantas de deserto, como as cactáceas, são eficientíssimas ao usar a água mas a quantidade de material vegetal produzido é pequeno. Um dos fatores que influenciam a absorção de água pelas plantas é a concentração de CO2 ao redor das folhas: em geral, quanto maior esta concentração, menor é a abertura dos estômatos e menor a quantidade de água transpirada. Como a absorção da água do solo pelas plantas depende também de quanta água é perdida por transpiração, se se transpira menos, absorve-se menos água, que permanece em maior volume no solo. No post referido, citei que as principais formas de se perder água do solo são a infiltração profunda (percolação), o escoamento superficial, a evaporação e a transpiração das plantas (estas duas últimas somadas constituem a evapotranspiração). Depois que a água infiltra no solo, se não for evapotranspirada, ela percolará e alcançará corpos de água superficiais, principalmente rios. É exatamente isto o que prenuncia um trabalho publicado na Nature de amanhã. O artigo Projected increase in continental runoff due to plant responses to increasing carbon dioxide relata as previsões feitas a partir de modelos climáticos por uma equipe de pesquisadores ingleses encabeçada por Richard A. Betts utilizando um cenário em que os níveis de CO2 (principal gás causador do efeito estufa) são dobrados em relação aos níveis pré-industriais. Os resultados demonstraram que haveria um aumento médio de 6% no volume de água que alcançaria os corpos d’água superficiais (continental runoff), sugerindo que a futura escassez de água doce decorrente das mudanças climáticas globais talvez não sejam tão dramáticas quanto as previsões atuais sugerem, embora o risco de secas permaneça alto. Trabalho de grande relevância para qualquer um preocupado com o manejo e conservação de água, para uso agrícola ou não.

Adubando o oceano com ferro

Semana passada foi publicado na revista Nature o trabalho “Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean” por uma equipe de pesquisadores franceses encabeçada por Stéphane Blain. O trabalho relata o efeito de uma fertilização (”adubação”) natural de uma parte do Oceano Índico entre a Austrália e a África do Sul sobre o crescimento de um conjunto de organismos autotróficos (que produzem o próprio alimento por meio de fotossíntese) oceânicas conhecido como fitoplâncton. Há já algum tempo se sabe que o fitoplâncton é responsável pela maior produção primária do planeta, ou seja, a maior parte da fotossíntese realizada na Terra é feita por estas algas microscópicas. A fotossíntese é o processo pelo qual os organismos autotróficos (incluindo aí as plantas) convertem substâncias inorgânicas como água e gás carbônico (CO2) em substâncias orgânicas (principalmente açúcares) utilizando como fonte de energia a luz do sol. É por causa da fotossíntese que nós animais conseguimos comer e existir e é também devido a ela o fato de se ter tanto cuidado hoje com o desmatamento. A destruição de organismos que fotossintetizam impedem que eles capturem o CO2, principal responsável pelo efeito estufa, e ainda por cima libera mais CO2 para a atmosfera. Como o fitoplâncton é o maior responsável pela fotossíntese no planeta, qualquer alteração neste pode ter efeito sobre o clima terrestre. O trabalho publicado na Nature mostra um grande aumento na quantidade de fitoplâncton devido à disponibilização do ferro naquela área. O ferro, como uma série de outros elementos químicos, é considerado um nutriente essencial às plantas e outros organismos autotróficos e sua ausência ou pequena disponibilidade limitam o crescimento vegetal. Desde que o pesquisador J. H. Martin implicou a disponibilidade de ferro nos oceanos com o decréscimo de temperatura na última glaciação (no artigo “Glacial-interglacial CO2 change: The iron hypothesis” publicado na Paleoceanography 5, 1–13 (1990)) muitos têm teorizado que uma mega-adubação dos oceanos com ferro poderia reverter o efeito estufa ao aumentar a fotossíntese fitoplanctônica (sinteticamente, causar-se-ia uma eutroficação planetária). Da mesma forma que o excesso de CO2 na atmosfera esquenta o clima, a falta deste pelo seqëstro na fotossíntese faria o clima esfriar. O trabalho de S. Blaine e colaboradores vem demonstrar que a fertilização natural do oceano com ferro e outros macronutrientes pode afetar significativamente o teor de gás carbônico na atmosfera e embora não aconselhem a fertilização artificial como remédio para o efeito estufa, fazem-nos meditar o assunto.

Produção de metano por plantas…Será?

