Cultivar safras de energia sustentável sem aumentar as emissões de gases de efeito estufa, pode ser possível em dias chuvosos sazonais, paisagens ambientalmente sensíveis, de acordo com pesquisadores que realizaram um estudo em terras do Programa de Reserva de Conservação (CRP).

Debasish Saha, pós-doutorado em ciências das plantas, Penn State College of Agricultural Sciences e colegas, mediu a quantidade de óxido nitroso, um potente gás de efeito estufa, emanando de parcelas de switchgrass de produção de biocombustíveis - uma grama perene nativa - e miscanthus - uma espécie de grama não nativa - crescendo em uma área experimental no centro-leste da Pensilvânia e comparada com as emissões adjacentes, acres de CRP não perturbados. O experimento ocorreu em um local de monitoramento de longo prazo gerenciado pelo Serviço de Pesquisa Agrícola do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos.

O óxido nitroso é produzido por microrganismos quando os solos com excesso de nitrogênio de fertilizantes e outras fontes coincidem com um ambiente de solo quase saturado após uma tempestade ou evento de degelo. É principalmente emitido por atividades agrícolas e contribui com cerca de 6 por cento da influência total do aquecimento do planeta.

Um aumento das emissões de óxido nitroso de terras CRP plantadas com safras energéticas minaria a lógica de usar terras CRP para a produção de safras energéticas. A fase de transição - quando as culturas energéticas são estabelecidas - é um dos períodos mais sensíveis porque as plantas são pequenas e estão apenas estabelecendo seu sistema radicular.

Os pesquisadores mediram as emissões de óxido nitroso no fundo de uma bacia hidrográfica que é um exemplo realista de terras CRP em uma paisagem sazonalmente úmida. Um trato CRP existente foi parcialmente convertido em switchgrass e miscanthus e os pesquisadores mediram as emissões de óxido nitroso de maio a setembro de 2013 com dispositivos de amostragem de gás.

A frequência de amostragem variou de semanal a quinzenal, e aumentou após eventos de fertilização e precipitação. Os pesquisadores também monitoraram continuamente o conteúdo de água do solo para entender a dinâmica da água no solo na paisagem, um gatilho crítico para as emissões de óxido nitroso. Eles instalaram sensores de umidade do solo em três profundidades de solo em cada um dos 48 pontos de monitoramento e conectaram cada um a registradores de dados por meio de uma rede de cabos enterrados.

Saha e colegas publicaram suas descobertas hoje (10 de março) em Biologia de Mudança Global:Bioenergia , sugerindo que CRP e outras marginais, terras à beira de riachos reservadas para conservação são boas candidatas para a produção de biomassa. Eles descobriram que, embora as emissões de óxido nitroso tenham subido acima da linha de base fornecida pelas terras CRP, o aumento só aconteceu em uma pequena parte da paisagem.

"As emissões de óxido nitroso foram maiores apenas nas encostas mais próximas do riacho que estão úmidas e retêm a umidade do subsolo por um longo período de tempo após uma tempestade ou evento de degelo, "disse Saha." Então, As culturas energéticas são um problema ou uma solução a este respeito? Claramente, uma grande parte da paisagem plantada com switchgrass e miscanthus não emitiu mais óxido nitroso do que o resto da terra CRP, e espera-se que, uma vez estabelecido, grandes emissões do declive podem ser suprimidas. "

As culturas energéticas podem ajudar a reduzir a pegada de carbono da economia dos EUA com uma fonte doméstica de um combustível renovável. Expansão das safras de energia, Contudo, requer o deslocamento de outros usos da terra existentes. Os vários milhões de acres de terras CRP nos Estados Unidos, que foram reservados para conservação, parecem ser particularmente adequados para esta expansão.

O governo federal paga aos produtores para não cultivarem nas terras do CRP.

O cultivo de safras de biomassa em terras CRP pode ser bom para o meio ambiente, notável membro da equipe de pesquisa Armen Kemanian, professor associado de sistemas de produção e modelagem, Estado de Penn. "No nordeste dos EUA, essas terras do CRP tendem a estar em áreas sazonalmente úmidas ou íngremes da paisagem que são ambientalmente sensíveis. Quando combinado com alta disponibilidade de nitrogênio mineral de fertilizantes de terras agrícolas adjacentes e outras fontes, as condições úmidas alimentam as emissões de óxido nitroso.

"Culturas de gramíneas nesses locais de paisagem podem fornecer benefícios adicionais de qualidade da água. Devido ao alto potencial de produção de biomassa, essas safras podem consumir nutrientes que, de outra forma, iriam para o riacho e acabariam na Baía de Chesapeake. Assim, quando essas culturas energéticas perenes são adicionadas a paisagens fortemente agrícolas, os resultados podem ser ganha-ganha - energia com baixo teor de carbono e água mais limpa. "