ISSN 0798 1015

Vol. 38 (Nº 08) Año 2017. Pág. 23

Potencial de estoque e sequestro de carbono orgânico no solo sob pastagens no Brasil

Potential stock and organic carbon sequestration in the soil under pasture in Brazil

Giovanna I. Bom de MEDEIROS 1; Thiago José FLORINDO 2; Clandio Favarini RUVIARO 3

Recibido: 03/09/16 • Aprobado: 26/09/2016

Conteúdo

1. Introdução

2. Revisão bibliográfica

3. Metodologia

4. Resultados e discussão

5. Considerações finais

Referências

1. Introdução

A mudança climática é o maior desafio ambiental que a humanidade tem de enfrentar e que está ameaçando o bem-estar das próximas gerações, ao mesmo tempo em que a fome ainda é um problema persistente, que afeta mais de 900 milhões de pessoas em todo o mundo (GERBER et al., 2013). Atualmente, 24% das emissões de gases do efeito estufa (GEE) provêm do setor econômico AFOLU (Agriculture, Forestry, and Other Land Use), o qual desempenha papel central para a segurança alimentar e o desenvolvimento sustentável (IPCC, 2014). Ademais, do total das emissões de GEE do ano de 2014, 14% foram originados apenas da agricultura (IPCC, 2014).

O Brasil possui papel de destaque no setor agropecuário, liderando a produção e exportação de vários produtos e, de acordo com as projeções, até 2030, um terço dos produtos comercializados no mundo será originário do país (BRASIL     , 2014). O aumento da demanda por alimentos e a evolução tecnológica incentivaram a expansão da fronteira agrícola, com atividades realizadas de maneira intensificada, independente e dissociada, entretanto, esse modelo de produção dominante no mundo tem mostrado sinais de saturação, em função da elevada necessidade por energia e recursos naturais que o caracteriza (BALBINO et al., 2011).

A preocupação quanto às consequências ambientais da produção agrícola gera a necessidade de novos conhecimentos sobre os impactos dessa atividade, para torná-los aceitáveis segundo os critérios de sustentabilidade (RUVIARO et al., 2012). Mesmo porque, os impactos negativos atribuídos à agricultura podem refletir negativamente para o próprio setor, devido a sua dependência das condições climáticas.  Por isso a necessidade de ações de mitigação, cujo objetivo é o de refrear as alterações no clima por meio da intervenção humana, seja para reduzir ou evitar as emissões de gases do efeito estufa (IPCC, 2014).

Dentre as principais estratégias para a redução, estão a diminuição da queima de combustíveis fósseis, a minimização de desmatamentos e queimadas, o manejo adequado do solo e a maximização do sequestro de carbono no solo (BALBINO et al., 2011). Carvalho et al. (2010) destacam que mudanças no manejo e uso do solo podem resultar tanto efeito negativo como positivo no que se refere à emissão de gases de efeito estufa para a atmosfera. Assim, o estudo do impacto da adoção de diferentes sistemas de manejo é essencial na definição de melhores estratégias de uso do solo (RANGEL e SILVA, 2007).

Segundo Gerber et al. (2013), particularmente as regiões subdesenvolvidas, que são populosas e dependem diretamente das pastagens, a implementação de práticas para conservar e expandir os estoques de carbono constitui benefícios de mitigação, adaptação e desenvolvimento. Contudo, a discussão sobre o sequestro de carbono em pastagens está aquém do contexto da agricultura, silvicultura e florestas.

Nesse sentido, o objetivo deste artigo é realizar um levantamento na literatura científica sobre os estudos que avaliaram a capacidade do solo em promover o estoque e o sequestro de carbono orgânico em pastagens no Brasil, sob diferentes condições geológicas, climáticas e de produção.

