A agricultura envolve um difícil equilíbrio entre a produção de alimentos e o impacto ambiental. Por exemplo, os fertilizantes podem ajudar a obter bons rendimentos das colheitas, mas o uso excessivo deles produz emissões de gases de efeito estufa e poluição.
Alguns desses impactos também ameaçam a produção agrícola futura. As emissões de gases de efeito estufa, por exemplo, contribuem para as mudanças climáticas e aumentam a probabilidade de eventos climáticos extremos.

Para sustentar a agricultura, então, é necessário minimizar o uso de insumos como fertilizantes e apoiar o crescimento das culturas de outras maneiras. Uma abordagem é aumentar o funcionamento ecológico dentro das fazendas. Isso significa melhorar as relações entre os diferentes organismos da fazenda, incluindo culturas, gado, micróbios e plantas e animais selvagens. Usar essas relações para apoiar o rendimento das culturas é chamado de "intensificação ecológica".

Pesquisas anteriores mostraram que a intensificação ecológica pode ser eficaz. Mas os estudos foram feitos apenas em curtos períodos de tempo de apenas alguns anos, enquanto os efeitos das práticas agrícolas geralmente levam mais tempo para se tornarem claros. A variação do clima entre os anos pode obscurecer os efeitos no curto prazo, e alguns processos ecológicos levam vários anos para se estabilizarem.

Em um estudo recente, meus colegas e eu exploramos se estudos de longo prazo também apoiam a intensificação ecológica. Para responder a isso, buscamos 30 experimentos de longo prazo em toda a Europa e África. Usamos esses experimentos para verificar se a intensificação ecológica poderia reduzir a necessidade de dois insumos:fertilizante nitrogenado e lavoura.

Descobrimos que a intensificação ecológica pode substituir parcialmente os fertilizantes para apoiar o rendimento das culturas, porque tanto a intensificação ecológica quanto os fertilizantes aumentam os nutrientes do solo. Assim, os agricultores podem usar a intensificação ecológica para reduzir o uso de fertilizantes, mantendo os mesmos rendimentos. Os agricultores que já usavam pouco ou nenhum fertilizante poderiam aumentar seus rendimentos.

A intensificação ecológica também poderia aumentar os rendimentos se os agricultores estivessem arando ou usando o plantio direto. Isso ocorreu porque a lavoura e as práticas ecológicas que testamos tinham funções diferentes e contribuíam para o rendimento das culturas de maneiras diferentes.

No geral, a intensificação ecológica pode ajudar a equilibrar a produção de alimentos e os impactos ambientais, reduzindo o alto uso de fertilizantes sem reduzir os rendimentos. E pode complementar os baixos insumos para aumentar os rendimentos em comunidades pobres e remotas, onde os insumos são caros ou de difícil acesso.

O que medimos

Selecionamos experimentos que estavam em execução há 10 anos ou mais. Abrimos uma exceção para incluir dois experimentos de nove anos para aumentar a representação das práticas agrícolas dos pequenos produtores em nosso conjunto de dados.

Os 30 experimentos em nosso estudo testaram diferentes práticas em diversos climas, tipos de solo e sistemas agrícolas. Procuramos tendências comuns entre os experimentos. Em particular, queríamos saber como as práticas ecológicas e o uso de insumos interagiam. Era melhor combinar várias práticas e insumos ecológicos ou eram mais eficazes quando usados ​​de forma independente?

Dentro de nosso conjunto de dados, havia três classes de práticas ecológicas e dois tipos de insumos testados com frequência suficiente para incluir em nossa análise.

As práticas ecológicas foram:

• diversificação de culturas:rotação de culturas ou plantio de diferentes culturas próximas umas das outras
• incluindo culturas de fertilidade, como forragem ou cobertura do solo, em vez de culturas alimentares básicas
• manejo de matéria orgânica, como o uso de composto ou esterco para fertilizar as plantações e reter os resíduos da plantação no campo para reciclar os nutrientes.

