Transformar os resíduos da colheita e o papel descartado em um material chamado biochar pode ajudar a capturar o carbono da atmosfera e armazená-lo no solo, ao mesmo tempo que ajuda a enriquecer as terras agrícolas.

A agricultura tem sido historicamente uma indústria circular em que as plantações usam nutrientes do solo para crescer, que são então substituídos por meio de composto ou esterco. Mas a globalização e a industrialização da cadeia de abastecimento alimentar interromperam este ciclo, impulsionando práticas agrícolas que têm ajudado a degradar um terço das terras do planeta.

Os cientistas estão agora procurando maneiras de lidar com esse problema com uma abordagem que não apenas restaure os nutrientes do solo, mas também ajude a compensar as emissões de gases de efeito estufa produzidos pela agricultura.

"Terras agrícolas podem funcionar como sumidouros de carbono, "disse o Dr. Jan Mumme, engenheiro agrônomo da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido. "Isso provavelmente não funcionaria com a pecuária intensiva, mas a produção agrícola sustentável e os sistemas agrícolas integrados (um equilíbrio entre as colheitas e a pecuária) poderiam fazer isso - e o biochar é uma forma de ajudar. "

Biochar é uma substância formada de biomassa, como madeira e resíduos agrícolas, lodo de esgoto e resíduos de papel - que são aquecidos a 400-800 ° C sob condições limitadas de oxigênio para fazer um produto semelhante ao carvão. Isso pode ser adicionado ao solo, onde não apenas armazena carbono, mas também interage com micróbios nos solos para melhorar sua capacidade de capturar nutrientes adicionais e carbono do solo.

Até agora, Contudo, o biochar recebeu resultados mistos quando testado quanto aos seus efeitos nos solos e na produtividade das colheitas.

Resíduos de papel

"Existem muitos trabalhos de pesquisa em que os autores investigam os efeitos do biocarvão na produtividade das culturas e há uma grande variedade de resultados positivos, mas também dezenas de estudos que mostraram um resultado negativo, "disse a Dra. Mamãe, que coordenou um projeto de pesquisa chamado CarboPlex, que desenvolveu um produto biochar que pode ajudar as fazendas a capturar mais carbono em seu solo.

A pesquisa da equipe CarboPlex descobriu que o biochar pode ter melhores efeitos nos solos quando foi usado em outro processo primeiro. Eles desenvolveram um material chamado CreChar, que é feito de resíduos de papel e combina carbono e nutrientes minerais que podem ser usados ​​como aditivos na produção de biogás.

No final do processo de biogás existe um subproduto denominado digerir que, de acordo com CarboPlex, aumenta o valor do CreChar ao absorver mais nutrientes. Este digerido pode então ser usado como fertilizante orgânico em vez de fertilizantes minerais feitos de combustíveis fósseis.

"Com um potencial anual de 900 no Reino Unido, 000 toneladas deste biofertilizador, Eu acho que isso poderia economizar 60, 000 toneladas de emissão de dióxido de carbono apenas com a substituição dos fertilizantes de nitrogênio mineral, "disse a Dra. Mamãe.

O que mais, Dra. Mamãe diz que outros 619, 000 toneladas de emissões de CO2 poderiam ser evitadas apenas no Reino Unido a cada ano, reutilizando 180, 000 toneladas de resíduos de papel para criar CreChar. Isso não apenas evitaria a incineração de resíduos de papel, também encorajaria o uso de biogás em vez de combustíveis fósseis e aumentaria a capacidade do solo de armazenar carbono.

Estrume animal

"Agricultura como deve ser, ou como foi ao longo de milhares de anos, é o melhor exemplo da economia circular, "disse a Dra. Mamãe. Uma grande proporção da cadeia de abastecimento de alimentos na Europa, Contudo, agora começa em países ou regiões que se especializam na produção em massa de commodities individuais para exportação. No Brasil e nos EUA, por exemplo, os agricultores de soja cultivam a ração para os criadores de gado na Europa.

“É altamente improvável que embarque cargas de esterco (serão enviadas) de volta ao Brasil ou aos Estados Unidos para que os fazendeiros de lá produzam sua soja e outras safras com fertilizantes artificiais feitos de combustíveis fósseis, "disse a Dra. Mamãe. Enquanto isso, em muitos países europeus, a lama do estrume animal pode poluir as águas subterrâneas locais.

É esse tipo de prática que está esgotando o potencial de captura de carbono dos solos, porque os resíduos orgânicos nunca são devolvidos ao solo de onde foram retirados. Sem esse material orgânico, os ecossistemas microbianos subterrâneos são incapazes de quebrá-lo e armazenar o carbono que ele contém no solo.

Mas se a indústria agrícola pudesse usar o biochar para ajudar a enriquecer os solos para esses micróbios, poderia reduzir o impacto ambiental do setor, que atualmente é responsável por um quinto das emissões totais do mundo.

“Temos muitos lugares no mundo onde o carbono do solo está se esgotando, agravado pela mudança climática, "disse a Dra. Mamãe." Não há solução de ouro, mas existem algumas soluções que são mais viáveis. "

Levará alguns anos até que produtos como CreChar estejam amplamente disponíveis em escalas industriais, mas, enquanto isso, os agricultores já podem começar a melhorar seu potencial de captura de carbono. Isso requer melhores práticas agrícolas, como não arar, usando safras rotativas, compostagem e pastoreio manejado de gado em pastagens, de acordo com o Dr. Ashish Malik, um ecologista microbiano da Universidade da Califórnia, Irvine nos EUA.

“Algumas dessas práticas já estão sendo implantadas, mas simplesmente não há trabalho suficiente sobre a fisiologia microbiana, " ele disse.

Os microrganismos do solo agem como guardiões do solo - eles controlam os níveis de nutrientes de que as plantas precisam para crescer decompondo o material biológico morto. Este processo ajuda a manter os solos resilientes, produtivo e aumenta a quantidade de carbono que podem capturar. Ter um melhor entendimento de como eles fazem isso pode ajudar a encorajar uma maior adoção de práticas agrícolas que apóiem ​​a atividade microbiana e sua capacidade de capturar carbono.

Dr. Malik foi o coordenador do Terra-Micro-Carbo, um projeto de pesquisa recentemente concluído que examinou micróbios do solo em diferentes fazendas, variando de prática agrícola de baixa a alta intensidade.

O projeto constatou que em fazendas menos intensivas que tinham níveis quase neutros de pH no solo, houve aumento do crescimento microbiano e mais carbono armazenado. A história era muito mais complicada em solos ácidos, onde o crescimento microbiano era uma restrição maior nas taxas de decomposição.

Comunidades

Os pesquisadores também analisaram as comunidades de micróbios do solo em 56 fazendas diferentes e agruparam suas características em três áreas principais - eficiência de crescimento, aquisição de recursos e tolerância ao estresse. Essas três características são combinadas dentro de uma comunidade microbiana para regular os solos com eficiência e maximizar a captura de carbono.

“Não é importante apenas do ponto de vista da agricultura, mas também as perspectivas gerais de modelagem, "disse o Dr. Malik.

Terra-Micro-Carbo tem como objetivo compartilhar suas descobertas para uso em modelos climáticos para ajudar a calcular o potencial de armazenamento de carbono das fazendas.

Em última análise, esse trabalho pode ajudar a direcionar os agricultores e formuladores de políticas para decisões que promovam uma agricultura mais ecológica e, assim, reduzam o impacto que a indústria tem no meio ambiente global.