Quer saber como ter um planeta mais limpo? Pergunte às raízes das plantas

Não existe uma definição simples da “maneira correta de cultivar”, porque qualquer resposta teria que refletir as limitações de cada região de cultivo no mundo (tipo de solo, clima, infraestrutura…) e os recursos e mercados disponíveis para os agricultores. Para tornar as coisas ainda mais complicadas, existem muitas combinações possíveis de práticas agrícolas específicas a serem consideradas, incluindo diferentes sistemas de lavoura, rotação de culturas, cultivo de cobertura ou cultivo duplo, integração lavoura-pecuária,, pousio, tráfego controlado de rodas, estratégia de fertilização e muito mais. Para qualquer combinação de práticas, avaliar se constitui uma “boa maneira de cultivar” ainda requer a consideração das cinco questões a seguir:

1. Funciona para os agricultores de forma prática e econômica?

2. Faz uso responsável de recursos limitados como terra, água, energia e outros?

3. Minimiza o impacto ambiental?

4. Otimiza a saúde do solo de forma a aumentar a resiliência frente às mudanças climáticas?

5. Pode ajudar a mitigar as mudanças climáticas através do potencial especial da agricultura de sequestrar carbono no solo?

Existem “resultados” mensuráveis ​​que podem ajudar a responder a maioria dessas perguntas. Isso inclui coisas como rendimento de culturas, uso de energia e água, fertilizantes e proteção de culturas, insumos, monitoramento ambiental e outros dados “acima do solo”. Mas as duas últimas questões sobre o solo são mais difíceis de abordar porque é muito difícil caracterizar completamente o que está acontecendo no subsolo. Para muitas plantas, pode facilmente haver 1,5 vezes mais “matéria seca” abaixo do solo do que acima.

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As raízes e todos os seus organismos associados formam um sistema complexo que muda ao longo do tempo e em três dimensões com considerável variabilidade. Idealmente, podemos olhar para a agricultura como fonte dos cultivos dos quais precisamos e, simultaneamente, sequestrar carbono no solo para ajudar a mitigar as mudanças climáticas, mas para otimizar esses dois objetivos é importante saber o que está acontecendo no solo, mesmo em profundidade considerável..

Indiscutivelmente, a melhor maneira de obter uma visão geral do que está acontecendo no subsolo é “perguntar às raízes”. Há um agrônomo chamado Michael Petersen que passou grande parte de sua carreira fazendo exatamente isso. Michael obteve seu diploma em Ciência do Solo pela Universidade de Nebraska, em 1972, e foi trabalhar para o Serviço de Conservação do Solo (que mais tarde se tornou o Serviço de Conservação de Recursos Naturais ou NRCS). Após 34 anos nessa função, passou mais de uma década em uma função de pesquisa na fabricante de equipamentos agrícolas Ortman. Ele também trabalhou como consultor – que continua até hoje em sua casa, no Colorado.

Durante cinco anos, Petersen usou uma retroescavadeira para escavar 1.760 “covas de raiz” em campos agrícolas para observar perfis de enraizamento de 3,6 a 4,5 metros. Qualquer biólogo de plantas reconheceria que as raízes são extremamente importantes, mas poucos pesquisadores fazem esse tipo de trabalho. Assim, as observações de Petersen são uma “janela” valiosa para o mundo vegetal oculto, mas extremamente importante, abaixo do solo. Grande parte de seu trabalho tem sido com milho no Centro-Oeste dos EUA, mas Petersen também olhou para muitas outras culturas em muitas geografias, incluindo o Noroeste do Pacífico, África do Sul e Europa. Atualmente, ele está trabalhando em um livro para resumir seus muitos anos de pesquisa e espera que isso incentive os jovens a se envolverem nesse tipo de pesquisa. Confira alguns dos destaques de sua experiência:

Profundidade de enraizamento

As raízes das culturas em linha podem crescer bastante se não houver barreiras como um arado no solo. A soja penetra cerca de 1,2 metros, trigo 1,5 a 1,8 metros, milho a 2,4 metros, girassol a 2,7 e alfafa a 4,5 ou até 9,1 metros. A atividade das minhocas pode se estender até 1,8 ou até 2,4 metros e isso é importante para o sequestro de carbono, uma vez que transportam material vegetal da superfície para essas profundidades. As micorrizas são fungos benéficos associados às raízes e podem ser ativos até 60 centímetros e a glomalina que produzem é um importante contribuinte para o sequestro de carbono.

Existem várias iniciativas que oferecem pagar aos produtores para cultivar de maneiras que podem sequestrar carbono no solo (por exemplo, plantio direto, culturas de cobertura e outros), mas por razões práticas, o carbono do solo é normalmente medido apenas nos primeiros 10 a 15 centímetros e há foco em métodos agrícolas que deixam uma grande quantidade de resíduos da colheita no topo do solo. Existem também abordagens de sensoriamento remoto que podem verificar certas práticas agrícolas e, em seguida, usar a modelagem para estimar o carbono do solo. Embora essas abordagens de medição sejam práticas em escala, elas não capturam o que está acontecendo nas profundezas que podem refletir as formas mais estáveis ​​e de longo prazo de sequestro de carbono, bem como as perspectivas de saúde do solo e tolerância à seca.