Em janeiro de 2006 os pesquisadores F. Keppler, J. T. G. Hamilton, M. Bra e T. Röckmann publicaram um artigo na revista científica Nature com o título “Methane emissions from terrestrial plants under aerobic conditions” em que divulgavam sua constatação de que plantas terrestres produziam e emitiam o gás metano. Como já abordei diversas vezes aqui no geófagos (por exemplo aqui e aqui), o metano (CH4) é um gás produzido por bactéria anaeróbicas (que vivem na ausência de oxigênio), presentes em regiões alagadas como pântanos e plantios de arroz irrigado, bem como no sistema digestivo de bovinos, ovelhas e cupins. Este gás, assim como o gás carbônico, está envolvido no aquecimento do planeta Terra, porém tem a capacidade de aquecer o planeta 23 vezes maior que o CO2. Até a publicação do trabalho de Keppler e colaboradores, ninguém suspeitava da produção de metano por plantas terrestres em ambientes aeróbicos (na presença de oxigênio). De acordo com aqueles pesquisadores, cada grama de material vegetal seco produziria entre 0,3 e 3 nanogramas de metano por hora (1 nanograma é igual a 1 grama dividido por 1 bilhão). Os valores parecem pequenos, mas se se leva em conta toda a massa dos vegetais no planeta as emissões totais de metano pelas plantas alcançariam de 60 a 240 milhões de toneladas métricas de metano por ano. Alguns jornalistas rapidamente ligaram as plantas (notadamente as florestas tropicais) ao aquecimento global, alguns até sugerindo a derrubada de matas como resolução do problema, claramente desconhecendo que o desmatamento emite uma quantidade enorme de CO2, possivelmente o maior responsável pelo efeito estufa. Qual não foi minha surpresa ao saber de um artigo na revista científica New Phytologist recém-publicado questionando os resultados do trabalho de Keppler e colaboradores. O novo trabalho tem como título “No evidence for substantial aerobic methane emission by terrestrial plants: a 13C-labelling approach”, por uma equipe de pesquisadores holandeses encabeçada por Tom A. Dueck. Os dados apresentados no novo trabalho invalidam a sugestão feita por Keppler et al. de que se reavaliassem os dados de emissão de metano por fontes naturais ao apresentar valores de emissão de CH4 por plantas terrestres de apenas 0,3% dos valores do trabalho anterior. Imagino que este debate de idéias (aliás muito salutar e exatamente o que diferencia a ciência de formas dogmáticas de visão do mundo) ainda renderá muito em termos de pesquisa e entendimento.

Efeito estufa e produção vegetal

Parece-me mais do que comprovada a realidade das mudanças climáticas globais causadas principalmente pela queima de combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral, gás). Na semana passada a NASA divulgou relatórios de pesquisa indicando claramente a ação humana como causa de aumentos de temperatura média no planeta. O que quero abordar aqui hoje são os possíveis efeitos do aumento da concentração de CO2 (gás carbônico) na atmosfera sobre a produção dos vegetais. Como já foi dito aqui antes, as plantas utilizam o gás carbônico na fotossíntese. Na verdade, todo o carbono presente em nossos corpos (e nós somos feitos quase exclusivamente de carbono) provem de uma forma ou de outra do CO2 que as plantas fixam durante a fotossíntese. Seria de se esperar que, como as plantas produzem seus tecidos (crescem) e nutrientes orgânicos a partir do gás carbônico, se houvesse mais carbono na atmosfera, apesar do efeito estufa, as plantas produziriam mais, o que é bom. As coisas não são tão simples. Primeiramente, nem todas as espécies vegetais realizam a fotossíntese exatamente da mesma forma, ou melhor, nem todas utilizam o CO2 igualmente. Há espécies que reutilizam o CO2 absorvido, há plantas que utilizam menos CO2 e há plantas que são menos eficientes na utilização do gás carbônico. Estas últimas, que incluem boa parte das culturas agrícolas e obviamente outras espécies, seriam potencialmente as mais beneficiadas com o aumento de CO2 atmosférico. Algumas pesquisas mostram que o aumento da concentração de gás carbônico pode aumentar a produção destas espécies. Mas nem só de gás carbônico vivem as plantas. Além deste gás e da água, elas precisam de uma série de outros nutrientes minerais, principalmente nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, ferro e alguns outros em menor quantidade, que tiram principalmente do solo. Se a quantidade de CO2 é aumentada mas a quantidade dos outros nutrientes continua a mesma, pode ainda haver maior produção, só que menor do que se houvesse também aumento dos outros nutrientes. Além disso, há um problema menos óbvio e mais perigoso. O principal elemento mineral utilizado pelas plantas é o nitrogênio. Com o aumento das concentrações de gás carbônico, as plantas podem não apenas produzir mais, mas também produzir substâncias com mais carbono em sua estrutura e menos nitrogênio, dificultando a decomposição pelos microrganismos quando este material chega ao solo. Alguns trabalhos de pesquisa têm observado também aumento na produção pelos vegetais de uma substância chamada lignina, componente da madeira, que é rica em fenóis, que são tóxicos aos microrganismos. Assim, no geral, o aumento nas concentrações de CO2 pode dificultar a decomposição da matéria orgânica do solo. Ora, isto não é bom, já que promove seqüestro do carbono? Em parte. Se a diminuição da decomposição da matéria orgânica do solo for muito drástica, os outros nutrientes minerais que estão presos nela não voltam ao solo, o que diminui sua fertilidade e afeta negativamente o crescimento vegetal. As coisas não são tão simples.

