Plantio direto e lavouras de biocombustíveis

Planta de bioetanol, Indiana, EUA“A América é viciada em petróleo” como admitiu o presidente George W. Bush em seu Discurso de Estado da União de 2006. E esse não é um problema exclusivo dos EUA, nem o vício é apenas por petróleo. Petróleo, carvão e gás natural são as reservas fósseis que movem nosso planeta, porém, agora o centro das atenções está voltado para as lavouras de biomassaDefinição Massa de matéria orgânica de origem biológica não fóssil que pode ser explorada como energia. Referências e Recursos Confiáveis Online http://www1.eere.energy.gov/biomass O Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável do Departamento de Energia dos EUA tem um Programa de Biomassa trabalhando com indústria, academia e Laboratórios Nacionais dos EUA em pesquisas sobre matérias-primas de biomassa e tecnologias de conversão. A meta são biocombustíveis, bioprodutos e bioenergia de custo competitivo e alta performance. como uma importante fonte alternativa de energia e materiais.

O plantio diretoDefinição Também conhecido como lavoura de conservação ou plantio direto, é uma maneira de cultivar lavouras ano a ano sem perturbar o solo através do preparo do solo, ou seja, cultivo do solo geralmente com implementos aplicados por trator. Referências e Recursos Confiáveis Online http://www.no-till.com/ Um portal de informações online sobre o plantio direto. e o paraquat têm um papel vital a desempenhar na produção de biomassa suficiente ao mesmo tempo em que sustenta a produção de alimentos e protege o meio ambiente.

No momento, os biocombustíveis são fabricados a partir de partes de lavouras que, de outra forma, são cultivadas para alimentação, por exemplo, grãos. Isso causa dois problemas:

  1. Insuficiência de combustível
  2. Possibilidade de insuficiência de alimentos

A produção de combustível – biodieselDefinição Mono-alquil–ésteres de ácidos graxos de cadeia longa derivados de óleos vegetais ou de gorduras animais para uso em motores a diese. É uma referência ao combustível puro antes de sua mistura com o diesel combustível. As misturas de biodiesel são denotadas como, "BXX" sendo que "XX" representa a porcentagem de biodiesel contida na mistura (ou seja: B20 significa 20% de biodiesel, 80% de diesel de petróleo). Referências e Recursos Confiáveis Online http://www.eere.energy.gov/afdc/fuels/biodiesel.html O Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável do Departamento de Energia dos EUA tem um Centro de Dados de Combustíveis Alternativos e Veículos Avançados com informações cruciais sobre biocombustíveis. ou bioetanol – dos óleos ou amido encontrado em sementes é relativamente baixa. Com a motivação econômica e ambiental para cultivar mais lavouras de biocombustíveisDefinição Lavouras usadas para a produção de biocombustíveis. No momento, lavouras alimentares como o trigo, semente de colza, canola e grãos de soja são usadas para a produção de biocombustíveis. No Brasil, o etanol é extraído diretamente da cana-de-açúcar. A Índia está promovendo a plantação de Jatropha curcas para a produção de biodiesel. O óleo de palmeira é outra de biocombustível. Algas que produzem biocombustíveis podem ser cultivadas em lagos salgados junto com plantas de força de carbono para capturar suas emissões de CO2. As lavouras de biodiesel deveriam usar, preferencialmente, terras menos favoráveis para a produção de lavouras alimentícias, como terras marginais, terra afetada pelo sal, terras áridas etc para evitar a competição não justificada com a produção de alimentos., no futuro, eles podem ocupar terrenos valiosos que deveriam ser usados para o cultivo de alimentos, especialmente em países pobres do Terceiro Mundo. No México, o aumento do preço de tortilhas de milho, alimento básico para muitas pessoas pobres, já é problema. Isso se deve à alta do preço do milho nos EUA, causado pela demanda por etanol.

Para tratar dos problemas com combustíveis e alimentares, seria muito mais interessante usar partes não colhidas, como caules e folhas de milho ou palha de trigo para a produção de biocombustível. Todavia, como será explorado neste artigo, isso terá conseqüências ambientais potencialmente graves sem mudanças adequadas nas práticas agrícolas.

O que são Biocombustíveis?

