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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECNCAVO DA BAHIA CENTRO DE CINCIAS AGRRIAS AMBIENTAIS E BIOLGICAS CCA-034 : BIOLOGIA DO SOLO AULA No 02 TEMA:

CICLO DO CARBONO PROF. MARIA DE FTIMA DA SILVA PINTO PEIXOTO

MARO DE 2008

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Transformaes do Carbono no Ambiente 1. Aspectos gerais 2. Principais converses no ambiente 3. A matria orgnica e suas fraes 4. Cintica da Decomposio da matria orgnica 5. A relao C/N 6. Processo de Humificao 1. Aspectos gerais

O carbono um dos principais elementos para os seres vivos, pois, o

componente fundamental das molculas orgnicas. Os teores de carbono total

da biomassa variam de 50 a 55% com base na sua matria seca. Tomando-se

a bactria Escherichia coli como um referencial da composio de biomassa

microbiana, podemos observar que a sua composio elementar com base no

peso da sua matria seca mostra aproximadamente 50% carbono, 20%

oxignio, 14% nitrognio, 8% hidrognio, 3% fsforo, 1% enxofre e 2,75% de

outros elementos tais como potssio, clcio, magnsio, cloro, ferro e de

microelementos incluindo mangans, cobalto, cobre, zinco e molibdnio. A

figura abaixo representa graficamente esta composio.

A distribuio do carbono na superfcie terrestre (Biosfera) e em

profundidades de at 16 km (Quadro 8), reflete um delicado equilbrio entre os

Composio (%) da Biomassa Bacteriana

50%

20%15%

8% 3%

1%

2%

1%

7%

Carbono (C)

Oxigenio (O)

Nitrogenio (N)

Hidrogenio (H)

Fosforo (P)

Enxfre S

Potssio K

Ca,Cl, Mg,Fe,Micro

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diversos reservatrios considerados. Pode-se observar que a quantidade de

carbono no solo, em termos de matria orgnica, excede a quantidade

encontrada em todos os reservatrios superficiais combinados. Entretanto, este

reservatrio de carbono do solo pequeno quando comparado com o carbono

total contido nas formaes sedimentares. A tabela seguinte ilustra as

dimenses dos reservatrios de carbono na biosfera e em profundidades at

16 km:

Reservatrio de C [C] x 1011 ton % Total Biosfera (100)

Atmosfera 7,0 9.7 Biomassa 4,8 6.3 guas continentais 2,5 3.5 Marinho 5,0 a 8,0 11.0 Mat. Orgnica do solo 30 a 50 70,0

Profundidade ( ate 16 Km) (100) Detritos orgnicos (Mar.) 30 0,00037 Petrleo 100 0,00050

Marinho (abissal) 345 0,00170 Sedimentos 200.000 99,763

Assim, a maior parte do carbono no est em circulao mas, em

sedimentos inorgnicos e produtos de armazenamento tais como: carbonatos

em rochas e compostos orgnicos contidos no carvo e petrleo. O carbonato

solvel pode ser precipitado pela ao de vrios organismos, tais como corais,

crustceos e moluscos com esqueletos carbonceos. As algas podem,

tambm, precipitar o carbonato durante a fotossntese.

O carbono encontrado na atmosfera na forma de CO2 representa apenas

uma pequena frao (9,7%) do carbono em circulao na biosfera. A

quantidade de carbono contida na biomassa (6,3 %) menor que aquele

contido na atmosfera. Entretanto, os teores de carbono contido na biomassa

variam de 40 a 55%, diferindo substancialmente dos teores de carbono (CO2)

encontrados na atmosfera (0,03% por volume). Isto evidencia a operao de

mecanismos altamente concentradores de carbono em determinadas fraes

de biomassa. Estes mecanismos concentradores de carbono so

representados pelos processos autotrficos da fotossntese e quimiossntese,

realizados tanto por plantas quanto microrganismos. Deste modo, estes

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processos representam, numa primeira etapa, uma imobilizao do carbono

atravs do CO2. Por outro lado, o carbono est sendo continuamente devolvido

atmosfera atravs da oxidao da matria orgnica, representados elos

processos de respirao e combusto, processos estes denominados de

mineralizao da matria orgnica. Assim, os teores de carbono total na

atmosfera e da superfcie terrestre, dependem de um delicado equilbrio

entre processos de imobilizao (reduo) e mineralizao (oxidao) do

carbono.

O equilbrio entre os processos de imobilizao e mineralizao do

carbono vem sendo alterado desde o advento da revoluo industrial no sculo

XIX. Desde aquela poca, os teores de CO2 na atmosfera vem aumentando

significativamente, provenientes, principalmente, da queima de combustveis

fsseis. Parte do CO2 assim produzido pode ser absorvido pelos oceanos como

HCO3 e/ou fixado na biomassa de plantas. Entretanto, a capacidade

tamponante limitada de CO2 dos oceanos juntamente com o desmatamento

sem a devida reposio de culturas, vem criando as condies para o

surgimento do efeito de estufa, resultando em alteraes sazonais

significativas na superfcie terrestre, devido ao acmulo crescente de CO2 e

CH4 na atmosfera.

O QUE O CICLO DO CARBONO?

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This carbon cycle diagram shows the storage and yearly changes of the carbon

between the atmosphere, hydrosphere and geosphere in Gigatons - or billion tons - of

Carbon (GtC). Humanity adds about 5.5 billion tons of carbon dioxide per year, most of

which goes directly into the atmosphere.

Diagram of the carbon cycle. The black numbers indicate how much carbon is

stored in various reservoirs, in billions of tons ("GtC" stands for GigaTons of Carbon).

The blue numbers indicate how much carbon moves between reservoirs each year.

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The Carbon Cycle is a complex series of processes through which all of the carbon

atoms in existence rotate.

Plants, animals, and soil interact to make up the basic cycles of nature. In the

carbon cycle, plants absorb carbon dioxide from the atmosphere and use it, combined

with water they get from the soil, to make the substances they need for growth. The

process of photosynthesis incorporates the carbon atoms from carbon dioxide into

sugars. Animals, such as the rabbit pictured here, eat the plants and use the carbon to

build their own tissues. Other animals, such as the fox, eat the rabbit and then use the

carbon for their own needs. These animals return carbon dioxide into the air when they

breathe, and when they die, since the carbon is returned to the soil during

decomposition. The carbon atoms in soil may then be used in a new plant or small

microorganisms. Ultimately, the same carbon atom can move through many organisms

and even end in the same place where it began. Herein lies the fascination of the carbon

cycle; the same atoms can be recycled for millennia!

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Resumo das principais converses do carbono no ambiente

A frao orgnica

Na biosfera o carbono encontrado na forma orgnica, caracterizada na

forma de CH ou CHO com ligao covalente C-C onde a energia luminosa ou

qumica armazenada. Os principais compostos orgnicos naturais, so

aqueles encontrados na biomassa tanto de plantas como de animais. As

plantas e microrganismos fotoautotrficos responsveis pela produo primria

nos diversos ecossistemas constituem os principais fornecedores de matria

prima para a formao da matria orgnica no ambiente.