2. Revisão bibliográfica

O ciclo do carbono é constituído pela interação de cinco compartimentos principais que o armazenam: oceânico, geológico, pedológico (solo), biótico (biomassa vegetal e animal) e atmosférico (LAL, 2004a).  Dentre esses compartimentos, os oceanos abrigam as maiores reservas, mas no ecossistema terrestre, o acúmulo da substância ocorre predominantemente no solo, especialmente nas regiões de baixa temperatura e nas pradarias e campos das regiões temperadas (PEDRO, 2005).

Em ecossistemas não perturbados, a absorção de carbono por meio de fotossíntese excede as perdas de respiração e o balanço desse ciclo tende a ser positivo (GERBER et al., 2013). De modo semelhante, esses processos atuam sobre o balanço de carbono em pastagens, nos quais a biomassa, em sua maioria herbácea, representa um reservatório transitório em comparação a sistemas florestais, evidenciando o solo como o estoque de carbono dominante.

O reservatório pedológico é composto pela substância em sua forma inorgânica e orgânica, sendo esta última presente em maior proporção (LAL, 2004a). Contudo, a conversão do uso do solo de ecossistemas naturais em agrícolas afeta a concentração e armazenamento de carbono orgânico do solo, dependendo da intensidade e profundidade da lavoura, tipo de solo, clima, dentre outros fatores (ZINN et al., 2004).

O nível de carbono é essencial para melhorar a estrutura do solo e por consequência aumentar o rendimento das culturas, tornando-se necessário para um sistema agrícola sustentável (CERRI et al., 2004; LAL, 2004b).

Ao contrário do carbono fóssil, as reservas de carbono do solo não são permanentes, podendo, em curto ou longo prazo, serem alteradas por meio de emissões para a atmosfera (PEDRO, 2005). Perturbações, tais como incêndios, secas, doenças ou consumo excessivo de forragem por pastagem, podem gerar perdas substanciais de carbono do solo e da vegetação (GERBER et al., 2013).

Apesar de o compartimento atmosférico ser o que apresenta a menor quantidade de carbono armazenado, isso não diminui sua importância, considerando seus efeitos em um cenário de mudanças climáticas (LAL, 2004a). Desse modo, o solo, enquanto um importante compartimento de carbono exerce papel fundamental sobre a emissão de gases do efeito estufa e suas consequências (CARVALHO et al., 2010).

A emissão de CO2 do solo para a atmosfera ocorre principalmente pelos processos biológicos de decomposição de resíduos orgânicos e de respiração de organismos e sistema radicular das plantas (CARVALHO et al., 2010). Esse efeito tem como condicionantes a temperatura do solo e da atmosfera, assim como a umidade do solo (DUIKER e LAL, 2000).

A temperatura do solo é o fator determinante de taxa primária de processos microbianos, por isso, um aumento dessa variável corresponde a uma taxa de mineralização maior, gerando uma diminuição do estoque de carbono (LAL, 2004a). Por outro lado, esse processo encontra maior resistência em ambientes de temperatura inferiores (DALIAS et al., 2001). O declínio da reserva de carbono tem um efeito adverso sobre a estrutura do solo, podendo ocasionar o aumento da susceptibilidade à formação de crostas, compactação, escoamento superficial e erosão (LAL, 2004a).

Perturbações antrópicas podem agravar a emissão de gás carbônico pelo solo, como o desmatamento, queima de biomassa, aração, drenagem de zonas úmidas, agricultura extensiva ou itinerante (LAL, 2004a). Como exemplo, a mobilização do solo, quando realizada com frequência, gera um incremento da oxidação biológica do carbono orgânico em dióxido de carbono, resultando em um aumento da concentração desse gás na atmosfera (REICOSKY et al., 1999).

O uso e manejo inadequado do solo, além de contribuir para o efeito estufa, geram impactos negativos à sua sustentabilidade por conta da degradação da matéria orgânica, prejudicando seus atributos físicos e químicos, bem como sua biodiversidade (CARVALHO et al., 2010). Por outro lado, mudanças nas práticas de manejo, que visam à manutenção ou até mesmo o acúmulo de carbono no solo, podem atenuar os efeitos do aquecimento global (GERBER et al., 2013).