Uma variedade de materiais vegetais, tecnicamente chamados de 'biomassa’, podem ser processados como biocombustíveis. O biodiesel é produto de óleos vegetais derivados de grãos de soja, girassóis, semente de colza, palmeira, côcos e outras fontes mais exóticas como sementes de jatropha. O bioetanol, vem da fermentação do milho, beterraba sacarina e cana-de-açúcar, "switchgrass" e trigo, além de outros materiais vegetais “celulósicos”.

O uso do etanol ultrapassa de longe o biodiesel mundialmente, pois o etanol tem mercados e infraestrutura mais maduros. Nos EUA, onde é abastecido principalmente pelo milho, o etanol é misturado à gasolina há muitos anos.

O grande consumo de energia fóssil na fabricação e transporte para o mercado atualmente mina a promessa do etanol derivado do milho dos EUA to como solução para o aquecimento global segurança energética. Alguns esquemas para estabelecer a produção de etanol dependem, na verdade, da energia proveniente de carvão e diesel para administrar as fábricas de etanol. O etanol feito de cana-de-açúcar no Brasil, por outro lado, se baseia em um processo eficiente aprimorado desde a crise do petróleo da década de 1970, e reduz as emissões de gases-estufa em 80%.

No geral, o biodiesel ainda é mais eficaz como combustível e produz menos emissões do que o etanol. Estudos mostram que o biodiesel é, em média, cerca de quatro vezes tão eficiente quanto o diesel de petróleo considerando todos os consumos de energia, milhagem de combustível e absorção de carbono das plantas. O etanol tem cerca de duas vezes a mesma eficácia.

A produção e o uso de biodiesel não apenas resulta em uma redução nas emissões de dióxido de carbono; porém, ao contrário do diesel de petróleo, também evita a emissão de chumbo, enxofre ou aromáticos tóxicos como o benzeno, tolueno e xileno. Na Europa, onde a tecnologia do diesel é mais avançada e disseminada, o biodiesel atualmente tem maior potencial para o transporte comercial e civil do que nos EUA. A produção de biodiesel na Europa ultrapassa em muito a produção nos EUA. A facilidade com que o biodiesel pode ser misturado ao petrodiesel convencional talvez seja sua melhor vantagem comercial. Veículos com motores a diesel convencional podem rodar com misturas de 20% sem necessidade de modificações.

Dentro da próxima década, aproximadamente, espera-se que a palha de cereais e as folhas e caules de milho sejam uma grande contribuição para a produção de biocombustíveis. Atualmente, grãos e outras fontes de amido e açúcares são usados para fazer o bioetanol ‘de primeira geração’. Em breve, a tecnologia do processo para a fabricação dos biocombustíveis de 'segunda geração’, a partir da celulose em caules, folhas e palha será implementada em ‘biorefinarias’.

Manejo de Lavoura de Biocombustível

Tanto os grãos quanto a palha são importantesEmbora a palha, caules e folhas sejam vistos como fontes potencialmente atraentes de biocombustíveis de segunda geração. Longe de serem dejetos, os restos da colheita têm um papel essencial na manutenção ou melhoria da qualidade do solo. As raízes adicionam matéria orgânica aos solos, porém o restolho e palha ou caules e folhas – às vezes chamados de ‘lixo’– também são importantes. Deve-se cuidar para não colhê-los demais para a produção de biocombustíveis. O manejo do lixo é uma parte importante da agricultura de conservação - que tem como objetivo a produção de lavouras rentáveis ao mesmo tempo em que protege o solo e a água e promove a biodiversidade. Restolho e palha, que são melhores talhados e espalhados por igual sobre o campo, protegem contra a erosão por vento e chuva, proporcionam um habitat para a vida silvestre e acabam ajudando a manter os níveis de matéria orgânica do solo.

Técnicas de plantio direto, onde as lavouras são plantadas em restolhos não cultivados, constituem a maneira ideal de estabelecer lavouras na agricultura de conservação. O plantio direto foi iniciado com o uso do paraquat como herbicida não-seletivo de queimada para controlar as ervas daninhas que não eram mais enterradas pela aragem. Embora o glifosato tenha se estabelecido como um herbicida não seletivo alternativo, o paraquat tem vantagens quando a ação rápida no clima mais frio e a resistência à chuva são importantes. O uso do paraquat também é uma parte importante das estratégias de manejo da resistência, pois o glifosato sucumbe à resistência das ervas daninhas.