A intensificação ecológica implica substituir ou aumentar os insumos. Assim, comparamos os efeitos sobre o rendimento das culturas do aumento das três práticas ecológicas com os efeitos da diminuição de dois insumos:fertilizante de nitrogênio sintético e intensidade de cultivo. O fertilizante fornece o nitrogênio que as culturas precisam para crescer, mas também pode causar poluição. A lavoura intensiva (ou aragem) remove as ervas daninhas, mas pode aumentar a erosão do solo.

O que encontramos

Nossos resultados mostraram que as práticas ecológicas geralmente aumentam os rendimentos quando adicionadas a um sistema de cultivo. No entanto, os benefícios da diversificação de culturas, culturas de fertilidade e adição de matéria orgânica eram tipicamente altos quando o uso de fertilizantes sintéticos de nitrogênio era baixo. Muitas vezes não havia benefício quando o uso de fertilizantes nitrogenados era alto.

Isso nos mostrou que você pode usar uma prática ecológica ou um fertilizante de nitrogênio para aumentar os rendimentos. Mas se você usar os dois juntos, o efeito é o mesmo que usar qualquer um deles.

Deduzimos que isso ocorre porque as práticas e o fertilizante têm a mesma função principal:todos fornecem nitrogênio à cultura. A diversificação de culturas e culturas de fertilidade geralmente envolvem a adição de leguminosas ao sistema. Plantas como feijão, ervilha e trevo fixam o nitrogênio atmosférico e o adicionam ao solo. O estrume e os compostos libertam azoto do material vegetal em decomposição ou dos resíduos do gado.

Às vezes, observamos pequenos benefícios extras de usar uma prática ecológica ao lado de alto nitrogênio. Por exemplo, a adição de esterco e composto ainda aumentava os rendimentos quando o nitrogênio era alto. Outras pesquisas mostraram que essas adições de matéria orgânica ajudam a melhorar a estrutura do solo e a atividade microbiana. Eles também podem contribuir para a retenção de água no solo e a ciclagem de outros nutrientes.

Usar duas práticas ecológicas juntas foi geralmente benéfico, porque cada uma fornece funções diferentes.

Da mesma forma, o uso de práticas ecológicas em conjunto com insumos pode aumentar os rendimentos quando suas funções não se sobrepõem. Isso pode ser alcançado, por exemplo, usando fertilizantes em pequenas quantidades para complementar os nutrientes fornecidos pelas práticas ecológicas.

Também descobrimos que a diversificação com culturas não leguminosas sob alto nitrogênio teve um benefício de rendimento. Provavelmente devido à interrupção dos ciclos de plantas daninhas, pragas e doenças.

Em nosso estudo, o preparo do solo não interagiu fortemente com as práticas ecológicas, sugerindo que cada uma tinha funções diferentes. Isso significa que os agricultores podem adaptar suas práticas de cultivo ao ambiente independentemente de suas decisões sobre o uso de diversificação, culturas de fertilidade e matéria orgânica.

O efeito líquido

A intensificação ecológica pode ser uma maneira de distribuir fertilizantes de forma mais equitativa para melhorar a segurança alimentar global, minimizando os impactos ambientais. Atualmente, as taxas médias de fertilizantes na África são uma pequena fração daquelas na Europa. Os pequenos produtores, em particular, usam muito menos do que sua parte justa. Muito fertilizante causa impactos ambientais, mas pouco fertilizante dificulta a produção de alimentos suficientes.

Outros estudos sugeriram que, se o uso de fertilizantes for reduzido onde atualmente é alto (como grandes fazendas comerciais em países desenvolvidos), então o uso de fertilizantes poderia ser aumentado onde atualmente é muito baixo (pequenos agricultores em países em desenvolvimento), sem sobrecarregar os ecossistemas globais com poluição por nitrogênio.

Nosso estudo mostra como a intensificação ecológica pode ajudar a alcançar isso. + Explorar mais

Estudo de longo prazo sugere que práticas favoráveis ​​ao clima podem aumentar o rendimento das colheitas e melhorar os ecossistemas agrícolas

Este artigo é republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.