Ramificações reprodutivas

Tradicionalmente, os pesquisadores de plantas sabem que certos híbridos ou variedades são mais adequados para diferentes solos ou métodos de manejo, mas não utilizaram algo como as covas de Petersen para avaliar como isso se relaciona com os padrões de enraizamento. Isso está começando a mudar e agora também existem linhas de milho desenvolvidas especificamente para enraizamento profundo e há interesse em desenvolver mais. O volume típico de enraizamento por planta de milho é de cerca de 60,6 centímetros cúbicos, mas as melhores cultivares e práticas podem levar a volumes de enraizamento na faixa de 1,3 metro cúbico por planta. O potencial de armazenamento de carbono profundo dessas linhas precisa ser totalmente documentado.

Comportamento de enraizamento de milho

As plantas de milho não compartilham zonas de enraizamento – elas param de crescer uma em direção à outra quando sentem um vizinho. Cada planta tem um tipo distinto de estrutura de raiz em forma de caixa, com uma dimensão limitada a alguns centímetros pela densidade de plantio na linha, largura determinada pelo espaçamento entre linhas, e profundidade um pouco dependente da temperatura nas regiões do norte com solo até 1,5 metro, ou então pode ser que nunca fique quente o suficiente para permitir que as raízes cresçam muito mais. Isso tem ramificações para a densidade ideal de plantio.

Sistemas de plantio direto

O plantio direto é muitas vezes considerado uma espécie de “padrão ouro” para o manejo do solo e dos resíduos, mas Petersen observou frequentemente que o solo superficial pode se tornar cada vez mais denso em um sistema de plantio direto. Pode haver uma falta dos poros maiores com capacidade para acomodar as raízes do milho, uma vez que geralmente estão na faixa de 5 mm de diâmetro.

O desenvolvimento inicial das raízes tende a ser melhor em um sistema de plantio direto que fornece às plantas jovens uma zona cultivada de 25,4 centímetros de largura e 30,4 centímetros de profundidade na linha de plantio. Petersen encontrou na ordem de 35% maior densidade geral de raízes em um sistema de plantio direto. Os solos de lavra também têm poros maiores que favorecem a atividade das minhocas, bem como a penetração mais profunda da chuva ou da água de irrigação. Se, de fato, houver um depósito de carbono equivalente ou maior associado ao crescimento além da zona de plantio direto, pode ser mais fácil vender aos produtores a mudança para o plantio direto em vez do plantio direto completo.

Culturas de cobertura

Em regiões com chuvas adequadas, as culturas de cobertura são altamente desejáveis ​​porque continuam a alimentar o bioma do solo durante a maior parte do ano, e algumas são particularmente enraizadas. As culturas de cobertura são conhecidas por serem uma excelente parte de um programa de saúde do solo, mas a economia só é positiva a médio e longo prazo. Mais uma vez, é possível que sua contribuição total para o sequestro de carbono seja subestimada pela amostragem superficial.

Zonas de compactação

Uma estratégia agrícola bastante comum tem sido usar direção automática e GPS para garantir que apenas uma pequena parte do campo seja comprimida pelos pneus de um equipamento. Se o fertilizante for aplicado apenas na parte não compactada do campo, as emissões do potente gás de efeito estufa óxido nitroso são bastante reduzidas.

No entanto, o que Petersen observou é que essas “faixas de rodas controladas” ou “trilhos se tornam problemáticas para o crescimento geral das raízes e o rendimento ao longo do tempo, e que pode ser melhor trocá-las a cada 5 anos ou mais. Mais pesquisas são necessárias sobre como isso influencia o carbono armazenado. Outras alternativas incluem pneus muito largos que permitem que o equipamento “flutue” sobre o campo, ou possivelmente equipamentos autônomos muito pequenos que estão sendo desenvolvidos como alternativa.

Um bom exemplo

Quando perguntado que tipo de elementos gerais do sistema pareciam particularmente bons do ponto de vista do desenvolvimento radicular, Petersen citou a lavoura e uma rotação de 4 anos (por exemplo, milho, soja, grãos pequenos e um ano de cobertura mista). Ele adicionaria alguma aplicação de esterco, se disponível, porque introduz bactérias que são benéficas para o microbioma do solo e ajudam na digestão da matéria orgânica e na liberação subsequente de nutrientes. Esse tipo de sistema pode trazer a matéria orgânica do solo até a faixa de 6% e mantê-la lá com excelente crescimento radicular em todo o perfil do solo. Isso certamente não é um sistema de tamanho único, mas é viável em muitas geografias.

Considerações finais

Raízes saudáveis ​​e os microbiomas que eles alimentam estão entre os principais contribuintes para o carbono que pode ser sequestrado em solos cultivados. Eles também são a base para uma maior tolerância à seca e eliminação de nutrientes. Obviamente cavar grandes covas de raízes não pode ser o sistema usado para validar os créditos de carbono, mas parece lógico usar esse método na fase experimental quando os métodos agrícolas e a genética estão sendo comparados.

* Steven Savage, colunista da Forbes EUA, é biólogo pela Universidade de Stanford e doutor pela Universidade da Califórnia, em Davis.