Principais constituintes orgnicos de plantas:

Constituinte % Peso mateira seca Celulose 15 a 60 Hemiceluloses 10 a 30 Lignina 5 a 25 Frao solvel gua (Aucares simples, aminoacidos, cidos orgnicos)

1 a 5

Frao solvel lcool ( Gorduras, leos, graxas, resinas, pigmentos)

1 a 10

Protenas 1 a 8 Substancias de reserva (Amido) 1 a 30

Sob a denominao genrica de matria orgnica incluem-se uma grande diversidade de materiais e compostos, sendo a maior parte originria de material vegetal na forma de biomassa, resduo orgnicos ou simplesmente material orgnico que incorporados ao ambiente so processados pela

8

8

microbiota at a sua estabilizao na forma de compostos hmicos complexados. Assim, alguns termos utilizados devem ser aqui discutidos:

Biomassa refere-se material biolgico fresco ou com vida derivado de qualquer ser vivo, como por exemplo uma rvore recm cortada, folhas recm colhidas, insetos ou microrganismos.

Resduo orgnico natural, refere-se principalmente biomassa j morta ou em incio de decomposio. Geralmente muito difcil a separao fsica ntida entre biomassa e resduo.

Material orgnico natural, geralmente refere-se aos a um tipo especfico de resduo ou, tambm, aos componentes orgnicos presentes na biomassa ou resduos orgnicos, tais como amido, celulose, hemiceluloses, quitina, etc.

Matria Orgnica Resduos ou material orgnico j processado e complexado no ambiente. Geralmente tomado como sinnimo de Hmus, no seu estgio de processamento final e j estabilizado.

Xenobitico refere-se a compostos orgnicos artificialmente produzidos e que podem constituir uma frao do resduo orgnico presente em um ambiente.

Recalcitrncia o termo que descreve a resistncia a transformaes ou decomposio de uma determinada molcula ou resduo orgnico.

Transformaes da matria orgnica: O Ciclo da matria Orgnica

Nos diversos ambientes as transformaes do carbono seguem os

princpios gerais que regem a construo de uma cadeia alimentar. Os

produtores primrios, so, principalmente, plantas superiores, cianobactrias e

algas. As bactrias fotossintticas e os microrganismos quimioautotrficos

contribuem muito pouco para a fixao global do carbono, embora possam

apresentar contribuies significativas em determinados ambientes ou habitat

especficos. Os microrganismos consumidores so representados pelos

protozorios, bactrias, fungos e actinomicetos que apresentam atividade

predominantemente heterotrfica.

Qualquer resduo orgnico natural constitudo por uma frao orgnica

e outra inorgnica. A frao orgnica, pode ser determinada pelo mtodo da

incinerao em mufla, onde uma determinada alquota da matria seca do

resduo pesada e em seguida incinerada. As cinzas representam a frao

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mineral ou inorgnica enquanto a diferena (Matria seca original cinzas)

representa a frao orgnica do resduo. A determinao do carbono orgnico

(C-org) total desta frao orgnica pode ser realizada pela seguinte

transformao (utilizando o valor mdio de contedo de C na frao orgnica

de aprox. 58 % = 1/1.724) :

O Carbono orgnico (C-org) representa a maior parte do carbono no

ambiente, podendo ser dividido basicamente em trs componentes:

Carbono disponvel (C-disp)

Carbono recalcitrante (C-rec)

Frao hmica.

O carbono disponvel (C-disp) aquele que representa a principal

fonte de carbono para a microbiota ambiental, como o amido, celulose,

hemiceluloses, aminoacidos etc. Se considerarmos somente a frao orgnica

de um resduo, o carbono disponvel deve representar em torno de 40% da sua

massa seca, ou seja: (58% contedo mdio de C da frao orgnica x 70%

frao disponvel do C org total). O Carbono Recalcitrante representa aquela

frao que no pode ser imediatamente utilizada como fonte de carbono pela

microbiota e que tende a permanecer mais tempo no ambiente, representado

principalmente pela lignina, pigmentos, resinas e ceras (carbono insolvel em

gua). A frao hmica resultante de transformaes complexas desse

carbono recalcitrante formando o que se denomina genericamente de hmus.

Esta frao hmica tende a permanecer mais tempo no ambiente e, no caso

especfico do solo, a principal componente da matria orgnica do solo

(MOS).

Geralmente, o carbono disponvel C (C-disp) est na forma de polmeros

que, para a sua utilizao, devem sofrer um processo de hidrlise por enzimas

at a formao de unidades moleculares menores (oligmeros) para sua

Corg (%) = Frao orgnica (%) / 1,724

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assimilao pela microbiota decompositora. Este processo realizado

basicamente com dois propsitos:

Produo de energia (C oxidvel)

Formao de nova biomassa, (Carbono

imobilizado)

A produo de energia realizada por meio da respirao aerbio ou

fermentao anaerbia e pode ser quantificada por meio da produo de CO2

ou CH4 no meio. A formao de biomassa realizada pela assimilao ou

imobilizao das molculas orgnicas em novas clulas. No caso do

metabolismo microbiano, existe uma proporo mais ou menos definida para

estas atividades, sendo caracterizada como 65% do carbono assimilado

utilizado para a produo de energia e 35% para a produo de nova

biomassa.

Resumo das Principais Transformaes de Resduos Orgnicos no Ambiente.

1. Hidrlise enzimtica

2. Assimilao e converso em

energia/biomassa.

3. Recalcitrancia e Humificao

4. Utilizao da matria ognica

(Rota Lenta)

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1. TRANSFORMAES DE SUBSTRATOS ESPECFICOS

Celulose

A celulose o principal constituinte estrutural das clulas vegetais

variando de 40 a 90% da sua composio. o peso molecular pode variar de 220

A 330 kD. . um polmero de D-glicose, contendo aproximadamente 1400 a

10000 resduos, combinadas em ligao B-14 e de forma linear (filiforme),

formando micelas de aproximadamente 60 molculas. A estabilidade entre

estas micelas de celulose so conferida pelas pontes de hidrognio, tronando-a

bastante estvel.

A decomposio da molcula de clula realizada por um complexo

enzimtico denominado sistema celulase. Em um primeiro estgio na ruptura

enzimtica observa-se a formao de cadeia lineares de celobiose (1). Uma

Segunda enzima, B1,4 gluconase (2) hidrolisa estas cadeia, produzindo

molculas de celobiose que so hidrolisadas por meio de B-glucosidases (3)

at a formao de glicose livre:

1 2 3

Celulose nativa formas lineares celobiose

glicose

Hemiceluloses

As hemiceluloses ocorrem em menor quantidade que a celulose,

perfazendo cerca de 12 da serapilheira de florestas temperadas e 10 a 12% da

madeira. So polissacardeos de alto peso molecular (>150 KD) constitudos

dos aucares arabinose, galactose, manose, xilose e cidos urnicos.

