Carbono Orgânico e o Ciclo Global do Carbono
Carbono é o princípio fundamental de toda vida. Está presente na atmosfera, na vida animal e vegetal, em substâncias orgânicas não vivas, em combustíveis fósseis, em rochas e dissolvido nos oceanos. O movimento das moléculas de carbono de uma forma para outra é conhecida como o ciclo do carbono (Figura 1). O ciclo de vida e morte dos vegetais resulta na acumulação de tecido vegetal decomposto, sobre e sob o solo (raízes), e produz uma quantidade significante de carbono orgânico.
Carbono Orgânico
Terrenos variam na quantia de carbono orgânico, oscilando de menos de 1% em solos arenosos até mais de 20% em solos de banhados ou pântanos. A quantia natural de carbono orgânico presente no solo do estado de Kansas, EUA, varia entre 1 e 4%. Atualmente a maior parte das áreas cultivadas no Kansas, possuem níveis de carbono orgânico entre 0.5 e 2%.
Carbono Atmosférico
Cientistas, usando dados obtidos de pesquisas em camadas de gelo, combinado com o monitoramento a longo-prazo dos níveis de CO2 na atmosfera, verificaram grandes oscilações no CO2 atmosférico durante os últimos duzentos mil anos. Observando os últimos mil anos, os níveis atmosféricos de CO2 aumentaram consideravelmente (Figura 2). O nível atual (2000 d.C.) de CO2, aproximadamente 369 ppm (partes por milhão), está maior do que em qualquer outro momento dos últimos mil anos. É importante salientar que esta taxa de aumento, nunca antes vista, tem acelerado tão rapidamente que o ecossistema pode não conseguir se adaptar.
Este aumento de CO2 corresponde ao uso de combustível fóssil, desmatamento, e da mudança no maneo do solo, como é possível ser visto nas Grandes Planícies – EUA, e também ao redor do mundo. O fator que melhor explica o aumento dos níveis de CO2 na atmosfera é o uso de combustível fóssil. Na taxa de utilização de 5 Gt de carbono por ano (1 Gt refere-se a um gigaton, que é igual a 2.2 trilhões de libras), as reservas totais de combustível fóssil provavelmente se esgotarão nos próximos 300 ou 400 anos.
Administrando o Carbono
O que pode ser feito para desacelerar ou reverter o aumento de CO2? Analisando os meios, como o CO2 é produzido, e os depósitos de onde o CO2 é removido, uma solução obvia é reduzir o consumo das fontes por meio da diminuição do uso de combustível fóssil. Isto iria limitar a entrada de CO2 na atmosfera. Eventualmente, fontes mais limpas e eficientes de energia serão necessárias, porém, a atual situação da economia do combustível fóssil limita a adoção e o desenvolvimento de fontes de energia alternativa. Neste contexto, enquanto são desenvolvidas novas tecnologias de energia alternativa, deve-se aumentar o uso de depósitos de CO2 para ajudar a estabilizar os níveis do gás na atmosfera
O balanço das reservas de carbono no mundo (Figura 1) ilustra que o estoque de carbono que está no fundo dos oceanos está em seu ápice e que mudanças nestas concentrações podem levar milhões de anos. Além disso, nossa habilidade de manusear os poços de carbono é limitada. Um modo de ajudar a estabilizar o CO2 na atmosfera seria através da adoção de práticas que aumentassem os níveis de carbono no solo em todo o mundo.
Quanto carbono pode ser armazenado em uma área qualquer do Estado de Kansas? Esta é uma pergunta simples, porém não é algo que possa ter uma resposta simples. O potencial de armazenamento do terreno tem relação com o nível atual de carbono orgânico presente no solo, concentração de CO2 na atmosfera e práticas de manejo de solo.