Seqüestro de carbono pela agricultura

Comentei no post anterior que se tem tentado manipular o ciclo biogeoquímico do carbono. Como espero que tenha ficado claro, esta manipulação visa diminuir ou estancar o aumento nas concentrações atmosféricas dos gases de efeito estufa CO2 e CH4, principalmente o primeiro. Historicamente, das práticas humanas maiores contribuidoras de gás carbônico para a atmosfera, a agricultura se sobressai. Derrubadas e queima de florestas para estabelecimento de novos campos e práticas consolidadas como aração e gradagem dos solos contribuem enormemente com o aumento da concentração de CO2 na atmosfera terrestre. Atualmente um número considerável de técnicas agrícolas têm sido desenvolvidas com o objetivo, primeiro, de otimizar a produção agrícola mas com o efeito secundário (e desejável) de diminuir a oxidação da matéria orgânica do solo, grande depositório de carbono. As tradicionais práticas de revolvimento do solo (aração, gradagem, subsolagem…) usadas para favorecer o desenvolvimento de culturas agrícolas apresentam o inconveniente de acelerar a decomposição da matéria orgânica do solo. Estas práticas melhoram superficialmente a oxigenação do solo, quebram agregados que protegem fisicamente partículas de matéria orgânica e fracionam o material vegetal morto, o que facilita a ação dos microrganismos decompositores. As práticas modernamente utilizadas que podem auxiliar não só na diminuição desta decomposição mas até mesmo no aumento nos teores de matéria orgânica nos solos em geral envolvem a diminuição ou quase completa eliminação do revolvimento (movimentação) do solo. O exemplo típico disto é a adoção do plantio direto, em que os restos de culturas são deixados sobre o solo após as colheitas.

Fotodegradação de carbono em semi-árido

No dia 03 de agosto postei um comentário rápido sobre um trabalho publicado na Nature avaliando a decomposição do carbono do litter (liteira ou serapilheira, o material vegetal que cai sobre o solo) em clima semi-árido da Patagônia na Argentina. Gostaria agora de fazer umas considerações mais longas sobre o assunto. Em geral se aprende que o aumento de umidade e temperatura aumentam a atividade decompositora dos microrganismos do solo, responsáveis pela oxidação biológica (decomposição) da matéria orgânica que de outra forma se acumularia indefinidamente e as propriedades químicas e físicas dos solos seriam afetadas, geralmente de forma negativa, impossibilitando ou dificultando muito o crescimento vegetal. Uma conclusão lógica a que se chegaria é que em regiões semi-áridas em que a temperatura é alta mas há limitação severa de água, indispensável para a atividade microbiana, o material vegetal que cai ao solo deveria estar sendo só parcialmente decomposto, com uma acumulação líquida de matéria orgânica no solo. Não é o que acontece. No artigo referido os autores observaram que o principal fator ambiental influenciando a degradação do carbono sobre o solo naquela região semi-árida era a radiação solar, notadamente a radiação UV-B, independente da quantidade de microrganismos ou da disponibilidade de nutrientes (carbono de fácil decomposição e nitrogênio). Nas regiões semi-áridas parece que a correlação entre umidade e matéria orgânica do solo é fraca, ao contrário de regiões mais úmidas. O trabalho deixa razoavelmente claro que o sombreamento do solo, quer seja por uma cobertura vegetal mais densa, quer por maior nebulosidade, provavelmente é mais importante para que haja maiores teores de matéria orgânica no solo de regiões semi-áridas do que a própria pluviosidade. Mais um bom motivo para se combater o desmatamento no Nordeste brasileiro.