Autores: Dra. Mara Grohs, Dr. Cimélio Bayer, Dr. Leandro Souza da Silva, Dr. Sandro José
Giacomini.

GASES DE EFEITO ESTUFA

O efeito estufa é um fenômeno natural, responsável pelo aquecimento da superfície daTerra, garantindo a manutenção de temperatura favorável aos organismos vivos. Esse fenômeno ocorre porque parte da radiação infravermelha, emitida pela superfície terrestre, é absorvida por determinados gases presentes na atmosfera, denominados de gases de efeito estufa (GEE) (IPCC, 2015).

Dentre os GEE, dióxido de carbono, metano e óxido nitroso são os mais relevantes, devido à sua capacidade de reter radiação ao longo do tempo e à sua permanência na atmosfera (IPCC, 2014). Além disso, suas concentrações são diretamente influênciadas pela atividade
humana, como: queima de combustíveis fósseis, desmatamento, queimadas e a própria atividade agropecuária. O aumento das concentrações dos GEE na atmosfera pode promover um efeito estufa adicional, fenômeno conhecido por aquecimento global, importante influenciador das mudanças climáticas, acarretando em sérias consequências ao ambiente e às atividades produtivas.

Dentre as atividades geradoras de GEE, estimase que a agricultura e a pecuária contribuam, mundialmente, com aproximadamente 22% das emissões totais de dióxido de carbono, 55% das emissões de metano e 80% das emissões de óxido nitroso. Desse total, a lavoura de arroz representa 30% das emissões de metano e 11% das emissões de óxido nitroso (IPCC, 2007).

No cultivo de arroz irrigado, a produção e a emissão de metano ocorrem, predominantemente, durante a safra, quando o solo está coberto por lâmina de água, com ausência de oxigênio livre no solo. Já o óxido nitroso, embora possa ser produzido logo após o alagamento do solo, possui emissão potencialmente maior no período de entresafra, devido aos ciclos de umedecimento e secagem do solo que estimulam a ocorrência dos processos de nitrificação e desnitrificação, responsáveis por sua produção. É importante frisar que a planta de arroz não produz metano, ele é produzido no solo e transportado para a atmosfera, principalmente pelos aerênquimas (Figura 1).

Apenas uma pequena porção desse gás difunde-se na lâmina de água e vai para a atmosfera via formação de bolhas (Moterle, 2011).

Fatores que favorecem a emissão de GEE

Nos últimos anos, várias instituições gaúchas têm voltado esforços para a determinação e quantificação dos fatores ligados às emissões dos GEE em lavouras de arroz irrigado (Figura 2). Os principais resultados serão descritos a seguir.

Estádio de desenvolvimento, tipo de planta e ciclo das cultivares As maiores taxas de emissão de metano, durante o cultivo de arroz irrigado, são verificadas na fase reprodutiva, no florescimento pleno da planta (Figura 3). Nessa fase ocorre aumento na liberação de compostos orgânicos pelas raízes, que são substrato para as bactérias metanogênicas, além do pleno desenvolvimento dos aerênquimas e das demais estruturas morfológicas que contribuem para a difusão do metano à atmosfera.

Outro fator que afeta a magnitude das taxas de emissão de metano é a cultivar de arroz utilizada. Menores emissões geralmente ocorrem em plantas de porte baixo, de ciclo curto e com alta produtividade de grãos. Esse comportamento pode estar associado à menor disponibilidade de carbono no florescimento (menor liberação de compostos orgânicos pelas raízes), à menor quantidade de biomassa da parte aérea (afeta a difusão do metano à atmosfera) e ao menor tempo de alagamento do solo para cultivo do arroz (reduz o período de tempo que o solo permanece sem oxigênio).

Na Tabela 1, observa-se que a diferença entre cultivares pode chegar a aproximadamente 70%.

