Sequestro De Carbono No Solo: Examinando Mais De Perto

O Que É Sequestro De Carbono Orgânico Do Solo

O sequestro de carbono do solo (COS) é o processo de transferência de CO2 da atmosfera para o terreno na forma de carbono orgânico. Esse processo começa com a fotossíntese, onde as plantas convertem dióxido de carbono atmosférico em compostos orgânicos. Esses compostos são então incorporados ao solo através de resíduos vegetais e exsudatos radiculares.

Sequestro é a fração carbônica da matéria orgânica do solo, derivada não só de plantas, mas também de animais e microrganismos. Outra fonte desses compostos são os subprodutos da atividade animal e microbiana.

O processo de sequestro de carbono no solo continua à medida que compostos orgânicos são incorporados à terra através de plantas mortas ou folhas. Esses materiais acabam se decompondo e se transformando em sequestro com a ajuda de organismos subterrâneos.

Uma vez que, ao aumentar o teor de sequestro de carbono no solo, podemos efetivamente bloquear o CO2 – um importante gás de efeito estufa que retém o calor na atmosfera – do ar, o sequestro de carbono também acaba sendo uma maneira natural de mitigar as mudanças climáticas.

Potencial De Sequestro De Carbono Do Solo

A utilização do sequestro de carbono no solo para a mitigação das mudanças climáticas tem um imenso potencial. Hoje, os agricultores e as agroindústrias podem empregar uma variedade de estratégias para aprimorar esse processo:

• Lavoura de conservação. O preparo tradicional do solo expõe a matéria orgânica do solo ao oxigênio, que auxilia na decomposição, liberando CO2 e outros gases de efeito estufa. O preparo conservacionista, por outro lado, envolve mínima perturbação do solo, o que ajuda a reter o sequestro de carbono no solo.
• Rotação de culturas e diversificação. Essa prática pode aumentar os níveis de CO variando a quantidade e o tipo de resíduos vegetais devolvidos ao solo. Diferentes culturas apresentam diferentes estruturas radiculares e padrões de crescimento, o que pode influenciar o sequestro de carbono no solo.
• Plantas de cobertura. Trevo, feijão, ervilha e outras culturas de cobertura plantadas após a colheita da cultura principal ajudam o carbono a entrar no solo durante todo o ano. Esta é uma das práticas de agricultura de carbono mais eficazes, permitindo que o “adubo verde” adicione mais carbono ao solo.
• Aplicação de Emendas Orgânicas. O composto e o estrume podem aumentar significativamente os níveis de sequestro e melhorar as medidas de controlo da erosão, como a aração de contorno e a terraplanagem. Essas corretivas aumentam a matéria orgânica do solo, o que melhora sua estrutura e aumenta sua capacidade de absorver e reter água. Por exemplo, culturas perenes, que não morrem todos os anos, cultivam raízes profundas que ajudam os solos a armazenar mais carbono.

No entanto, o potencial de sequestro de carbono no solo é influenciado por controles locais sobre processos ecossistêmicos, como infiltração de chuvas, temperatura e erosão do solo e deposição de sedimentos. Esses fatores podem variar em escalas locais devido à heterogeneidade da paisagem, afetando as taxas de entrada e perda de SOC e resultando em diferenças no conteúdo de sequestro ao longo de gradientes topográficos  ^{James A. Thompson, Randall K. Kolka (2005). Soil carbon storage estimation in a forested watershed using quantitative soil-landscape modeling. Soil Science Society of America Journal 69:1086-1093. https://doi.org/10.2136/sssaj2004.0322.}. Por exemplo, a posição de declive afeta a umidade do solo e os níveis de nutrientes, com subsequente impacto no crescimento das raízes das plantas que podem ter consequências para o sequestro  ^{Joan G. Ehrenfeld, Eric Kaldor, Robert W. Parmelee (December, 1992). Vertical distribution of roots along a soil toposequence in the New Jersey Pinelands. Canadian Journal of Forest Research. 22(12): 1929-1936. https://doi.org/10.1139/x92-252}.