Recentemente, o Departamento de Agricultura dos EUA e o Departamento de Energia (USDA & DOE) relataram um trabalho que avalia a viabilidade de se alcançar os objetivos de substituição do petróleo, carvão e gás natural por biomassa (ref 1). Espera-se, que por volta do ano 2030, se alcance a substituição de 30% da demanda de petróleo do país por biocombustíveis.

Para alcançar essa meta, calcula-se que sejam necessários mais de um bilhão de toneladas de matéria bruta de biomassa por ano. Isso deve ser coerente não apenas com a satisfação das necessidades alimentares, alimento animal e fibras, mas também compatível com o sustento da qualidade e produtividade do solo.

São necessárias muitas suposições sobre o progresso técnico, porém, por volta do ano 2030 mais de 350 milhões de toneladas de biomassa podem ser provenientes da ciência florestal e quase um bilhão de toneladas da terra agrícola.

Fontes potenciais de demanda de biomassa nos EUA (ref 1)A análise sobre a possível origem dessas toneladas é mostrada no gráfico ao lado e inclui 430 milhões de toneladas de restos de lavoura, principalmente caules e folhas de milho.

As suposições incluem: aumento da produção alinhada às tendências atuais, melhorias na tecnologia de colheita para possibilitar maior recuperação de caules, folhas e outras palhas e o manejo das terras férteis com métodos de plantio direto. Definição A ocorrência de excesso de líquido (como chuva) que origina se origina na parte alta do terreno e se acumula além da capacidade de absorção do solo. Quando isso ocorre, o excesso de líquido escorre pela superfície até chegar à água superficial mais próxima (reservatório d'água, lago, rio).

O USDA e o DOE reconhecem que a conversão de todas as terras férteis em plantio direto pode não ser realista, mas, mesmo assim, apontam que um forte mercado de bioenergia poderia ser um forte impulso para grandes aumentos no número de acres de plantio direto, que são a chave para alcançar os objetivos. 

A importância do aumento da área de terra fértil onde se pratica o plantio direto e do reconhecimento disso na política é observada no Jornal sobre o Tema do Estatuto Agrícola de 2007 (ref 2):

“Há uma oportunidade significativa de realização de ganhos econômicos e ambientais imediatos através de atividades de conservação de energia... As medidas incluem: Duplicação do número de acres de plantio direto (de 25 para 50 milhões de hectares), economizando 821 milhões de litros de combustível diesel (217 milhões de galões) e US$ 500 milhões ao ano…”
; Por que o plantio direto é tão importante para o rápido desenvolvimento da indústria de biocombustíveis e como o paraquat pode ajudar? Esse artigo observa o potencial dos biocombustíveis, os problemas envolvidos e as soluções oferecidas pelo plantio direto e pelo paraquat.

O Potencial dos Biocombustíveis

As reservas de petróleo conhecidas estimadas durariam cerca de 40 anos se usadas na taxa atual, o gás e o carvão durariam mais, porém a demanda de energia está crescendo (ref 3):

  • Em 2007, os EUA usaram mais de 20 milhões de barris de petróleo ao dia. A UE usou 15 milhões de barris por dia. Compare esses números ao consumo da China, de apenas 6 milhões de barris diários, e da Índia, de 2 milhões, e pense em como as economias desses grandes países estão crescendo rápido.
  • Olhe um mapa de onde as principais reservas fósseis se localizam e veja que talvez mais de dois terços estão em regiões politicamente instáveis.
  • Sinta as temperaturas mais quentes, que a maioria dos cientistas do clima acreditam estar ligadas às emissões de gás-estufa e observe que a concentração de dióxido de carbono na atmosfera aumentou em 25% em 50 anos e dobrará até o final do século.