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Lignina

A lignina forma de 20 a 30% da madeira e tem uma estrutura bem mais

complexa que a celulose e hemiceluloses. um polmero complexo com

unidades ou blocos de fenil-propano, unidas por ligaes tipo ster e carbono-

carbono formando arranjos complexos como os exemplos seguintes:

A degradao da lignina realizada principalmente por fungos que

apresentam um sistema complexo de enzimas denominado ligninases que

atuam principalmente nos grupos metoxi (-OCH3) e ster (-C-O-C) causando

uma degradao parcial da sua estrutura e formao de produtos mais

solveis. A etapa final deve envolver a ruptura do anel aromtico que

realizado em vrias etapas e por enzimas mais especializadas. Esta

complexidade do ataque e produtos de degradao uma das razes da

recalcitrncia da molcula de lignina.

2. CINTICA DA DECOMPOSIO DA MATRIA ORGNICA

O processo de decomposio pode ser estudado avaliando-se:

a) A respirao atravs da liberao do CO2 aps a adio de resduos

com ou sem marcadores, como por exemplo o 14C;

b) Efetuando-se medidas diretas do material orgnico adicionado, atravs

de anlises qumicas ou com base na diminuio do peso do material e;

c) Observao do desaparecimento de constituintes especficos, tais como

celulose, hemicelulose e lignina.

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a) Respirao induzida com substrato

a metodologia mais utilizada de se avaliar a decomposio de

resduos ou materiais orgnicos incorporados ao ambiente, consistindo na

medida da produo de CO2 decorrente dessa incorporao ao ambiente,

conforme esquema seguinte:

Neste processo, a amostra ambiental incubada com o resduo em

estudo. Aps esta incubao, avalia-se o CO2 produzido/tempo, utilizando-se

um fluxo de ar sem CO2 sob a amostra e um sistema de captura que pode ser

de hidrxidos, condutividade eltrica ou sensores infravermelhos calibrados

com a resposta de CO2. O sistema requer a utilizao de controles das

amostras ambientais sem a adio do resduo. A elevao ou diminuio da

produo de CO2 em relao ao controle indica o potencial de decomposio

ou biodegradabilidade do resduo.

mg CO2

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b) Avaliao da perda de peso do material remanescente

Neste procedimento, a amostra em estudo, geralmente de folhas,

serapilheira de floresta e outros resduos ntegros so pesadas

acondicionadas em sacos ou bolsas plsticas (litter bag) contendo uma malha

especfica, de modo a permitir uma interface de contato do resduo com o

ambiente. Aps incubao pelos perodos de tempo previamente programados,

realiza-se a anlise do material remanescente, geralmente por pesagem

(matria seca). A compilao dos dados, geralmente produzem dados com

uma curva de decaimento em trs fases, conforme o grfico a seguinte:

A anlise dos dados deste grfico nos permite inferir que o resduo B

apresenta maior recalcitrncia, ou seja demora mais para se decompor em

relao residuo A. Pode-se separar estas curvas em trs fases (1, 2, 3):

1. Decomposio rpida, onde 50% do material remanescente perdido

em poucas semanas.

2. Intermediria onde o processo de decomposio comea a diminuir

3. Recalcitrncia, aps 20 semanas, onde predomina os compostos de

decomposio mais dificil.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60

Resduo A

Resduo B

% Material

Remanescente

Semanas

1

2 3

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Este padro de decaimento pode ser explicado pela composio diferenciada

dos resduos, onde se boserva uma mistura de polmeros e aucares

facilmente degradveis (1), polmeros mais difceis de degradao tal como a

celulose (2) e substratos recalcitrantes (3).

c) Avaliao do desaparecimento de substratos especficos

O processo de decomposio pode, alternativamente, ser avaliado por meio do

desaparecimento de substratos especficos, tais como celulose, lignina, quitina

e outros substratos componentes da biomassa especfica que se quer avaliar.

O procedimento experimental muito similar ao anterior, porm sem a

necessidade de sacos ou bolsas plsticas, pois o substrato pode ser

incorporado diretamente no ambiente sob estudo. As amostragens realizam-se

periodicamente para se traar o desaparecimento especificamente daquele

substrato.

Cintica do Processo de Decomposio : Avaliao das taxas e

constantes de decomposio ambientais.

Tentativa tem sido feitas para se estabelecer constantes de decomposio

caractersticas de determinados ecossistemas especialmente os ecossistemas

florestais. Neste caso, a quantidade de serapilheira ou liteira que se acumula

na superfcie de solos minerais depende do balano entre a taxa de produo

da serapilheira e da velocidade com que decomposta no solo. Se X

representa a quantidade de serapilheira acumulada superficialmente e L a

quantidade de novo material orgnico adicionado a cada ano, a taxa de

variao de X dada pela expresso:

dX/dt = L kX (1)

Onde X a quantidade de material orgnico presente, L a adio em certo

tempo, t o tempo e k uma constante de decomposio.

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Em um ecossistema em equilbrio, X constante, isto , dX/dt = 0.

Assim a equao (1) pode ser expressa:

L = kX ou k = L / X (2)

A constante de decomposio pode, assim, ser estimada pelas medidas de L

(adio de material em um certo perodo) e X (quantidade de material orgnico

ou serapilheira inicialmente presente) em uma comunidade vegetal que esteja

em equilbrio. Considerando-se o valor mdio de 50% para a taxa

transformao dos resduos orgnicos em carbono orgnico (C-org), podemos

calcular as taxas de decomposio (k) especfica para determinados ambientes

ou ecossistemas. Para isto necessrio estimar o valor de L (geralmente em

termos de C-org) e do valor d de X (C-org) presente originalmente no ambiente.

A seguinte tabela apresenta alguns dados compilados de Sanchez (1985)

mostrando os clculos e comparando o valor de k para diversos ambientes:

Ambiente

A= adio de

matria

organica

(Ton/ha/ano)

L =

Adio de

C-org

(Ton/ha/

ano)

X = contedo

de C-org

original e em

equilbrio

(Ton/ha/ano)

K= Taxa de

Decomposio

ambiental

(%)

Tropical 1 5,28 2,64 106 2,5

Tropical 2 6,05 3.03 55 5,5

Temperado 1,65 0,85 86 0,9

Cerrado 0,44 0,22 16 1,4

Cultivo Agric. 5,0 2,5 35 7,1

Os valores de k observados diferiram significativamente para os diversos

ambientes considerados. Geralmente, quanto maior o valor de k, maior a

velocidade de decomposio observada, ou seja, menor o tempo de residncia

dos resduos orgnicos no solo. Com relao s diferenas observadas nos

ambientes tropicais 1 e 2, uma possvel explicao reside na textura do solo

considerado. No solo tropical 1 h predominncia de argila e de carter mais

cido, enquanto no solo tropical 2 h predominncia de textura arenosa com

pH ligeiramente mais elevado.