Em um solo sob vegetação natural, o estoque de carbono é determinado pelo balanço dinâmico entre a adição de material vegetal morto e a perda pela decomposição ou mineralização (SCHOLES et al., 1997), cujos processos já foram mencionados.

Já o sequestro de carbono é definido como a remoção de gás carbônico da atmosfera pelas plantas e o seu armazenamento como matéria orgânica do solo (LAL, 2004a). Essa fixação deve impedir que esse seja devolvido imediatamente, por meio de uma gestão criteriosa de práticas recomendadas; já que agricultura envolve a manipulação antropogênica de carbono através da captação, fixação, emissão e transferência entre as diferentes reservas (LAL, 2008b).

O sequestro de carbono pelo solo ocorre por meio de três principais processos, sendo eles, a humificação, agregação e sedimentação; ao passo que os processos responsáveis pelas emissões são a erosão, decomposição, volatilização e lixiviação (PEDRO, 2005). Dentre as ações que influenciam na retenção e captação de CO2, Gerber et al., 2013 cita práticas de gestão que propiciam conjuntamente o aumento da produtividade do sistema. Dentre elas estão: o manejo do pastejo; a semeadura de espécies mais adaptadas ao ambiente; a utilização de irrigação, fertilizantes e matéria orgânica, para melhorar os saldos de água e nitrogênio; restauração de áreas degradadas; e a integração de gramíneas em rotação de culturas, para reduzir a perturbação do solo.

De modo geral, a taxa de sequestro irá variar de acordo com a adoção de tecnologias, assim como dependerá da textura e estrutura do solo, precipitação, temperatura, sistema de produção, e manejo do solo (LAL, 2004b).

Vários autores procuraram identificar variações nas taxas de estoque e de sequestro de carbono em diferentes contextos no Brasil. A eficiência do sistema produtivo é ordenadamente superior em Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e plantio direto (PD), em relação ao convencional (AMADO et al., 2001; BAYER et al., 2004; CERRI et al., 2004; LOSS et. al., 2010; BALBINO et al., 2011; LOSS et. al., 2011).

Por conta do interesse em se conhecer o potencial de captura e armazenamento do carbono nos diferentes sistemas de uso do solo, tornou-se necessária a sua quantificação em distintas frações da matéria orgânica do solo (LOSS et al., 2010).

A mensuração é feita em base volumétrica para uma determinada profundidade do solo e geralmente é expressa em Mg C hectare-1, sendo que 1 megagrama equivale a 1 tonelada métrica (PEDRO, 2005).

Segundo a LAL (2004b), os métodos de análise estão bem estabelecidos e podem ser facilmente aplicados com alta precisão. No entanto, a variedade de fatores que influenciam na reserva de carbono resulta em uma heterogeneidade que torna difícil quantificar as variações nos estoques ao longo do tempo. Soma-se a isso, a lentidão das alterações nos estoques de matéria orgânica e os curtos períodos dos experimentos (BAYER et al., 2000).

Especialmente no Brasil, devido sua diversidade agrícola, estimativas precisas sobre mudanças no sequestro de carbono podem ser um importante recurso para um melhor ordenamento do território, assim como para a avaliação das emissões, sob a ótica econômica, política e ambiental (ZINN et al., 2004).

3. Metodologia

Essa pesquisa foi realizada por meio de uma revisão de literatura sobre artigos publicados que avaliassem o estoque de carbono orgânico total (COT) em pastagens, entre os anos de 2004 a 2014 no Brasil. Para tal, foram utilizados os mecanismos de busca da Web of Science e Periódicos Capes. Somente foram incluídos aqueles que continham dados que permitissem a análise.

Os artigos foram classificados em três grupos de acordo com o tipo do estudo realizado, sendo: Comparação de estoques de COT em diferentes sistemas de produção, comparação de estoques de COT entre pastagens e vegetação nativa e avaliação de estoques de COT em apenas um sistema de produção.