Não é nada estranho que os preços dos combustíveis estejam subindo e que o interesse e os investimentos em bioetanol, biodiesel, biopolímeros e em outros produtos não alimentícios das lavouras esteja em franco crescimento. No curto prazo, os EUA objetiva a produção anual de 28,4 bilhões de litros (7,5 bilhões de galões) de bioetanol até 2012 (ref 2) e o objetivo da UE é usar 5,75% de combustíveis de biorenováveis para transporte rodoviário até 2010 (ref 4).

A idéia dos biocombustíveis não é nova. O motor a diesel foi projetado originalmente para funcionar com óleos ‘vegetais’, primeiro abastecidos por óleo de amendoim, e Henry Ford chamou o etanol de “o combustível do futuro”. No entanto, apenas nos anos recentes que o bioetanol e o biodiesel estão se disseminando. O Brasil obteve uma liderança precoce com seu investimento no Proálcool programa para a produção de etanol a partir da cana-de-açúcar em 1975. Em 2005, os EUA produziram 15 bilhões de litros (4 bilhões de galões) de etanol a partir do milho, computando 14% de toda a produção doméstica de milho (ref 2). Na Europa, o bioetanol é feito de trigo e beterraba sacarina, atualmente em volumes muito menores do que os EUA ou o Brasil. O biodiesel é produzido de sementes oleaginosas. Nos EUA, os grãos de soja são a matéria-prima, e na Europa usa-se mais o óleo de semente de colza (canola).

Milho: movido a energia solarA energia do sol é capturada por fotossíntese em 57 bilhões de toneladas de novo material vegetal em terra todo ano (ref 5). A humanidade usa cerca de 4 bilhões de toneladas da agricultura e 7,5 bilhões de toneladas terra florestal anualmente. O resto, obviamente, é essencial para manter os ecossistemas do planeta.

O maior potencial de produção de biodiesel vem das plantas oleaginosas tropicais, especialmente dendezeiro (Elaeis guineensis) na Malásia e Indonésia, e Jatropha (Jatropha curcas) na Índia. O cultivo dessas grandes áreas de lavouras perenes tropicais não apenas é planejado, mas a luz solar intensa e a abundância de água permitem a alta produtividade.

A previsão é que a demanda global de alimento dobre até o ano 2050, e que muito mais pessoas desejarão comer carne. A energia alimentar de um bife, por exemplo, requer até oito vezes mais terra fértil do que uma dieta vegetariana equivalente. Portanto, mais do que nunca, há uma pressão para aumentar a produtividade agrícola e para usá-la sabiamente. A proteção do solo é essencial para a produção agrícola sustentável.

Problemas dos Biocombustíveis

O bioetanol e o biodiesel atualmente disponíveis são biocombustíveis de ‘primeira geração’, feitos de amido ou óleo (triglicerídeos) que as plantas armazenam em sementes, ou sucrose armazenada em raízes ou cana. As pesquisas agora estão concentradas no melhoramento dos processos químicos e biológicos necessários para fazer os biocombustíveis de ‘segunda geração’ a partir dos materiais mais abundantes que as plantas usam como estrutura, como se encontra, por exemplo, em caules e folhas de milho e palha de trigo, especialmente celulose.

Há três áreas problemáticas importantes com os biocombustíveis de primeira geração:

  1. Primeiro, simplesmente não há terra suficiente disponível. Calcula-se que se todos os grãos de milho dos EUA fossem usados para fabricar bioetanol e todos os grãos de soja fossem usados na fabricação de biodiesel isso satisfaria somente 12% da demanda atual de gasolina dos EUA e 6% da demanda atual de diesel (ref 6). O uso de celulose de caules e folhas e palha que sobram das lavouras de grãos cultivados por manejo de plantio direto sustentará um suprimento muito maior e mais sustentável de matéria-prima.
  2. Segundo, grandes quantidades de energias são usadas na produção de biocombustíveis de amido, sucrose ou óleo, especialmente na fabricação de bioetanol. Tratores e ceifeiras consomem diesel fóssil, a produção de fertilizante de nitrogênio requer energia, e quantias substanciais de calor e energia elétrica são usadas nas refinarias de etanol. O plantio direto aumenta a contribuição líquida de energia de biomassa através da redução da energia usada na produção da lavoura.
  3. Terceiro, essas atividades e processos que consomem energia também liberam dióxido de carbono. Poucas pessoas percebem que os que os combustíveis para transporte contribuem menos para as emissões de gás-estufa do que a agricultura ou o desmatamento, ou seja, a queima de resíduos (ver gráfico abaixo)(ref 7). Remover florestas para cultivar dendezeiro para biodiesel não é sustentável, e esse foi um dos motivos da formação da Mesa Redonda sobre Dendezeiro Sustentável no Sudeste da Ásia. O plantio direto pode reduzir as emissões de gás-estufa pelo menor uso de combustível, porém, fundamentalmente pelo acúmulo de matéria orgânica no solo para capturar o dióxido de carbono.