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Em resumo, no seu aspecto dinmico, a matria orgnica no solo

consiste, basicamente, em trs fraes principais: a) resduos de plantas e a

biomassa associada que apresentam uma taxa de reciclagem rpida (1 a 4

anos); b) metablitos microbianos e constituintes de parede celular com um

tempo de residncia mdio em torno de 5 a 25 anos; c) fraes mais

resistentes a decomposio, com cerca de 250 a 2500 anos.

EFEITO DA RELAO C/N NO PROCESSO DE DECOMPOSIO

A velocidade do processo de decomposio de um resduo orgnico

incorporado ao solo dependente de fatores ambientais e da prpria natureza

do resduo. Dentre os fatores ambientais, podemos destacar a temperatura,

suprimento de oxignio, umidade, pH e nutrientes inorgnicos. Com relao

queles fatores pertinentes natureza do resduo podemos destacar a idade

do resduo, tipo de substrato e a sua relao do contedo de carbono em

relao aos teores de nitrognio, ou seja, a relao C/N.

Os tecidos de vegetais e a microbiota do solo apresentam um contedo

% mdio de carbono de aproximadamente 50 a 58% do peso da matria seca.

O contedo de nitrognio nestes tecidos variam, conforme o grupo e o tecido

considerado, de aproximadamente 0,1 a 5,5 % do peso desta mesma matria

seca. Considerando que a frao orgnica nos diversos tecidos e clulas

variam substancialmente, os teores % de carbono orgnico (Corg) podem ser

obtidos atravs da seguinte relao:

Corg (%) = (% matria orgnica / 1,724)

Se o teor % de nitrognio do resduo conhecido, a relao C/N pode ser

assim estabelecida:

C/N = % Corg / % N

O nitrognio refere-se ao nitrognio total determinado usualmente atravs do

mtodo de Kjeldhal. A tabela seguinte ilustra algumas destas variveis em

resduos agrcolas.

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Tabela \ - Composio de alguns resduos

Residuo MO(%) N(%) C/N Amoreira (Folhas) 86,08 3,77 13/1 Bagaco de Cana 71,44 1,10 37/1 Capim coloniao 91,03 1,87 27/1 Casca de arroz 54,55 0,78 39/1 Crotalaria 91,42 1,95 26/1 Esterco Bovino 67,11 1,67 19/1 Esterco de galinha 64,00 3,04 10/1 Mandioca (Folhas) 91,64 4,35 12/1 Mucuna-preta 91,64 4,36 12/1 Palha de caf 93,99 1,65 31/1 Palha de feijao 94,68 1,63 32/1 Palha de milho 96,75 0,48 112/1 Serragem de madeira 93,45 0,06 865/1 Torta de mamona 92,20 5,44 10/1 Turfa 39,89 0,39 57/1

A determinao da relao C/N do material orgnico importante na

medida que se pode prever a velocidade de decomposio do resduo e os

ganhos ou perdas potenciais de nitrognio para o solo. Para que a

decomposio se processe necessrio a construo de biomassa, ou seja,

clulas que passam a produzir enzimas necessrias ao processo. A construo

de biomassa demanda, entre outros nutrientes, carbono e nitrognio em

determinadas propores. A relao C/N da microbiota do solo se situa na

faixa de 5 a 10/1. Assim, para cada 5 a 10 partes de carbono assimilado,

necessita-se 1 parte de nitrognio para a constituio do protoplasma

microbiano. Como regra geral, aqueles materiais com relao C/N mais estreita

(abaixo de 30/1) tendem a liberar o nitrognio para o meio, apresentando,

portanto, uma maior velocidade de decomposio. Aqueles materiais com

relao C/N mais larga (acima de 40/1) requerem um adicional de nitrognio

para a sua decomposio. Este nitrognio adicional pode ser suprido pelo solo.

Caso o solo apresente baixos nveis de nitrognio disponvel para a microbiota,

este resduo orgnico com relao C/N mais larga ter sua decomposio

comprometida.

Durante a decomposio do resduo, cerca de 70% do carbono total est

disponvel em certo tempo, sendo os outros 30% parte integrante da frao

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recalcitrante. Aproximadamente 65% do carbono disponvel utilizado para o

metabolismo energtico, gerando assim, o CO2 que escapa para a atmosfera.

Os 35% restantes do carbono disponvel so utilizados para converso em

biomassa microbiana que apresenta uma relao C/N variando de

Bactrias 3 a 5:1 e Fungos 10- a 12:1. Considerando-se uma

decomposio por microbiota mista, pode-se trabalhar com uma C/N da

microbiota de 7:1 Geralmente a C/N do resduo em decomposio tende a se

estabilizar em torno de 10:1, qaue a relao mdia do material humificado.

Para demonstrar estas relaes durante o processo de decomposio

da matria orgnica no solo, podemos tomar como exemplo a decomposio

de 100 kg de palha de milho incorporada ao solo, assumindo que o material foi

inteiramente seco. Conforme dados do quadro ( ), este material apresenta

96,75% de matria orgnica e 0,48% de nitrognio, originando assim, uma

relao C/N de 112/1. Deste modo, nos 100kg de palha de milho temos aprox.

54 kg de carbono. Assumindo que 70% deste carbono estar disponvel em 6

meses, pode-se concluir que aprox. 38 kg de carbono estaro disponveis para

decomposio. Cerca de 35% deste carbono, ou seja, aprox. 14 kg, so

utilizados para construo de biomassa microbiana. Se a relao C/N da

biomassa microbiana de 5 a 10/1, a utilizao dos 14 kg de carbono

demandam aprox. 2,0 kg de nitrognio. Os 100 kg do resduo apresentam

apenas 0,48 kg de nitrognio, gerando assim, um dficit de 1,5 kg de

nitrognio que devem ser suplementados pelo solo ou adicionados ao resduo

para que a decomposio ocorra a plena velocidade. A soluo mais prtica

neste caso, se combinar este resduo como outros resduos de relao C/N

mais estreita, na tentativa de se equilibrar o dficit de nitrognio, atravs da

tcnica de compostagem. Em resumo:

20

2.2.2.2. O PROCESSO DE FORMAO DAS SUBSTNCIAS HMICAS

Apesar dos inmeros estudos j realizados sobre natureza

qumica e o processo de formao das substncias hmicas, pouco se

conhece sobre esta frao orgnica no diversos ambientes. Os principais

componetes j identificados da frao hmica so os cidos hmicos, cidos

flvicos e humina, isolados nos processos de separao qumica do hmus.

O que se considera como hmus, constitui em realidade, um polmero

resultante das combinaes destas fraes de acidos e humina, muitos deles

ligados entre si ao acaso, tornando-se prticamente impossvel a represntao

da sua estrutura exata. Esta , talvez, uma possvel explicao para a extrema

resistividade decomposio do hmus, pois a existncia desses polmeros

com ligaes extremamente variveis, impedem a atuao de enzimas

especficas para a sua hidrlise.