Posteriormente, os grupos foram analisados em tabelas separadas, ordenados a partir das publicações mais recentes, apresentando dados dos estudos realizados em relação ao bioma, Unidade Federativa, título, principais resultados, ano e autores.

4. Resultados e discussão

A pesquisa bibliográfica constatou uma grande diversidade quanto ao desenvolvimento e conclusões dos estudos avaliados, condicionada a grande variedade de fatores da agricultura brasileira que impactam nos sistemas de produção, como aspectos tecnológicos, climáticos e características biofísicas dos solos.   De acordo com o levantamento realizado, 46 artigos quantificaram o estoque de carbono total (COT) em pastagens entre os anos de 2004 a 2014, os quais foram classificados de acordo com seu objetivo (Figura 1).

As diferentes características das regiões brasileiras proporcionam uma grande diversidade entre os sistemas de produção, que permitem uma maior adequação a cada região, principalmente quanto à produtividade e custo de produção. Nesse contexto, 21 estudos fizeram comparações em diferentes sistemas produtivos praticados na mesma região, evidenciando os sistemas com maior potencial de agregação de COT no solo. Dentre esses sistemas, destacam-se os consórcios de ILP e ILPF.

Figura 1: Fluxograma referente à classificação dos artigos analisados.
Fonte: Elaboração própria com base nos resultados da pesquisa.

As Tabelas 1, 2 e 3 classificam os artigos de acordo com o objetivo do estudo, apresentam dados sobre a Unidade Federativa e bioma no qual foram realizados, título, tipo de pastagem avaliada, conclusão, ano de publicação e seus respectivos autores. Em sua maioria, os estudos realizados em apenas um sistema de produção, utilizaram outros métodos de análise paralelamente ao cálculo do COT, evidenciando características químicas, físicas e biológicas dos solos analisados.

Tabela 1: Comparação de estoques de COT em diferentes sistemas de produção

Fonte: Elaborado pelos autores.

Tabela 2: Comparação de estoques de COT entre pastagens e vegetação nativa

Tabela 3: Avaliação de estoques de COT em apenas um sistema de produção

Fonte: Elaborado pelos autores através dos artigos analisados.

Na maioria dos trabalhos, a pastagem é utilizada como padrão de referência sobre outros tipos de produção, os quais complementaram suas análises com outras abordagens, quantificando outros aspectos relacionados ao uso do solo. A maioria desses teve como foco o bioma Cerrado, o que pode ser explicado pelo grande incremento na produção de grãos nesse bioma na última década, os quais promoveram mudanças no padrão de uso do solo.

A mudança dos estoques de COT no solo resultantes da conversão de áreas de vegetação nativa para produção foram observadas em 16 estudos, contudo, apresentando grande diversidade entre os resultados. Assim, De Souza Neto et al. (2014) comparando o sequestro de COT em áreas de vegetação nativa (cerrado) e áreas de integração lavoura-pecuária, concluíram que o potencial de sequestro da área nativa é superior ao sistema integrado de produção. Diferentemente, Guareschi, Pereira e Perin (2012) concluíram que a integração lavoura-pecuária proporciona um potencial de retenção de COT no solo superior às áreas nativas de cerrado.

Essas variações nos resultados são explicadas por diferentes condições edafoclimáticas, mesmo estando inseridas no mesmo Bioma. Fatores como textura do solo, precipitação, manejo, influenciam diretamente no potencial de sequestro de carbono. De acordo com Carvalho et al. (2010), a magnitude da acumulação de C no solo depende de fatores como os tipos de culturas, a condições climáticas e da quantidade de tempo que a área está sob integração de lavoura-pecuária.