Fontes de contribuição nas emissões de gás-estufa (ref7).

A agricultura, no entanto, tem a oportunidade de desempenhar um papel essencial no fornecimento de biomassa para energia e na redução das emissões de gás-estufa. A ‘biomassa celulósica’ de palha e caules e folhas para biocombustíveis de segunda geração será uma matéria-prima muito mais abundante. Na próxima década, métodos agrícolas inovadores em conjunto com tecnologias melhoradas de processos químicos e biológicos tornarão a biomassa mais positiva na contribuição líquida de energia e proporcionará uma redução ainda mais substancial nas emissões de dióxido de carbono. A agricultura de plantio direto, usando herbicidas não seletivosDefinição Um produto químico usado para eliminar somente certos tipos de ervas daninhas (ervas daninhas anuais gramíneas ou de folhas largas). Referências e Recursos Confiáveis Online http://www.weeds.iastate.edu/ Uma inestimável fonte de informações contemporâneas sobre herbicidas e ervas daninhas da Iowa State University. como paraquat para o controle de ervas daninhas, formará a plataforma para o sucesso através de um suprimento sustentável de biomassa.

Benefícios do Plantio Direto

A agricultura de plantio direto se desenvolveu desde a introdução do paraquat, há mais de 40 anos, possibilitou o controle de ervas daninhas sem aragem. Os muitos benefícios do plantio direto estão listados na tabela abaixo. Existem soluções práticas para os poucos problemas envolvidos. Porém, a capacidade e o apreço às necessidades do solo são vitais para o sucesso do plantio direto.

Resumo dos benefícios e problemas geralmente associados ao plantio direto

Fator Benefícios Problemas
Solo A palha e outros materiais vegetais não colhidos reduzem a erosão por vento e água.
A matéria orgânica se acumula para proporcionar estrutura e nutrientes.
 
Temperaturas mais baixas do solo na primavera. O cultivo em faixas (limpeza de uma faixa fina ao longo das fileiras da lavoura durante a plantação) proporciona uma solução.
Água A boa estrutura permite umamelhor retenção e a drenagem do excesso.  
Biodiversidade Habitats para a flora, fauna e microorganismos sobre o solo e dentro dele. Ocasionalmente, doenças por fungos são estimuladas.
Lavoura Bom ambiente para o crescimento de raiz e suprimento de nutrientes.
Melhor tolerância à seca.
Menos suscetível a alagamentos.
 
Crescimento lento durante a primavera em solos mais frios de áreas mais marginais e possíveis reduções da safra. O cultivo em faixas evita o problema (veja acima).
Energia Uso reduzido de combustível.      
Clima Redução das emissões devido ao menor número de operações agrícolas.
Retenção de carbono na matéria orgânica.
 
 
Economia agrícola Custos menores com combustível e maquinário, maior rentabilidade.  

Sistemas de cultivo usados no milho dos EUA em 2004 (ref 9) Em todo o mundo, há 90 milhões ha de terra fértil com plantio direto, a maior parte nas Américas (ref 8).

Dos 32,4 milhões de ha (80 milhões de acres) de milho cultivado nos EUA em 2004, 20% usaram plantio direto e outros 18% foram cultivados em sulcos ou com cobertura em terras onde não se acredita ser possível realizar o plantio direto, porém, muitos dos benefícios do plantio direto ainda são alcançáveis (ref 9). Cerca de 15% dos 30,4 milhões de ha de pequenos grãos como trigo (75 milhões de acres) foram cultivados por plantio direto.