A teoria clssica de formao do hmus foi proposta por S.

Waksman (1932) enfatizando a origem do hmus atravs de modificaes da

lignina. Entretanto, estudos mais recentes tm mostrado a importncia de

outras substancias, tais como quinonas, compostos aminados e polifenois, na

formao do material humificado. Atualmente, consideram-se quatro rotas

principais (1 a 4) na formao do hmus, as quais devem ser consideradas

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conjuntamente. Estas rotas biossintticas esto esquematizadas na figura

seguinte:

Alguns detalhes destas rotas podem ser sumarizadas:

I. A noo de que o hmus derivado de acares vem dos primrdios da

investigao da qumica do hmus. De acordo com este conceito, os

acares redutores e aminocidos gerados como subprodutos do

metabolismo, poderiam sofrer polimerizaes no enzimticas at a

formao de produtos nitrogenados de cor escura. Algumas evidencias

para esta hiptese vem do fato de que durante a desidratao de certos

produtos orgnicos (alimentos) observa-se um certo escurecimento da

matria orgnica presente. Alm disto, atravs de estudos com carbono

marcado, verificou-se que grande parte do carbono (30-50%) de

monossacardeos adicionados ao solo podem ser incorporados

fraes hmicas.

II. Considera-se que as substncias hmicas poderiam ser geradas atravs

da formao de polifenis e quinonas como produtos intermedirios.

Este polifenis so sintetizados pelos microrganismos de fontes de

carbono no-lignnicas, tal como a celulose. Os polifenis so, logo em

seguida, oxidados no enzimaticamente at quinonas que seriam

convertidas at substncias hmicas.

22

III. Nesta rota biossinttica, considera-se a lignina como a principal fonte de

carbono para o hmus atravs da formao de produtos de

decomposio da lignina que poderiam ser convertidos em quinonas.

Esta via biossinttica similar a anterior (II) enfantizando apenas que a

fonte de carbono para o hmus provem da lignina.

IV. Esta rota a proposta clssica da formao do hmus, * de acordo com

esta teoria, a lignina incompletamente utilizada pelos microrganismo e

a parte recalcitrante residum torna-se parte do hmus do solo. As

principais modificaes na lignina incluem a perda do radical metoxyl (--

OCH3) com a gerao de hidroxifenis e cadeias laterais alifticas com

formao de grupos --COOH. Este material modificado pode ento

sofrer alteraes desconhecidas produzindo inicialmente cido hmicos

e em seguida cidos flvicos.

As rotas biossintticas propostas em I e II formam as bases da teoria do

polifenol. Ao contrrio da teoria lignnica, matria prima consiste de compostos

orgnicos de baixo peso molecular, dos quais, so gerados as molculas

maiores atravs de condensaes e polimerizaes. Devemos ressaltar que,

talvez no exista uma nica teoria de formao do hmus, sendo bastante

razovel supor que estas quatro vias biossintticas postuladas, podem operar

em diferentes condies ambientais, variando apenas a intensidade de cada

uma delas.

Ciclo do Carbono

O carbono o elemento fundamental na constituio das molculas orgnicas. O carbono utilizado primariamente pelos seres vivos est presente no ambiente, combinado ao oxignio e formando as molculas de gs carbnico presentes na atmosfera ou dissolvidas nas guas dos mares, rios e lagos. O carbono passa a fazer parte da biomassa atravs do processo da fotossntese. Os seres fotossintetizantes incorporam o gs carbnico atmosfrico, transformando-se em molculas orgnicas. Os passos mais importantes do ciclo do carbono so:

O dixido de carbono na atmosfera absorvido pelas plantas e convertido em acar, pelo processo de fotossntese.

23

Os animais comem as plantas e ao decomporem os acares liberam carbono na atmosfera, oceanos e solo.

Outros organismos se decompem, como as plantas e os animais, devolvendo carbono ao meio ambiente.

O carbono tambm trocado entre os oceanos e a atmosfera. Isto acontece em ambos os sentidos na interao entre o ar e a gua.

A importncia do ciclo do carbono na natureza pode ser melhor evidenciado pela estimativa de que todo o CO2 presente no ar, caso no houvesse reposio, seria completamente exaurido em menos de 20 anos, tendo em vista a fotossntese atual.

Nos processos de mineralizao das substncias carbonadas, com a conseqente reposio do CO2 atmosfera, tm revelante papel os microorganismos heterotrficos. Outra grande contribuio destes no ciclo de carbono o suprimento de CO2 ao solo, onde este gs funciona como um eficiente solvente na preparao de alimentos inorgnicos para as plantas, a partir de substncias minerais do solo.

O carbono absorvido pelas plantas, consideradas os produtores da cadeia trfica. Uma vez incorporado s molculas orgnicas dos produtores, poder seguir dois caminhos: ou ser liberado novamente para a atmosfera na forma de CO2, como resultado da degradao das molculas orgnicas no processo respiratrio, ou ser transferido na forma de molculas orgnicas aos animais herbvoros quando estes comerem os produtores (uma parte ser transferida para os decompositores que liberaro o carbono novamente para a atmosfera, degradando as molculas orgnicas presentes na parte que lhes coube).

Os animais atravs da respirao liberam atmosfera parte do carbono assimilado, na forma de CO2. Parte do carbono contido nos herbvoros ser transferida para os nveis trficos seguintes e outra parte caber aos decompositores e, assim, sucessivamente, at que todo o carbono fixado pela fotossntese retorne novamente atmosfera na forma de CO2.

24

Emisso de Carbono na Atmosfera

O gs carbnico existente na atmosfera essencialmente originado pelo processo de respirao (79%). Pode ser gerado ainda pela queima de materiais orgnicos, combustveis fsseis (gasolina, querosene, leo diesel, xisto, etc) ou no (lcool, leos vegetais). Pode ainda ser resultado da atividade vulcnica.

Os solos ricos em matria orgnica em decomposio (pntanos) apresentam grande concentrao de CO2. O gs carbnico presente na atmosfera importante componente do efeito estufa, um fenmeno atmosfrico natural, que ocorre porque gases como o gs carbnico (CO2), vapor de gua (H2O), metano (CH4), oznio (O3) e xido nitroso (N2O) so transparentes e deixam passar a luz solar em direo superfcie da Terra. Esses gases porm, so praticamente impermeveis ao calor emitido pela superfcie terrestre aquecida (radiao terrestre). Esse fenmeno faz com que a atmosfera permanea aquecida aps o pr-do-sol, resfriando-se lentamente durante a noite. Em funo dessa propriedade fsica, a temperatura mdia global do ar prximo superfcie de 15C. Na sua ausncia, seria de 18C abaixo de zero. Portanto, o efeito estufa benfico vida no planeta Terra como hoje esta conhecida.