Manejo da água

A irrigação com alagamento contínuo é um fator preponderante nas emissões de metano, uma vez que a metanogênese está diretamente associada à condição de alagamento contínuo do solo. Estudos indicam reduções significativas nas emissões de metano em lavouras de arroz com sistema de irrigação intermitente, que consiste na supressão da irrigação em um ou mais momentos do ciclo da cultura (BAYER et al., 2013). Essa redução na emissão de metano é mais expressiva que o aumento na emissão de óxido nitroso, sendo evidente que uma lavoura de arroz manejada com irrigação intermitente reduz o potencial de contribuição para o aquecimento global.

Plantas de cobertura e rotação de culturas

Plantas de cobertura aportam resíduos orgânicos ao solo, sendo um fator de grande relevância na emissão de GEE no cultivo de arroz irrigado (Figura 4). Por serem fontes de carbono para os microrganismos, a palha de arroz, os adubos verdes e os compostos orgânicos promovem a produção e emissão de metano.

A intensidade do efeito varia em função da quantidade, da qualidade e da época de aplicação ou incorporação desses resíduos. De forma geral, maiores emissões de metano estão associadas à incorporação de resíduos frescos próximo à semeadura, como acontece no sistema de cultivo convencional. Já as menores emissões ocorrem com a aplicação de materiais compostados ou estabilizados. Para o óxido nitroso,a adição de resíduos orgânicos ao solo, normalmente, resulta em menores emissões, devido à imobilização microbiana do nitrogênio, principalmente quando se trata de biomassa de gramíneas

A rotação de culturas é uma opção para reduzir as emissões de GEE durante o cultivo de arroz, pois contribui para o aumento da produtividade de grãos. Cultivos de sequeiro em rotação com arroz irrigado promovem a aeração do solo, interferindo nas dinâmicas de carbono e nitrogênio e, consequentemente, nas emissões de GEE. Assim, há redução no período em que o solo permanece em condições anaeróbicas, reduzindo a produção e a emissão de metano.

No entanto, a rotação com cultivos de sequeiro pode incrementar as emissões de óxido nitroso, por favorecer a alternância nos processos de nitrificação e desnitrificação. Apesar disso, o balanço da adoção da rotação de culturas normalmente é positivo, em razão da redução nas emissões de metano, que é o GEE que mais contribui (>90%) para o potencial de aquecimento global em ambientes alagados.

Manejo do Solo

O tipo de preparo do solo afeta as emissões de GEE da lavoura de arroz. As lavrações e gradagens antecedendo a semeadura, na primavera (sistema de preparo convencional), aumentam as emissões de metano em relação ao cultivo mínimo (preparo antecipado no verão ou outono-inverno) ou ao plantio direto (sem revolvimento do solo em nenhum momento) (Figura 5).

As diferenças estão associadas à incorporação da biomassa vegetal no solo e ao fato de que a decomposição desse material ocorre em camadas mais reduzidas do solo, comparativamente ao que ocorre no plantio direto, onde o resíduo vegetal permanece na superfície do solo e durante o a l a g ame n to é d e composto, também, por microrganismos aeróbicos que utilizam o oxigênio presente na água.

No sistema de preparo convencional (primavera), a palhada produzida durante o período de outono/inverno é incorporada ao solo com pequena antecedência à semeadura do arroz, aumentando a produção de metano pela inundação do solo. Por outro lado, no cultivo mínimo, com a antecipação do preparo, a incorporação da palha do arroz remanescente ocorre no outono, possibilitando decomposição sob condições aeróbicas, liberando dióxido de carbono e diminuindo o potencial de emissão de metano.

Ou seja, os sistemas de preparo antecipado e plantio direto, utilizados na cultura do arroz, reduzem as emissões de metano. Em relação ao óxido nitroso, os resultados de pesquisas quanto ao efeito do preparo do solo sobre as emissões em solos cultivados com arroz irrigado ainda não são conclusivos. Existem estudos indicando que as emissões de óxido nitroso são semelhante em preparo convencional e plantio direto, enquanto outros mostram que as emissões são um pouco maiores no plantio direto que no preparo convencional.