Mais grãos de soja são cultivados por plantio direto nos EUA (38% de 76 milhões de acres, ou 47% por técnicas de lavoura de conservação), porém, os grãos de soja deixam menos resíduos do que o milho.  Todavia, programas de criação tentam obter grãos de soja de maior biomassa (ref 1).

Soluções de Plantio Direto: 1. Fornecimento Sustentável de Biomassa

Caules e folhas de milho:  remover ou não removerQuanta biomassa pode ser removida dos campos de milho sem comprometer os benefícios de se deixar uma cobertura de caules e folhas sobre o solo?

A resposta depende de muitos fatores, inclusive o nível de safra da lavoura, clima, topografia, tipo de solo e manejo do solo.  O Índice de Condicionamento do Solo (ICS) é uma ferramenta para prever os efeitos qualitativos da prática agrícola nos níveis de matéria orgânica no solo:  eles permanecem estáveis, aumentam ou diminuem sob determinadas circunstâncias?  Exemplos práticos estão incluídos no Manual Nacional de Agronomia (ref 10) do Serviço de Conservação dos Recursos Naturais (NCRS) do USDA.

Foi demonstrado que o lixo superficial é menos importante com o plantio direto (ref 11).  Existem vários motivos para isso, porém, quando o solo não é perturbado há menos suscetibilidade à erosão.  Jornadas mais longas de plantio direto dão maior oportunidade para que os níveis de matéria orgânica aumentem e a estrutura e estabilidade do solo melhorem.

Fizeram-se tentativas de estimar a quantidade de biomassa residual da lavoura que poderia ser removida de maneira sustentável (ref 12).  As metodologias usadas se baseiam na Equação Universal de Perda do Solo Revisada e na Equação de Erosão por Vento (WEQ) para garantir que a quantidade de perda de solo por vento e chuva não ultrapasse um limite tolerável.  Isso levou aos cálculos de níveis sustentáveis de remoção no relatório do USDA/DOE sobre alcançar as metas de uso de biomassa dos EUA (ref 1).

O uso do paraquat para o controle de ervas daninhas também ajuda. O paraquat não é transferido nas plantas, portanto, apenas o crescimento de ramos que entram em contato pela pulverização é destruído, e as raízes permanecem intactas por algum tempo. Isso proporciona um efeito de âncora ao solo.  Da mesma forma, como o paraquat é inativado imediatamente no contato com o solo, devido à sua absorção extremamente forte, ele não tem efeito residual. Portanto, novas ondas de germinação não são afetadas. Uma flora de ervas daninhas regenerada e manejada de maneira natural, proporciona uma cobertura vegetativa para o solo, desempenhando um papel semelhante os restos de lavoura espalhados sobre o campo.

Nos casos onde a remoção dos restos de lavoura parece não ser sustentável, há alternativas (ref 13). Estas incluem o cultivo de lavouras de coberturaDefinição Lavouras de cobertura são plantas cultivadas, principalmente, não para serem colhidas para alimentação, mas sim para servir para o controle da erosão do solo, controle de ervas daninhas e melhoramento da qualidade do solo. Geralmente são aradas ou cultivadas antes da plantação da próxima lavoura alimentar; nesses casos a "lavoura de cobertura" é usada como correção do solo, e é sinônimo de "lavoura de fertilização verde". Referências e Recursos Confiáveis Online http://attra.ncat.org/attra-pub/covercrop.html ATTRA é o Centro de Informações sobre Agricultura Sustentável do Centro Nacional de Tecnologia Adequada dos EUA. entre as lavouras principais em rotações aráveis, ou cultivo de lavouras perenes dedicadas à energia, como "switchgrass" (Panicum virgatum) ou Miscanthus (Miscanthus giganteus). O paraquat já tem usos bem estabelecidos no manejo e dessecação de lavouras de cobertura. As lavouras de energia perene geralmente são espécies lenhosas. Nas lavouras perenes, o paraquat é ideal para o controle de amplo espectro de ervas daninhas, pois não consegue penetrar nas cascas das árvores e também não tem nenhuma atividade residual no solo.  Qualquer pequena quantidade da pulverização que entre em contato com folhas não é importante, pois o paraquat, ao contrário do glifosato, é um herbicida não sistêmico.