O potencial de sequestro de carbono no solo pode ser determinado pela compreensão tanto dos estoques históricos de sequestro sob vegetação natural antes da conversão para os usos quanto das influências desses usos na perda de carbono. Mudanças no uso e manejo da terra que resultem em aumento de insumos ou diminuição de perdas de sequestro podem reduzir seu déficit e aumentar o sequestro de carbono na agricultura.

Os cientistas estimam que os solos, principalmente os agrícolas, podem ajudar na compensação de carbono e sequestrar mais de um bilhão de toneladas adicionais de sequestro cada um  ^{Soil-Based Carbon Sequestration. (April 15, 2021). The MIT Climate Portal.}. As pastagens apresentam uma oportunidade significativa para o sequestro de carbono orgânico do solo, com potencial para fazer sequestro de carbono equivalente a cerca de 6,5 bilhões de toneladas métricas por ano, o que é aproximadamente equivalente a compensar as emissões anuais de mais de 1.400 usinas a carvão  ^{Sha, Z., Bai, Y., Li, R. et al (Jan 18, 2021). The global carbon sink potential of terrestrial vegetation can be increased substantially by optimal land management. Communications, Earth & Environment 3, 8 (2022). https://doi.org/10.1038/s43247-021-00333-1.}. Quanto às terras agrícolas, elas poderiam sequestrar entre 0,90 e 1,85 bilhão de toneladas métricas de carbono por ano, representando de 26% a 53% da meta estabelecida pela “Iniciativa 4p1000: Solos para Segurança Alimentar e Clima”, uma estratégia global para alavancar o solo para a mitigação das mudanças climáticas  ^{Zomer, R.J., Bossio, D.A., Sommer, R. et al (Sept 15, 2021). Global Sequestration Potential of Increased Organic Carbon in Cropland Soils. Scientific Reports 7, 15554 (2017). https://doi.org/10.1038/s41598-017-15794-8.}.

Como Medir O Sequestro De Carbono No Solo

Medir o sequestro de carbono no solo é um passo crucial para agricultores e agroindústrias que desejam colher benefícios financeiros de seus esforços. Para fazer isso, eles precisam empregar estratégias de amostragem cuidadosas e levar o solo coletado a um laboratório para determinar seu teor de COS.

Esta não é uma tarefa simples, pois a amostragem requer uma abordagem sistemática para garantir que as amostras sejam representativas de todo o campo.

Uma vez que as amostras chegam ao laboratório, elas passam por um processo complexo para medir e verificar o conteúdo de sequestro de carbono. Isso envolve uma variedade de técnicas e metodologias, já que os níveis de carbono no solo podem variar significativamente ao longo do tempo e em diferentes áreas de campo. Por exemplo, o teor de COS pode diferir entre as camadas do solo e do subsolo e, mesmo dentro da mesma camada, pode variar dependendo do tipo de solo, clima e práticas de manejo.

Com base nos resultados de laboratório, estimativas de sequestro de carbono são feitas em comparação com o estado basal. No entanto, dada a complexidade da dinâmica do SOC, essas estimativas são frequentemente associadas a um grau de incerteza.

Para superar esse desafio, os cientistas usam vários modelos de estimativa de mudanças. Alguns deles simulam os processos envolvidos na ciclagem de sequestro de carbono, como a decomposição da matéria orgânica, a entrada dele de resíduos vegetais e sua perda pela respiração. Outros são baseados em relações já observadas entre SOC e fatores influenciadores e usam técnicas estatísticas para prever mudanças SOC em dados históricos.

Há também modelos híbridos que combinam elementos de modelos baseados em processos e empíricos. Esses modelos aproveitam os pontos fortes de ambas as abordagens, fornecendo estimativas mais precisas e confiáveis dos efeitos do sequestro de carbono no solo.

Como as empresas querem saber possíveis lucros antes de se envolver em qualquer novo empreendimento, elas podem prever a quantidade de SOC sequestrado usando soluções modernas de análise de satélite alimentadas por IA. Para isso, eles precisam coletar amostras de solo para que o modelo de análise possa usá-las como linha de base.

Após um certo período de tempo – quanto mais longo, melhor para mudanças mais perceptíveis – o usuário precisará colher apenas 10% das amostras iniciais novamente para validar o modelo. Essa abordagem reduz significativamente o tempo e o custo associados à amostragem de solo, tornando-se uma opção mais viável para as empresas.