Desse modo, a questo preocupante a intensificao do efeito estufa em relao aos nveis atuais. Quanto maior a concentrao de gases estufa na atmosfera, maior ser a capacidade de aprisionar a radiao terrestre (calor) e maior ser a temperatura da Terra. O principal gs estufa o vapor de gua, porm sua concentrao muito varivel no tempo e espao. O CO2, segundo gs em importncia, tem causado polmica quanto quantidade emitida e principais locais e fontes de emisso, alm da necessidade de controle de emisses. Isso ocorre devido ao aumento de sua concentrao na atmosfera (cerca de 0,5% ao ano) e seu tempo de vida na atmosfera, que de at 200 anos. A necessidade de estabelecimento de protocolos de controle de emisses de gases estufa incontestvel (Protocolo de Kyoto, por exemplo), pois testar a hiptese do efeito estufa intensificado em um experimento com prprio Globo seria bastante arriscado.

25

Floresta, Ciclo do Carbono e Alteraes Climticas

A concentrao de gases causadores do efeito de estufa aumentou

significativamente nos ltimos 200 anos. A minimizao deste problema

planetrio passa pela concertao de aces internacionais e, em boa medida,

por medidas de interveno florestal.

A humanidade expandiu-se na Terra durante o ltimo e mais recente

perodo da era quaternria - o Holoceno - em especial aps a ltima glaciao.

Quanto ao impacto na natureza, a presena do Homem distingue-se dos outros

animais pela capacidade de alterar o espao sua volta. O mundo, tal como o

conhecemos hoje, o resultado de milhares de anos de evoluo do

pensamento do Homo sapiens sapiens.

1.1. Importncia do problema - o efeito de estufa

As alteraes do clima so acontecimentos naturais que ocorrem desde

sempre. Durante o ltimo sculo, contudo, as alteraes registadas tm sido

mais pronunciadas do que em qualquer perodo registado at ao momento.

Uma das concluses do relatrio do IPCC (Intergovernmental Panel on Climate

Change) de 1995 indica que estas alteraes so resultado de intensas

intervenes humanas sobre o meio natural com repercusses no clima e que

se reflectem a uma escala regional e global. Este organismo prev que as

26

temperaturas mdias globais aumentem entre 1 e 3.5C at 2100 e que o nvel

mdio das guas do mar aumente entre 15 e 95 cm.

O aumento da concentrao dos gases de estufa na atmosfera, principalmente

o dixido de carbono, tem sido apontado como uma das principais causas

destas alteraes no clima, que tero impactes directos negativos sobre os

ecossistemas terrestres, nos diversos sectores socio-econmicos mundiais, na

sade pblica e na qualidade de vida das pessoas em geral. A camada

protectora da Terra, constituda por vapor de gua e gases de estufa como o

metano (CH4), o xido nitroso (N2O) e principalmente o dixido de carbono

(CO2), reflecte a radiao infravermelha emitida pela superfcie da terra

impedindo que parte desta seja perdida para o espao, tal como uma parede

de vidro numa estufa. Como consequncia d-se o aquecimento da superfcie

da troposfera.

Sendo um processo essencial para a manuteno de vida no planeta, o

efeito de estufa que ocorre naturalmente, impede que a superfcie da Terra se

torne excessivamente fria (cerca de 30C mais fria). O aumento da

concentrao de CO2 atmosfrico tem ocorrido de forma gradual desde a

ltima glaciao mas os fluxos de carbono aps a revoluo industrial tm

27

vindo a aumentar a uma taxa nunca antes presenciada durante os ltimos mil

anos. O CO2 resulta da queima de matria orgnica e da respirao dos

animais e plantas. O grande aumento de CO2 na atmosfera resulta do facto

das emisses deste gs resultantes das actividades humanas (por exemplo, a

queima de combustveis fsseis - petrleo, carvo) no serem totalmente

compensadas pela assimilao fotossinttica do carbono na biosfera.

O cilco global do carbono

28

A questo do efeito de estufa est portanto relacionada com as emisses

antropognicas (i.e. que resultam das aces humanas) de gases de estufa

(segundo o relatrio do IPCC de 1995) e tem preocupado a comunidade

cientfica, os governos e a opinio pblica, pelas repercusses directas e

indirectas nas sociedades e na economia mundial. Dada a incerteza na

definio de cenrios futuros, a comunidade cientfica tem investigado as

causas e consequncias do aumento destes gases no funcionamento do

sistema climtico. Tendo sido claramente demonstrado o aumento do CO2 na

atmosfera, tem havido um grande interesse no melhor conhecimento do ciclo

global do carbono. O carbono na Terra est essencialmente na forma de

compostos orgnicos e carbonatos ou sob a forma de gs (CO2) na atmosfera.

O ciclo do carbono consiste na transferncia deste elemento (via queima,

respirao, reaces qumicas) para a atmosfera ou para o mar e a sua

reintegrao na matria orgnica via assimilao fotossinttica. Na era pr-

industrial a concentrao de CO2 na atmosfera manteve-se estvel em

resultado do equilbrio entre as emisses e a assimilao. No entanto, durante

os ltimos 200 anos cerca de 405 +/- 30 gigatoneladas (gigatoneladas, 1012

kg) de Carbono foram libertadas para a atmosfera como resultado de :

- Queima de combustveis fsseis (carvo, petrleo e gs natural) e produo

de cimento (70%)

- Alteraes no uso do solo, principalmente destruio das florestas (30%)

Estas emisses adicionaram-se s que ocorriam naturalmente e, por no

serem compensadas totalmente pela assimilao fotossinttica, levaram ao

aumento da concentrao de CO2 na atmosfera. Em comparao com o

perodo pr-industrial, este aumento foi de cerca de 30%.

29

.4. Stocks de Carbono na terra - armazenamento no curto e longo prazo

O oceano, a vegetao e o solo so importantes reservatrios que

trocam activamente Carbono com a atmosfera. A concentrao de Carbono na

atmosfera de 775 Gt. O oceano contm 50 vezes mais carbono do que a

atmosfera e a vegetao e o solo cerca de 3 vezes e meia mais.

30

A dinmica do ciclo de Carbono muito varivel, quer no espao quer

no tempo. As emisses de carbono so influenciados por factores de origem

humana e natural. Por exemplo, uma erupo vulcnica de grandes dimenses

pode fazer aumentar temporariamente a concentrao de Carbono na

atmosfera. muito importante ter presente que apesar de alguns sistemas

naturais constiturem grandes reservatrios de Carbono (como o oceano), a

dinmica do seu ciclo sobretudo controlada pelos sistemas que tm

capacidade de o trocar activamente com a atmosfera, como o caso da

vegetao e do solo. J o oceano tem baixa capacidade de sumidouro porque

a molcula de CO2 no se dissolve facilmente na gua e grande parte dos

oceanos tem uma baixa produtividade de matria orgnica (isto , as plantas

31

que a vivem, por exemplo algas, so poucas e com a fotossntese limitada

pela falta de nutrientes e pela fraca penetrao da luz). Por outro lado, a

fotossntese que ocorre nas plantas terrestres responsvel pela reteno de

carbono atmosfrico no material vegetal e, eventualmente, na matria orgnica

no solo. Assim, claro que ecossistemas com grande biomassa e com o solo

pouco perturbado, como as florestas, retm o carbono numa escala temporal

muito maior, na ordem de dcadas e sculos.