Soluções de Plantio Direto: 2. Aumento da Contribuição Líquida da Biomassa para a Energia

Custos relativos do materiais usados nos processos de produção de lavouras de milho (ref 6)A energia é necessária para cultivar biomassa e depois para transportá-la e processá-la.  Uma análise dos consumos energéticos agrícolas para o cultivo de milho para bioetanol e grãos de soja para biodiesel aponta para a importância de dois consumos: combustível diesel e fertilizante de nitrogênio (ref 6).

A soja tem uma vantagem pelo fato de ser uma leguminosa, recebendo pouco ou nenhum fertilizante de nitrogênio, o que torna o biodiesel significativamente mais positivo em termos de energia do que o bioetanol.

Todavia, durante toda a rotação, o consumo de diesel é, de longe, o maior causador de déficit no balanço energético.
Nessa análise não se levaram em conta as práticas agronômicas específicas.  Obviamente, mais operações de campo queimam mais diesel.  Há muitos outros fatores, inclusive tipo e condição do solo, profundidade dos cultivos, força do trator, etc.  uma análise explicativa do uso de combustível em vários sistemas de cultivo em Illinois mostrou que, embora parte da economia de combustível no plantio direto seja compensada pelo uso de combustível na semeadura e pulverização, o milho com plantio direto usou 14% menos combustível e a soja com plantio direto usou 49% menos combustível (ref 14).

Combustível usado no cultivo de milho e soja em Illinois com os sistemas convencional e de plantio direto (ref 14)

Uso de Combustível Diesel (galões americanos/acre)
  Milho Soja
  Convencional Plantio Direto Convencional Plantio Direto
Cultivo 0.7 0.0 2.4 0.0
Planta 0.4 0.5 0.4 0.5
Pulverização 0.3 0.5 0.3 0.5
Fertilização 0.8 0.7 0.2 0.2
Combinado 1.5 1.5 1.0 1.0
Total 3.7 3.2 4.3 2.2

Outras análises sugerem economias de combustível ainda maiores com o plantio direto. Por exemplo, o Farm Bill Theme Paper (Jornal sobre o Tema do Estatuto Agrícola de 2007) do USDA ‘Energy and Agriculture’ (Energia e Agricultura) afirma:

“Durante as últimas décadas, o NRCS ajudou agricultores a adotar práticas de plantio direto em cerca de 25 milhões de hectares de terra fértil. Assumindo uma economia média de 33,13 litros/ha em combustível diesel, isso equivale a uma economia de 821 milhões de litros de combustível diesel por ano com economia de custo de cerca de US$ 500 milhões por ano para os agricultores”.

Embora herbicidas não-seletivos como o paraquat precisem ser usados em sistemas de plantio direto para o controle de ervas daninhas, o que exige o gasto de combustível tanto para fabricação e transporte do próprio herbicida quanto para sua pulverização, esses gastos são muito pequenos em comparação com a economia que se faz ao não lavrar e nem preparar o solo.

Soluções de Plantio Direto: 3. Redução das Emissões de Gás-Estufa

Os níveis de dióxido de carbono na atmosfera dobrarão até o final do século (ref 7)A quantidade de dióxido de carbono na atmosfera está crescendo exponencialmente. As estimativas variam, mas ficam sempre na casa dos bilhões de toneladas adicionados todo ano. Em 2000, estima-se que 32 bilhões de toneladas foram liberadas – 77% de todas as emissões de gás-estufa, segundo se calcula por seus efeitos no aquecimento global (ref 7).

Os outros gases-estufa significativos são o metano (14%), óxido nitroso (8%) e hidrocarbonetos clorados (1%). Estes são produzidos em quantidades muito menores, mas têm efeitos mais potentes no aquecimento global do que o dióxido de carbono (aproximadamente 20, 300 e muitos milhares de vezes mais, respectivamente).

Cerca de 80% das emissões de gás-estufa vêm do uso de combustíveis fósseis. O restante, juntamente com a maioria das emissões de metano e óxido nitroso vem da agricultura e da queima de maneira indesejável do desmatamento.

O plantio direto pode reduzir as emissões de dióxido de carbono de duas maneiras:

  • Menor queima de combustível
  • Mais matéria orgânica conservada

A redução do combustível usado na produção agrícola obviamente diminuirá as emissões, porém, esse é um efeito relativamente pequeno se comparado ao aumento do potencial de retenção do carbono em matéria orgânica com o plantio direto. 