Contribuição da Lavoura arrozeira para mitigação dos riscos do GEE

No Estado do Rio grande do Sul (RS), a lavoura de arroz irrigado é responsável por 18% (de um total de 48%) das emissões de metano (EMBRAPA, 2006). No entanto, o cultivo de arroz é uma das poucas fontes emissoras de GEE que, através de práticas de manejo adequadas, tem seu padrão de emissão diminuído.

Além das práticas empregadas na lavoura, a emissão dos GEE tem relação inversa com a produtividade de grãos da cultura, isto é, quanto maior a produtividade de uma lavoura, menor a emissão de GEE por quilograma de arroz produzido.

Nos últimos 30 anos, a lavoura de arroz irrigado do RS teve um aumento médio de 40% na produtividade e, consequente redução de 48% no padrão de emissão dos GEE. Essas importantes modificações na lavoura são resultado de pesquisa em melhoramento genético, associado às boas práticas de manejo (BAYER et al., 2013).

Uma das práticas de manejo que mais contribui para o aumento da produtividade é a semeadura em época recomendada, que está ligada diretamente ao tipo de preparo do solo. Aproximadamente 70% dos produtores gaúchos adotam o preparo de solo antecipado (cultivo mínimo), que emite até 33% menos metano, quando comparado ao sistema de preparo convencional (Figura 6). Práticas preconizadas para o aumento da produtividade de grãos de arroz também são benéficas do ponto de vista ambiental, por reduzirem a emissão de metano.

Outra prática de manejo que vem contribuindo para a diminuição do potencial de aquecimento da lavoura de arroz é a rotação de culturas com soja e milho. Considerando os dados da Figura 7, algumas relações interessantes podem ser feitas: um produtor gaúcho de arroz irrigado que faça o sistema “pingpong”, isto é, um ano arroz e um ano soja, dentro de um sistema de produção, reduzirá em 28% o potencial de aquecimento global de sua lavoura ao final de duas safras -1 (3.950kg/ha de CO equivalente no sistema “pingpong” 2 -1 comparado a 5.500kg/ha de CO equivalente na média 2 de duas safras de arroz).

Atualmente, mais de 300 mil hectares de terras baixas estão em rotação com soja, contribuindo para uma redução significativa na emissão de GEE (Figura 8). Além disso, cabe salientar que um hectare de arroz irrigado produzido emite -1 5.500kg/ha de CO equivalente e alimenta 120 pessoas 2 por ano. Esse valor é baixo quando comparado à emissão de 9.000kg de CO equivalente por habitante 2 no Brasil (SEEG, 2019).

Oportunidades para o setor produtivo

A venda de créditos de carbono é uma das oportunidades para os setores produtivos que adotam práticas de baixa emissão de GEE. Entretanto, a comercialização de créditos de carbono no setor agropecuário ainda é uma alternativa difícil de ser implementada. Além dessa, existem outras opções. Entre elas a participação da lavoura arrozeira no Programa Agricultura de Baixo Carbono (ABC) do Ministério da Agricultura, que possui um Plano de Financiamento para os produtores rurais, a juros baixos, contemplando tanto custeio como capital. Outra opção é a criação de uma certicação “low carb” ou de um selo de origem para o arroz gaúcho produzido com menor emissão de GEE. Uma produção sustentável permitiria agregar valor adicional ao produto comercializado, além de facilitar o acesso a mercados de difícil inserção, como o mercado europeu.

Apesar do potencial de emissão dos GEE da lavoura de arroz irrigado, a cultura possui reconhecida importância econômica e social na produção de alimentos em todos os países produtores. A associação entre cultivares de arroz mais produtivas e técnicas de manejo que preconizem o preparo de solo antecipado (cultivo mínimo) ou plantio direto, o uso de irrigação intermitente e a rotação com culturas de sequeiro, coloca o arroz gaúcho em um patamar diferenciado de sustentabilidade em relação à agricultura brasileira e mundial.