Esta capacidade de reteno e armazenamento do Carbono pelas florestas a

longo prazo, representa um dos pontos importantes no debate no ciclo global

do Carbono e nos impactes das alteraes climticas, de tal forma que est

previsto no Protocolo de Quioto. O artigo 3.3 e 3.4 do Protocolo de Quioto

(UNFCCC) considera que as fontes e os sumidouros de Carbono

(nomeadamente as florestas) podem ser contabilizadas para cumprir os

objectivos a que os pases signatrios se comprometem no perodo de 2008-

2012.

32

1.5. Importncia do problema - o sector agro-florestal (Fontes e

Sumidouros)

Como vimos, para alm das emisses de CO2 pela indstria e pelo sistema de

transportes, as alteraes de uso do solo, nomeadamente a transformao de

florestas em zonas agrcolas, constituem uma fonte lquida de CO2 para as

atmosfera a nvel global. Estima-se que cerca de 20% da floresta desapareceu

durante os ltimos 140 anos em resultado da converso de floresta em

agricultura, para satisfazer as necessidades alimentares de uma populao em

crescimento (na ordem do bilio por dcada). A explorao intensiva de

culturas agrcolas, que tm uma baixa taxa de reteno de Carbono, a que se

junta o crescente uso de fertilizantes, so tambm responsveis pelo aumento

dos gases de estufa CH4 e NO2 na atmosfera. A floresta, em contrapartida,

pode acumular, a longo prazo, grandes quantidades de Carbono, quer no

material vegetal, quer na matria orgnica do solo. As florestas so assim, em

larga medida, o reservatrio de Carbono mais importante da biosfera em

termos globais. Uma reduo global da rea destes ecossistemas naturais ter

impactes negativos sobre a capacidade de sumidouro da biosfera.

33

2. Algumas questes pertinentes: Incertezas do futuro.

O aumento das emisses de gases de estufa e respectivas consequncias

sobre as alteraes globais do clima so questes recentes que preocupam a

sociedade e a comunidade cientfica. Predominam incertezas associadas

modelao do sistema climtico, na definio de padres de alterao no

espao e no tempo. H poucas dvidas quanto ocorrncia de alteraes

climticas. Os modelos climticos que existem actualmente s conseguem

prever padres de alterao escala continental. As consequncias prticas

do aquecimento global para um pas ou regio em particular ainda

permanecem uma incgnita.

As incertezas que persistem tm gerado divergncias de opinies entre os

pases, principalmente no que diz respeito definio e adopo de estratgias

de adaptao e mitigao. Algumas questes permanecem em aberto:

- PROBLEMA DO "EFEITO DE RUDO"

Um dos principais problemas com que se debatem os cientistas o facto de

no existir uma forma directa de observar o que teria acontecido ao clima se

34

no tivessem ocorrido influncias da aco humana. Desta forma, no existe

maneira de comparar as presentes alteraes verificadas, com um possvel

"efeito de rudo" causado por uma variabilidade climtica natural.

"SOURCES" E "SINKS" TERRESTRES : COMPORTAMENTO NO ESPAO E

NO TEMPO

Dada a dificuldade de previso do comportamento das fontes e

sumidouros (sources e sinks) dos ecossistemas da Terra num espao temporal

de 100 anos, pode especular-se sobre vrios cenrios para o ciclo de carbono

terrestre. contudo difcil prever, com margem de erro razovel, o que ir de

facto acontecer. Como iro reagir as principais fontes e sumidouros de carbono

face s alteraes climticas? Sabe-se, por exemplo, que as florestas no s

representam o principal reservatrio de carbono como respondem

positivamente ao aumento de concentrao de CO2 atmosfrico, atravs de

aumentos nas taxas de crescimento (veja-se o que tem acontecido nas

florestas do norte e centro da Europa, com aumentos substanciais de

produtividade em consequncia do aumento de CO2, aquecimento e deposio

de azoto). Mas, at que ponto o aumento da rea e da produtividade florestais

pode compensar o aumento nas emisses antropognicas de CO2? Sem

dvida que as aces de florestao/reflorestao tero que respeitar outros

35

princpios inerentes qualidade ambiental (por exemplo, manuteno dos

recursos hdricos e da biodiversidade).

- CRESCIMENTO DA POPULAO E ECONOMIA MUNDIAL vs

ESTRATGIAS DE ADAPTAO E MITIGAO

As alteraes da composio da atmosfera e dos ciclos biogeoqumicos, como

o do carbono, esto muito dependentes do crescimento da populao e do

desenvolvimento econmico e tecnolgico. Face ao crescimento demogrfico e

expanso da economia mundial, necessrio adoptar medidas no que

respeita eficincia de utilizao da energia, e proceder a alteraes noutros

sectores da economia, de modo a limitar as emisses de CO2 e a aumentar a

capacidade de sumidouro da biosfera atravs da preservao e aumento das

reas florestais. Por outro lado, parece necessrio desenvolver

simultaneamente estratgias de adaptao s alteraes climticas e de

cooperao na investigao cientfica. Redues significativas nas emisses

lquidas de gases de estufa so tecnicamente possveis, usando um conjunto

de polticas e medidas que acelerem o desenvolvimento e a transferncia de

tecnologia. A ratificao do protocolo de Quioto que dever ocorrer, na melhor

das hipteses, em 2002 representar certamente um progresso na reduo das

emisses. Se algum dia ele for posto em prtica !.

Perda de carbono causar aumeto da temperatura da Terra, diz estudo

36

Um dos piores pesadelos dos climatologistas que o aquecimento

global cause a liberao dos imensos estoques de carbono guardados nos

solos, o que provocaria um aumento acelerado das temperaturas do planeta.

Pois bem: isso j est acontecendo, revela hoje um estudo britnico.

A maior e mais detalhada medio do contedo de carbono dos solos,

realizada entre 1978 e 2003 na Inglaterra e no Pas de Gales, mostra que s

nesse perodo o cho do Reino Unido perdeu, em mdia, 13 milhes de

toneladas de carbono por ano.

Como o efeito independe do tipo de uso do solo -quer dizer, ele foi verificado

tanto em terras usadas para a agricultura quanto em pntanos, florestas e

campos naturais-, os autores do estudo atribuem a emisso ao aquecimento

global. No ltimo sculo, a temperatura mdia global subiu 0,7C. No Reino

Unido, esse aumento foi de 0,5C.