Em muitas áreas do Estado do Kansas existem significantes perdas na camada superficial do solo devido à erosão e às freqüentes operações de lavragem têm reduzido os níveis de carbono para menos que a metade de seu valor natural. Com uma administração apropriada, o carbono orgânico da maioria dos terrenos pode ser aumentado. Perdas de carbono do solo durante a primeira metade do século XX foram parcialmente recuperadas na segunda metade através de práticas de conservação melhoradas e sistemas de produção intensificados (Figura 3). Práticas de fertilização apropriadas e a melhora nos nas cultivares e híbridos também têm tido um papel importante na recuperação dos níveis de carbono orgânico.
Maiores produções e maior intensidade de cultivos aumentam a quantidade de massa biológica que volta ao solo, promovendo a maior entrada de matéria orgânica que pode se tornar carbono orgânico. O lado direito da Figura 3 mostra projeções futuras para os níveis de carbono orgânico tendo como base as práticas de produção de 1990.
Em solos com plantio direto e rotação de culturas podem aumentar o carbono no solo a uma taxa de 0.1% por ano. Atualmente, no Estado do Kansas, 10% dos 21 milhões de acres de terra cultivável utilizam plantio direto e devem seqüestrar um adicional de 21,000 toneladas de carbono por ano.
Mundialmente, o uso potencial de solo como um depósito de carbono existe, porém, isto permanece sendo uma solução a curto-prazo. Após certo período de tempo, entre 30 e 50 anos, um novo nível de equilíbrio de carbono orgânico será atingindo, então ganhos adicionais no suprimento de carbono serão difíceis de serem alcançados. A solução para estabilizar os níveis de CO2 na atmosfera em longo prazo envolve a redução de nossa dependência de combustível fóssil para a produção de energia.
Dúvidas sobre seqüestro de carbono
1. O que seqüestro de carbono significa?
Essencialmente, seqüestro de carbono é o processo de transformar o carbono do ar (dióxido de carbono ou CO2) em acumulações de carbono no solo. O dióxido de carbono é absorvido pelas plantas através do processo de fotossíntese, e transformado em material vegetal vivo. Quando as plantas morrem, suas folhas, caules e raízes que têm suas bases de carbono se deterioram no solo e se transformam em substância orgânica. Este é o processo básico de seqüestro de carbono.
2. Como o seqüestro de carbono pode ajudar a reduzir os problemas de aquecimento global?
O dióxido de carbono e outros gases na atmosfera agem como uma armadilha, prendendo o calor que é refletido da superfície da terra. Este aumento gradual de calor pode levar ao aquecimento global. Por meio do seqüestro de carbono, os níveis de dióxido de carbono presente na atmosfera diminuem enquanto os níveis de carbono orgânico do solo aumentam. Se o carbono orgânico não for utilizado ele pode permanecer no solo por muitos anos como substância orgânica estável. Este carbono é então seqüestrado, ou removido para uma fonte onde pode ser reciclado para a atmosfera. Este processo reduz os níveis de CO2 na atmosfera, reduzindo as chances de aquecimento global.
3. Que impacto o seqüestro de carbono pode ter sobre os gases que produzem o efeito estufa?
Tem sido estimado que 20% ou mais das emissões de CO2 podem ser reduzidas através do seqüestro de carbono via agricultura.
4. O que os produtores rurais podem fazer para aumentar o seqüestro de carbono?
Existem diversas práticas que podem aumentar o seqüestro de carbono, incluindo:
a. Produção sem revolvimento do solo (plantio direto) ou diminuição do uso da lavragem;
b. Aumento na intensidade da rotação de culturas eliminando o pousio;
c. Manter uma área de transição entre áreas protegidas e a lavoura;
d. Medidas de conservação para reduzir a erosão do solo;
e. Fazer plantio de culturas que produzam mais resíduos, como milho, sorgo e trigo;
f. Usar cobertura permanente no solo.