Pesquisas E Invenções Atuais E Futuras Em Sequestro De SOC

O campo do sequestro de carbono está evoluindo rapidamente, com inúmeros estudos de pesquisa e avanços tecnológicos contribuindo para nossa compreensão e capacidade de aproveitar essa poderosa ferramenta para mudanças de mitigação climática.

Uma área de foco é o potencial das pastagens para o sequestro de carbono no solo. Um estudo publicado na Science destacou que as pastagens globais podem sequestrar entre 2,3 e 7,3 bilhões de toneladas de CO2 equivalente por ano por meio da restauração da biodiversidade, melhor manejo de pastagens e introdução de leguminosas semeadas em pastagens  ^{Yongfei Bai, M. Francesca Cotrufo (2022). Grassland soil carbon sequestration: Current understanding, challenges, and solutions. Science, Vol 377, Issue 6606. https://doi.org/10.1126/science.abo2380.}.

A restauração de ecossistemas de pastagens também está sendo explorada como um meio de acelerar o sequestro de carbono. Pesquisas indicam que os solos armazenam quantidades climaticamente significativas de carbono como matéria orgânica, globalmente cerca de 2,3 vezes maior do que o carbono no CO2 atmosférico e 3,5 vezes maior do que o carbono em todos os organismos vivos  ^{Yang, Y., Tilman, D., Furey, G. et al. Soil carbon sequestration accelerated by restoration of grassland biodiversity. Nat Commun 10, 718 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-08636-w.}.

A quantidade de sequestro é vasta. Esta imagem é feita com base em dados estatísticos da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura.
Outra área significativa de pesquisa é o papel do solo no sequestro de carbono e também dos fertilizantes. Um estudo publicado na Nature revelou que esse sequestro muitas vezes requer grandes quantidades de fertilizantes minerais, principalmente para repor nutrientes  ^{Amelung, W., Bossio, D., de Vries, W. et al. Towards a global-scale soil climate mitigation strategy. Nat Commun 11, 5427 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18887-7.}.

Olhando para o futuro, o futuro da pesquisa de sequestro provavelmente envolverá uma maior exploração dos fatores que influenciam as taxas de sequestro, o desenvolvimento de técnicas mais precisas de medição e verificação e a criação de políticas e incentivos para incentivar a adoção de práticas de sequestro de carbono no solo.

Gestão SOC E Tecnologias Modernas

A tecnologia moderna, particularmente a análise de dados via satélite alimentada por IA, está desempenhando um papel fundamental na superação dos desafios de medir o sequestro de carbono.

As imagens de satélite fornecem dados de alta resolução sobre os níveis de SOC em grandes áreas geográficas. Os modelos de IA analisam dados históricos e atuais para prever mudanças nos níveis de sequestro de carbono com base em vários fatores, como uso da terra, clima e práticas de manejo de sistemas agrícolas para sequestro de carbono no solo. E, em seguida, os insights fornecidos pela análise de satélite alimentada por IA podem orientar os agricultores em direção a práticas mais sustentáveis e eficientes em carbono.

Em uma escala maior, dados confiáveis sobre a saúde do solo e o sequestro de carbono podem informar decisões políticas que promovam práticas de sequestro que mitiguem as mudanças climáticas. Os avanços nas tecnologias também levaram à introdução de um mercado de carbono como forma de estimular o sequestro.

Carbono Do Solo E A Mitigação Da Mudança Climática Global

Quanto mais aprendemos sobre o carbono orgânico na qualidade do solo e seu papel no sequestro, mais percebemos seu potencial para enfrentar nossos desafios ambientais mais urgentes. Embora a ciência do sequestro de carbono no solo esteja evoluindo rapidamente. O potencial da Terra nas questões de emissão e sequestro de carbono no solo são imenso, e apenas começamos a aproveitá-las.

A jornada em direção a um futuro mais sustentável e consciente do carbono é desafiadora, mas é uma jornada que devemos empreender. Ao aprofundar nossa compreensão do sequestro de carbono orgânico do solo, forneceremos o conhecimento e as ferramentas necessárias para aproveitar o poder da Terra para o benefício de nosso planeta e das gerações futuras.