p Os agricultores têm preocupações suficientes - entre mau tempo, aumento de custos, e mudanças nas demandas do mercado - sem precisar se preocupar com a pegada de carbono de suas operações. Mas agora um novo conjunto de projetos de cientistas do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), incluindo cientistas do Joint BioEnergy Institute (JBEI), poderia tornar a agricultura mais sustentável e mais lucrativa. p Os três projetos, financiado pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE), alavancar os pontos fortes do Berkeley Lab em inteligência artificial, sensores, e biologia ecológica. Eles objetivam quantificar e reduzir a intensidade de carbono da agricultura, incluindo o cultivo de matérias-primas para biocombustíveis, como milho, soja, e sorgo, enquanto também aumenta o rendimento.

p Os biocombustíveis à base de safras têm potencial para fornecer até cerca de 5% da demanda de energia dos EUA, de acordo com o DOE. Dois dos novos projetos fazem parte do programa SMARTFARM da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada-Energia do DOE (ARPA-E). Essa iniciativa visa tornar o carbono negativo da cadeia de abastecimento de biocombustíveis - o que significa que remove ou sequestra mais carbono do que emite - o que melhoraria muito os benefícios dos biocombustíveis para a economia e o meio ambiente em geral. Os cientistas também esperam que o aumento da produtividade tenha o efeito de reduzir os custos e aumentar a renda dos agricultores.

p "Como podemos fazer esta Terra funcionar para 7 bilhões de pessoas?" disse Michael Schuppenhauer, que está liderando um dos projetos para um parceiro da indústria, Arva Intelligence, uma startup com sede em Park City, Utah. "Se pudermos desenvolver um caminho para que os agricultores tenham melhores resultados financeiros e ajudem o meio ambiente, é onde todos ganham. "

p Coletando grandes quantidades de dados

p No primeiro projeto, pesquisadores liderados por Blake Simmons, diretor da Divisão de Engenharia Biológica e de Sistemas (BSE) do Berkeley Lab, trabalhando com o líder do projeto, Arva Intelligence, irá monitorar cinco fazendas comerciais na Califórnia e Arkansas que cultivam milho e safras de palha. As fazendas serão equipadas com sensores de última geração para avaliação de fertilizantes, agua, uso de energia, e rendimento da colheita, enquanto as torres de monitoramento registradas na rede AmeriFlux do DOE medem as emissões de dióxido de carbono, óxido nitroso, e metano em resolução de subsegundo.

p Os impactos ambientais e de emissões da produção de biocombustíveis - um dos maiores consumidores de safras de grãos nos EUA - são bem compreendidos, mas as emissões e oportunidades para melhorias no nível de campo permanecem obscuras. A equipe do Arva / Berkeley Lab é uma das quatro selecionadas pela ARPA-E para estabelecer locais de validação para soluções "verdadeiras" para monitoramento de emissões, com uma variedade de espécies de culturas incluídas nas equipes.

p A equipe do Berkeley Lab está considerando a digestão anaeróbia dos resíduos da colheita, quais são as partes das plantas deixadas no campo após a colheita da safra alimentar, ao biogás como uma via viável para os agricultores. "Os resíduos das colheitas são, na verdade, o maior reservatório de biomassa sustentável prontamente disponível que você pode converter com eficiência em biocombustíveis e bioprodutos, "Simmons disse." Podemos usar isso como matéria-prima. Então, você está produzindo alimentos, combustível e fibras do mesmo campo e maximizando a eficiência de conversão de carbono por acre. Essa é a razão pela qual, em última análise, acreditamos que esta via tem um equilíbrio ecológico e de carbono muito melhor do que outras vias. "

p Como parte do projeto, Cientistas do Berkeley Lab realizarão sensores atmosféricos de gases de efeito estufa, análises genômicas para caracterizar o microbioma do solo, e análise do ciclo de vida para determinar a relação entre a entrada e a saída de carbono. Os experimentos de campo irão gerar grandes quantidades de dados. Arva usará os dados para construir modelos matemáticos e melhorar algoritmos de agricultura de precisão para ajudar as fazendas a se tornarem neutras em carbono ou mesmo negativas em carbono.

p "Os produtos finais não estão olhando apenas para as emissões de gases de efeito estufa, "disse Schuppenhauer, o líder do projeto para Arva, que também é um cientista afiliado à BSE. "Os produtos finais serão coisas como:De quanto fertilizante realmente precisamos? Se pudermos reduzir a quantidade de fertilizante usado pela metade ou um quarto, que tem implicações no uso de combustível fóssil, como é usado na produção de fertilizantes. "