Em áreas de pastagens, Costa Junior et al. (2012) concluíram que o potencial de sequestro é semelhante ao de áreas nativas de Cerrado. No entanto, a altura de pastejo e o manejo podem proporcionar condições que maximizem o sequestro de carbono. Souza et al. (2009) concluíram que controlando a intensidade de pastejo, entre uma altura de 20 a 40 centímetros resultou em um aumento do potencial de sequestro de carbono no solo e nitrogênio, com aumento de matéria orgânica. Já Santos e Rosa (2012), destacam que as pastagens melhoradas apresentaram um potencial de sequestro de COT superior a pastagens degradadas e ao cerrado, podendo contribuir para o aumento da taxa de sequestro de carbono.

A Figura 2 mostra que o número de publicações sobre estudos que calcularam a quantidade de COT no solo em áreas de pastagens obtiveram um aumento proporcional a partir do ano de 2007, que pode ser explicado pelo momento em que os governos e opinião pública exigiram mais transparência sobre os impactos ambientais relacionados às atividades industriais, devido aos resultados de pesquisas realizadas pelo International Panel on Climate Change (IPCC) e United Nations Climate Change Conference (COP) (RUVIARO et al, 2012). Contudo, nota-se uma queda das publicações a partir de 2011, finalizando em apenas uma publicação em 2014.

Figura 2: Evolução das publicações avaliando o estoque de carbono orgânico no solo entre 2004 e 2014.
Fonte: Elaborado pelos autores através de dados da pesquisa.

Os biomas com maiores concentrações de estudos foram o Cerrado e a Mata atlântica, justificada pela abrangência geográfica e representatividade econômica de sua produção agrícola. Poucos estudos foram aplicados nos biomas Pantanal, Caatinga e Amazônia, que pode ser devido a sua localização geográfica, a existência de poucos institutos de pesquisa nessas regiões e a baixa representatividade econômica da pecuária na Caatinga.

Observou-se que a maioria dos estudos avalia as Unidades Federativas (UF) detentoras dos maiores rebanhos bovinos brasileiros, com exceção dos estados de Mato Grosso e Pará, que são de expressiva representatividade na pecuária nacional e alvo de apenas um estudo (Figura 3). O conhecimento da dinâmica do solo dessas regiões, uma vez que possui diferentes condições edafoclimáticas são extremamente necessários para a elaboração de estratégias que possibilitem maximizar o sequestro de COT no solo, reduzindo as emissões de gases de efeito estufa.

Figura 3: Artigos analisados divididos por Unidades Federativas e Biomas brasileiros.
Fonte: Elaboração própria com base nos resultados da pesquisa.

5. Considerações finais

Considerando a importância do ciclo do carbono para as mudanças climáticas, é necessária maior profundidade de estudos acerca da mensuração de impacto de atividades perturbadoras do solo, assim como das práticas que possibilitam estratégias de mitigação, pelo incremento do estoque e o sequestro de carbono.

No Brasil, a maior carência de estudos é na Região Norte, em especial os estados de Mato Grosso e Pará. Quanto aos elementos de pesquisa, reforça-se a relevância de pesquisas que analisem o sistema de ILPF, assim como a utilização de outros tipos de pastagens comumente utilizadas, tais como: panicum maximum, brachiaria brizantha cv xaraés, brachiaria humidícola.

Como contribuição da literatura científica analisada, destaca-se que a melhora do manejo em sistemas com pastagens, por meio de práticas como adubação, irrigação e rotação de culturas, ocasionaram aumento no potencial de estoque e sequestro de carbono, e em alguns casos, até mesmo com resultados melhores em comparação a vegetação nativa.

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1. Graduada em Administração (UFGD), Mestre em Agronegócios (UFGD), Doutoranda em Agronegócios (UFRGS). E-mail: gisabelle.medeiros@gmail.com

2. Graduado em Administração (UFGD), Mestre em Agronegócios (UFGD), Doutorando em Agronegócios (UFRGS). E-mail: tjflorindo@gmail.com

3. Doutor em Agronegócios (UFRGS), Professor do programa de Pós-graduação em Agronegócios, UFGD. E-mail: clandioruviaro@ufgd.edu