"Os micrbios no solo ficam mais ativos em temperaturas mais altas. medida

que a temperatura sobe, o ciclo do carbono no solo acelera", disse Guy Kirk,

pesquisador da Universidade de Cranfield, na Inglaterra. Ele co-autor do

estudo, publicado hoje no peridico cientfico "Nature" (www.nature.com).

Kirk e seus colegas dizem no saber o destino final do carbono que

estava contido no solo. Mas a maior parte, afirmam os cientistas,

provavelmente foi para a atmosfera em forma de dixido de carbono (CO2),

gs que o principal causador do efeito estufa.

O dado preocupante, por vrias razes. Primeiro, os solos so um

reservatrio imenso de CO2: estima-se que eles armazenem 2 trilhes de

toneladas de carbono, ou 300 vezes a quantidade lanada no ar todos os anos

por atividades humanas como o desmatamento e a queima de combustveis

fsseis. A ltima coisa que algum iria querer seria "destampar" esse

reservatrio, pois isso significaria muito mais dixido de carbono na atmosfera -

o que, por sua vez, significaria temperaturas ainda mais altas, que causariam a

37

liberao de ainda mais CO2 e assim por diante. Esse mecanismo tem o nome

de "feedback" positivo, e causa arrepios nos cientistas.

Efeito global

Depois, os dados de Kirk e seus colegas de Cranfield

derrubam uma srie de mitos sobre a estabilidade do chamado carbono

orgnico do solo (SOC, na sigla em ingls). "Perdas consistentes de SOC

ocorreram independentemente das propriedades do solo, o que desafia nosso

conhecimento sobre a estabilidade do SOC", escrevem Detelf Schulze e

Annette Freibauer, do Instituto Max-Planck de Biogeoqumica (Alemanha), em

comentrio ao estudo na mesma edio da "Nature".

A situao fica ainda pior considerando que muitos cientistas achavam

que os solos podiam servir como "ralos" ou sorvedouros para o gs carbnico

em excesso produzido pela humanidade.

Por fim, nada indica que o vazamento desse reservatrio de carbono seja um

fenmeno restrito s ilhas britnicas. "Nossos achados mostram que perdas de

carbono pelos solos no Reino Unido e, por inferncia, em outras regies

temperadas, esto provavelmente compensando a absoro por sorvedouros

terrestres", escreveram os autores.

Kyoto inutilizado

O estudo envolveu um trabalho penoso de colher amostras de solo em

milhares de pontos do Reino Unido e analisar seu teor de carbono. A

amostragem foi repetida trs vezes, para que as tendncias pudessem ser

estabelecidas.

As implicaes polticas da pesquisa so diversas, e comeam em casa.

Primeiro, o fator solo joga literalmente por terra todo o esforo britnico de

reduzir suas emisses de gases-estufa em relao aos nveis de 1990, como o

38

pas se comprometei a fazer pelo Protocolo de Kyoto. De 1990 a 2002, as

redues britnicas chegaram a 12,7 milhes de toneladas de CO2 por ano.

Segundo Shulze e Freibauer, isso "pe o sucesso do Reino Unido em reduzir

emisses sob uma perspectiva diferente".

Depois, a prpria contabilidade das emisses globais de gases de efeito

estufa deve precisar mudar -e para patamares de reduo muito mais

elevados- j que, por Kyoto, nenhum pas obrigado a contabilizar as

mudanas no estoque de carbono do solo.

Soja a planta que mais causa emisso de carbono na agricultura

A principal fonte de poluio da atmosfera a queima de combustveis

fsseis, responsvel por mais de 60% da emisses de dixico de carbono

(CO), substncia responsvel por danos ambientais como o aquecimento

global e problemas respiratrios. Em segundo lugar na emisso de CO est a

agricultura, tanto pelo uso de combustveis na mecanizao quanto pelas

tcnicas de manejo do solo.

Neste contexto, a soja uma das culturas que mais dependem da

concentrao de carbono no solo, ao mesmo tempo em que aparece como a

maior causa de emisso de CO na agricultura. A informao foi divulgada pelo

pesquisador do Departamento de Agricultura Americano (Usda), Don Reicosky,

na VII Conferncia Mundial da Soja que termina amanh, em Foz do Iguau

(PR).

O carbono (C) um nutriente natural do solo, cuja funo garantir a

ciclagem dos componentes fsicos, qumicos e biolgicos que servem de

alimento s plantas durante todo o desenvolvimento vegetativo. A conservao

do carbono no solo garante uma menor demanda por insumos, maior reteno

da gua e menor compactao. "O carbono funciona como uma esponja que

39

minimiza os impactos na compactao. A estrutura do solo sofre a presso,

mas volta ao seu estado normal em pouco tempo", avalia Don Reicosky.

No processo de fotossntese das plantas, o oxignio (O) chega ao solo,

aumentando a atividade microbiana. A unio C + O resulta na produo de

CO, substncia eliminada gradativamente na decomposio das plantas.

Contudo, a sincronia perfeita da natureza na sustentabilidade do sistema

afetada pela interveno do homem, usando tcnicas agrcolas que aceleram a

emisso de CO. "Na revirada do solo para descompactao e plantio,

procedimento comum na agricultura convencional, h uma decomposio muito

rpida da matria orgnica (restos culturais que ficaram na ltima colheita). A

emisso de CO durante o revolvimento do solo semelhante queima pelo

fogo, com alta poluio atmosfrica, s que de maneira no visvel. O carbono

no algo palpvel como a gua, e essa uma das restries ao

reconhecimento da importncia deste problema" , diz Reicosky.

Segundo ele, a soja causa efeitos dramticos no solo, j que se decompe

mais rapidamente do que qualquer outra cultura. "Na remoo do solo, a soja

representa um valor 24 vezes maior de perda de carbono. No solo sem plantio,

a perda de carbono e emisso de CO fica em 100%; no trigo, de 196%, mas

na soja, essa perda representa 264% ", contabiliza Reicosky. Sem carbono no

solo, preciso investir em insumos. Nos clculos do pesquisador, so

necessrias 10 unidades de carbono para produzir uma unidade de nitrognio

(N), e para gerar uma unidade de fsforo (P), so consumidas 60 unidades de

carbono. "O carbono muito importante para manter a biodiversidade e a

fertilidade do solo".

Como se no bastasse, a soja ainda tem menor capacidade de infiltrao

de gua em relao a outras culturas, gerando uma eroso de 778 quilos de

solo por hectare ao ano (no milho de 350 kg/ha). "Estudos mostram que a

perda de carbono implica na reduo de gua no solo, prejudicando o

desenvolvimento da soja", diz Don Reicosky.

Para Don Reicosky, os solos brasileiros so muito deficientes em

nutrientes, com os produtores mais preocupao em manter os benefcios do

40

carbono no solo do que com a questo ambiental da emisso de CO. "Os

produtores brasileiros no esto mais conscientes da conservao do que os

norte-amercianos. O que existe a necessidade de cuidados especiais, j que

nos pases tropicais chove mais, resultando na lixiviao dos nutrientes do

solo". (Ascom Embrapa)