Novo método poderia reduzir significativamente as emissões agrícolas de gases de efeito estufa

A biocinética do N₂ Redução de O, para CB-01 versus outras cepas. Crédito:Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07464-3

Uma nova investigação da Universidade Norueguesa de Ciências da Vida (NMBU) e do Instituto Internacional de Análise de Sistemas Aplicados (IIASA) propõe a utilização de bactérias do solo para reduzir as emissões de gases com efeito de estufa provenientes da produção de alimentos. A pesquisa é publicada na revista Nature .

A fertilização com nitrogênio leva a emissões do gás de efeito estufa óxido nitroso (N₂ O) provenientes de solos agrícolas, responsáveis por uma parcela significativa do total de emissões de gases de efeito estufa provenientes da agricultura. Há muito se supõe que esses N₂ As emissões de O são inevitáveis.

No entanto, uma equipa internacional de investigadores liderada pela NMBU descobriu um método para reduzir estas emissões. Eles identificaram bactérias que podem “consumir” o óxido nitroso à medida que ele se forma no solo, evitando que o gás escape para a atmosfera. Os investigadores acreditam que este método por si só tem potencial para reduzir em um terço as emissões agrícolas de óxido nitroso na Europa.

O N₂ Ó problema

As plantas precisam de muito nitrogênio para crescer. Uma agricultura produtiva, portanto, requer um fornecimento abundante de fertilizantes azotados. Este foi um gargalo na agricultura até que Fritz Haber foi pioneiro na tecnologia para a produção industrial de fertilizantes nitrogenados a partir do nitrogênio atmosférico. Esta tecnologia tem contribuído para que a produção mundial de alimentos acompanhe o crescimento populacional há 120 anos.

No entanto, existem microrganismos no solo que produzem o gás de efeito estufa N₂ O, e a fertilização estimula essa produção.

“Este gás de efeito estufa tem um efeito cerca de 300 vezes mais forte que o CO₂ , e a agricultura é responsável por cerca de três quartos do N₂ da Europa O emissões", explica Wilfried Winiwarter, um dos coautores do estudo e pesquisador sênior do Grupo de Pesquisa em Gestão da Poluição do Programa IIASA de Energia, Clima e Meio Ambiente.

“Além disso, globalmente, a agricultura é a principal fonte de óxido nitroso na atmosfera. As emissões de óxido nitroso são reguladas principalmente pelas bactérias do solo, tornando os esforços de redução um desafio devido à sua natureza elusiva”, acrescenta.

As bactérias podem fazer o trabalho

Os pesquisadores da NMBU conduzem pesquisas básicas há mais de 20 anos sobre como os microrganismos do solo convertem o nitrogênio. Eles estudaram, entre outras coisas, exaustivamente o que acontece quando os micróbios não têm acesso a oxigênio suficiente, uma condição chamada hipóxia.

Quando ocorre a fertilização (e durante as chuvas), algumas partes do solo ficam hipóxicas. Como os micróbios não têm acesso ao oxigênio, eles são forçados a encontrar outras formas de obter energia. Muitos micróbios podem usar nitrato em vez de oxigênio e, por meio de um processo chamado desnitrificação, convertem o nitrato em outros gases. Um deles é o óxido nitroso e, dessa forma, os microrganismos contribuem para as emissões de gases de efeito estufa.

Os pesquisadores fizeram descobertas significativas em relação à regulação desse processo e desenvolveram uma forma única de estudar a desnitrificação. Eles utilizam, entre outras coisas, soluções robóticas tanto no laboratório como no campo, e desenvolveram um robô especial que pode fazer medições em tempo real das emissões de óxido nitroso do solo.

A solução para reduzir N₂ O emissões é usar um tipo especial de bactéria que não tem a capacidade de produzir óxido nitroso, mas pode reduzir o óxido nitroso a um gás nitrogênio inofensivo (N₂ ).

“Se cultivarmos esses micróbios em resíduos orgânicos usados como fertilizantes, poderemos reduzir o N₂ Ó emissões. Isso poderia significar uma solução para o problema de N₂ Ó emissões da agricultura", diz Lars Bakken, principal autor do estudo e professor da NMBU.

“Mas não foi fácil encontrar a bactéria certa. Ela deve ser capaz de crescer rapidamente em resíduos orgânicos, funcionar bem no solo e viver o suficiente para reduzir o N₂ Emissões de O durante toda uma estação de cultivo. Também foi um desafio passar dos testes em laboratório para a experimentação na natureza e garantir que realmente reduzisse o N₂ Ó emissões no campo”, acrescenta Bakken.

A equipa de investigação está agora a trabalhar para encontrar mais bactérias que consomem óxido nitroso e para testá-las em diferentes tipos de resíduos orgânicos utilizados como fertilizantes em todo o mundo. O objetivo é encontrar uma ampla gama de bactérias que possam funcionar em diferentes tipos de solo e com diversas misturas de fertilizantes.

Mais informações: Elisabeth G. Hiis et al, Desbloqueando o potencial bacteriano para reduzir o N₂ das terras agrícolas Ó emissões, Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07464-3
Informações do diário: Natureza

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