É fundamental que todos os elos da cadeia produtiva do arroz e as políticas públicas direcionem esforços para a divulgação desses fatos, valorizando economicamente esse alimento que tanto contribui para o desenvolvimento sustentável do estado do RS

Referências



BAYER, C et al. Strategies to Mitigate Methane Emissions in Lowland Rice Fields in South Brazil. BetterCrops, v. 97, n.1, 2013. Disponível em: http://www.ipni.net/publication/bettercrops.nsf/0/3756C2C64BF0FEAF85257B18005D1267/$FILE/27.pdf

EMBRAPA. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Emissões de Metano do cultivo de Arroz. 2006. 61 p.

IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, 2007.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE – IPCC. Mitigation of climate change, Working Group III Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. EDENHOFER, O.; PICHSMADRUGA, R.; SOKONA, Y.; FARAHANI, E.; KADNER, S.; SEYBOTH, K.; ADLER, A.; BAUM, I.; BRUNNER, S.; EICKEMEIER, P.; KRIEMANN, B.; SAVOLAINEN, J.; SCHLÖMER, S.; VON STECHOW, C.; ZWICKEL, T.; MINX, J.C.

(Eds.) Cambridge: University Press, 2014. 1435 p.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE – IPCC. Climate change 2014: mitigation of climate change. v. 3. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. 167 p. GROHS, M. Manejo pós-colheita e plantas de cobertura: inuência sobre a ciclagem de nutrientes, emissão de gases do efeito estufa e a produtividade do arroz. 2018. 91 f. Tese (Doutorado em Agronomia) – Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria, 2018.

MOTERLE, D. F. Euxo de metano em solo sob manejos de irrigação e cultivares de arroz irrigado. 2011. 146 f. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2011.

ROSALINO, P.K. Manejo do solo na entressafra do arroz e sua inuência na emissão de gases de efeito estufa e na produtividade da cultura da soja. 2014. 67 f. Dissertação de mestrado (Mestrado em Ciência do Solo). Universidade Federal de Santa Maria. Santa Maria, 2014.

SEEG. Sistema de Estimativas de Emissões de Gases de Efeito Estufa. Disponível em: http://plataforma.seeg.eco.br/total_emission#. Acessado em 11 dez 2019. SILVA, L.S; MOTERLE, D.F; OLIVEIRA, J.M.S. Chapter 5: The impact of different rice cultivars on soil methane emissions. P. 85-98 In: OELBERMANN, M. Sustainable agroecosystems in climate change mitigation. (Online only). 2014.

Fonte: Irga

Texto originalmente publicado em:
Circular Técnica Irga
Autor: Circular Técnica Irga

1 COMMENT

  1. RE: Efeito estufa: um fenômeno natural

    Ascendino Santos Souza*

    O efeito estufa é um fenômeno natural que ocorre por causa da concentração de gases na atmosfera, os quais formam uma camada que permite a passagem dos raios solares e a absorção de calor pela superfície do planeta.

    Esse processo é responsável por manter o planeta em uma temperatura adequada, garantido o calor necessário. Sem ele, absolutamente nosso planeta seria muito frio e a sobrevivência dos seres vivos seria prejudicada.

    Quando os raios solares atingem a superfície terrestre, devido a camada de gases de efeito estufa, em torno de 50% deles ficam retidos na atmosfera terrestre. A outra parte, atinge a superfície da Terra, aquecendo-a e irradiando calor. Os gases de efeito estufa pode ser comparados a isolantes, pois absorvem parte da energia irradiada pelo planeta.

    O que acontece é que nas últimas décadas a liberação de gases de efeito estufa, em virtude de atividades humanas, aumentou consideravelmente. Com o acúmulo de gases, mais quantidade de calor está sendo retida na atmosfera, resultando no aumento de temperatura. Essa situação dá origem ao famoso aquecimento global.

    * Ascendino Santos Souza, é geógrafo, pesquisador e professor.

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