A pesquisa recém-publicada da Michigan State University detalha como o switchgrass, uma cultura de biocombustível, pode mitigar os efeitos das mudanças climáticas quando cultivado em terras marginais – terras agrícolas de pouco valor. Para os agricultores, também pode fornecer retornos econômicos nesses espaços improdutivos.
A pesquisa foi publicada em Environmental Research Letters .

A equipe foi liderada por Bruno Basso, professor da Fundação MSU nos departamentos de Ciências da Terra e Ambientais, e Ciências Vegetais, do Solo e Microbianas, bem como do W.K. Estação Biológica Kellogg. Seungdo Kim, professor associado de pesquisa da Faculdade de Engenharia da MSU, e Rafael Martinez-Feria, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Basso, também estiveram envolvidos.

A energia renovável é um tema de discussão significativa em todo o mundo. Cientistas do clima alertam para resultados catastróficos se os combustíveis fósseis continuarem sendo a principal fonte de energia no futuro. Além disso, países como os EUA estão enfrentando os dilemas éticos e financeiros de depender de petróleo estrangeiro.

Os biocombustíveis lignocelulósicos, que são feitos a partir de biomassa vegetal, são uma das únicas fontes de energia renováveis ​​atuais com potencial como alternativa de combustível para veículos. Mas os problemas de combustível fóssil não são facilmente resolvidos simplesmente plantando mais culturas de biocombustíveis, como switchgrass.

“Crescer o suficiente para usar biocombustíveis para o setor de transporte em grande escala exigiria mudanças maciças no uso da terra”, disse Basso. "Este é um problema com muitas camadas. Há preocupações com a segurança alimentar se a terra anteriormente usada para cultivos alimentares for transferida para cultivos de biocombustíveis. Também há preocupações com a emissão de gases de efeito estufa se a terra não usada atualmente para agricultura, como habitat de vida selvagem, for ultrapassada por sistemas de produção agrícola”.

O desafio é ampliado quando os agricultores consideram o que fazer com terras marginais e menos produtivas. Com o aumento dos custos de insumos, geralmente há pouca ou nenhuma vantagem em plantar nessas áreas. Se os produtores decidirem plantar, os problemas ambientais são abundantes, pois esses campos geralmente são deficientes em nitrogênio e podem exigir o uso pesado de fertilizantes.

“Para fazer com que os agricultores mudem seu comportamento, a mudança deve fazer sentido para eles economicamente em primeiro lugar”, disse Basso. “Nosso objetivo era examinar se as terras marginais poderiam ser lucrativas e ambientalmente conscientes, algo que seria uma vitória para todos os envolvidos”.

Para este projeto, Basso e sua equipe usaram um conjunto multimodelo de sistemas de simulação de culturas que levam em consideração dados de solo, clima e manejo. Estes incluíram três modelos de estudos anteriores e o programa System Approach to Land Use Sustainability (SALUS) da Basso, que simula a produção agrícola diária ao longo de muitos anos usando diferentes estratégias de gestão.

O conjunto multimodelo é projetado para melhor compreender e quantificar as incertezas provenientes da entrada do modelo e dos parâmetros exclusivos de cada modelo. Basso disse que este é o primeiro estudo a usar um conjunto de modelos vinculado à inteligência artificial para switchgrass usado para produção de bioenergia.

A equipe de Basso descobriu que baixas quantidades de fertilizante de nitrogênio proporcionavam aumentos de longo prazo no rendimento que superavam as emissões de gases de efeito estufa, uma descoberta que contraria outros estudos. Os pesquisadores acreditam que o benefício pode ser muito maior em terras limitadas pela deficiência de nitrogênio, que é o caso de várias áreas de Michigan. Basso observou que o uso dessa estratégia não é tão eficaz em áreas com solo rico em carbono orgânico ou com baixa precipitação e estações de crescimento curtas.

“Isso mostra que algumas terras marginais sem nitrogênio têm valor potencial para a produção de biocombustíveis, o que é de interesse para os agricultores que buscam aumentar a lucratividade e a importância ambiental, reduzindo a pegada de carbono da operação”, disse Basso. "É importante que, ao tentar resolver um problema, não criemos outro, de modo que os níveis de fertilizante nitrogenado adicionados são cruciais para manter o resultado global positivo do clima."