5. Os produtores agrícolas serão pagos pelo seqüestro de carbono?
É possível que um sistema privado para negociação de um crédito para o carbono seja criado, o que poderia pagar aos produtores entre $1,00 e $2,00 por acre. Algumas empresas de utilidade pública já começaram a comprar ou financiar em alguns casos um crédito para o carbono, mas isso ainda não é uma prática muito difundida. É também possível que o governo ofereça certos incentivos para os produtores que seqüestrem carbono. Mas mesmo que não haja pagamentos pelo seqüestro do carbono, a implementação das práticas é vantajosa para os produtores, pois há aumento na matéria orgânica do solo devido:
a. Melhora da estrutura e qualidade do solo
b. Melhora da produtividade do solo por meio do aumento de substância orgânica
c. Redução da erosão por meio da melhora da estrutura do solo
d. Melhora da qualidade da água através da redução de erosão
6. O que é material orgânica? De onde ela vem e para onde ela vai?
Material orgânica compõe-se de substância vegetal e animal decomposta. Ela ajuda a ligar as partículas minerais do solo em grupos, chamados ”agregados de solo”, grandes níveis de material orgânico fazem com que os ”agregados de solo” fiquem mais estáveis, com melhor capacidade de infiltração e aeragem, melhor capacidade de retenção de água, mais resistência à erosão causada pelo vento, potencial de compactação reduzido e melhor fertilidade do solo. O material orgânico ajuda a manter os nutrientes em seus devidos lugares, de modo que eles não sejam perdidos por meio de lixiviação. Se essa matéria orgânica não for perturbada, ela pode eventualmente se transformar em húmus de longa duração, uma forma muito estável de substância orgânica. Porém, se o solo for lavrado, o material orgânico oxida e o carbono é perdido pela transformação em CO2 na atmosfera. Se o solo se desgastar, o material orgânico é removido com o fluxo de água (lixiviação).
7. O que afeta o nível de material orgânico?
Níveis naturais de material orgânico de qualquer local são determinados, em sua maior parte, pela latitude de sua localização no planeta e pela precipitação atmosférica anual. O nível de material orgânico nativo normalmente aumenta ao se mover para o norte ou para o sul da linha do equador. Nas Grandes Planícies, nos Estados Unidos, os níveis de material orgânico aumentam do oeste para leste seguindo o gradiente da precipitação atmosférica. O gerenciamento efetuado pelo homem pode alterar o nível de material orgânico no solo. Em geral, com o aumento na intensidade de produção, o material orgânico do solo também aumenta. Com o aumento da freqüência de lavragens, o material orgânico do solo tende a diminuir. Para os produtores do Estado de Kansas (EUA) a eliminação do pousio e o uso do plantio direto foi a forma de ampliar o potencial de aumento do nível de matéria orgânica no solo.
8. O que o a Universidade do Estado de Kansas (K-State) está fazendo para promover o seqüestro de carbono?
Os cientistas da Universidade do Estado de Kansas estão trabalhando para desenvolver as melhores práticas de manejo que irão promover o seqüestro de carbono. Pesquisas estão sendo feitas para testar os efeitos da lavragem, as rotações de cultivo, práticas de conservação de solo e diversas práticas de manejo de pastagem em níveis diferentes de carbono no solo.
9. O que é CASMGS?
É um grupo formado por cientistas de dez universidades e de laboratórios do governo norte-americano que recentemente constituiram o Consortium for Agricultural Soils Mitigation of Greenhouse Gases (consórcio para a diminuição por meio da agricultura dos gases que produzem o efeito estufa) – CASMGS, pronunciado ”Kaz-ums”. Com recursos federais, este grupo providenciará a ciência e a tecnologia necessárias para ajudar os EUA a compreender este benefício.
O CASMGS reúne os maiores pesquisadores das áreas de carbono orgânico, emissão de gases que provocam o efeito estufa, práticas de conservação, análise computacional e análise econômica. CASMGS está também trabalhando com cientistas internacionais nos esforços pela diminuição de carbono no mundo.
*Tradução de textos publicado no Boletim da Kansas State University com autorização de Charles Rice.
Revista Plantio Direto, edição nº 84, novembro/dezembro de 2004, Aldeia Norte Editora, Passo Fundo - RS.