Na Europa (o continente, exceto a ex-URSS), foi estimado que se o plantio direto fosse aplicado em todas as terras férteis, haveria o potencial de reter mais de 150 milhões de toneladas de dióxido de carbono (ref15). Além disso, a economia no consumo de combustível diesel reduziria as emissões de dióxido de carbono em aproximadamente 12 milhões de toneladas ao ano. Colocando em perspectiva, um carro familiar tipicamente emite cerca de 4 toneladas de dióxido de carbono durante um ano

Nos EUA, o Consórcio para Mitigação dos Gases-Estufa no Solo Agrícola (ref 16) (CASMGS, na sigla em inglês pronuncia-se ‘Chasms’) é uma aliança, fundada pelo governo, de dez universidades e institutos com o desafio de fornecer

“ … as ferramentas e informações necessárias para implementar, programas bem sucedidos de retenção de carbono no solo para que possamos diminuir o acúmulo de gases-estufa na atmosfera, ao mesmo tempo que fornece renda e incentivos para agricultores e melhora o solo. Esses benefícios incluem uma produção agrícola maior e estável e uma redução geral da erosão do solo e da poluição por produtos químicos e fertilizantes agrícolas”.

O CASMGS estima que os solos agrícolas nos EUA têm o potencial de reter entre 275 e 730 milhões de toneladas de dióxido de carbono ao ano. Se fosse introduzido um esquema de comércio de carbono, no qual as indústrias que emitem mais poluentes pagam àquelas que emitem menos, a agricultura dos USA poderia lucrar com um mercado de US$ 5 bilhões por retenção de carbono. O plantio direto seria vital para isso. A Agência Agrícola de Iowa vem trabalhando para agregar créditos em carbono dos agricultores de Iowa para venda no Intercâmbio Climático de Chicago em um projeto piloto (ref 17).

Uma advertência é que os solos úmidos e compactos podem estimular a conversão de fertilizante ou fontes de nitrato no solo em emissões nocivas de óxido nitroso (ref 18). Embora o tipo de fertilizante também tenha um efeito, o plantio direto deve ser bem feito para evitar esse tipo de condição adversa.

Os Biocombustíveis Precisam do Plantio Direto e do Paraquat

Unidade de queima de palha, DinamarcaEspera-se que a palha de cereais e os caules e folhas de milho sejam uma grande contribuição na produção de biocombustíveis. Atualmente, amido e açúcares de grãos e outras fontes são usados na fabricação de bioetanol de ‘de primeira geração’. Talvez, dentro de 10 anos, a tecnologia do processo para a fabricação dos biocombustíveis de ‘segunda geração’, a partir da celulose em caules, folhas e palha estará implementada em ‘biorefinarias’. Cada vez mais, a palha também é queimada para produzir energia para gerar calor e energia elétrica.

Entretanto, a palha, caules e folhas não são dejetos e já desempenham um papel importante nos sistemas de cultivo. O material cultivado deixado nos campos após a colheita ajuda a evitar a erosão, proporciona habitats para a vida silvestre e aumenta o nível de matéria orgânica no solo.

No final das contas, ela se soma à matéria orgânica, que é importante para a estrutura, estabilidade e produtividade do solo. No futuro próximo, portanto, haverá um conflito entre o uso dos resíduos da lavoura para manejo do solo e coleta dos mesmos como biomassa para a produção de biocombustíveis.

A solução desse dilema é aumentar a quantidade de terra fértil cultivada por plantio direto. Grandes aumentos na área de plantio direto nos EUA foram recomendadas para satisfazer as futuras demandas anuais do país estimadas em mais de um bilhão de toneladas de biomassa. O plantio direto tem três benefícios fundamentais na produção de biocombustíveis:

  1. Os solos onde se usa o plantio direto são mais estáveis e menos suscetíveis à erosão, permitindo a remoção de maior quantidade de palha,
  2. O plantio direto significa um consumo substancialmente menor de combustível na produção da lavoura, aumentando a contribuição líquida de energia de biocombustíveis,
  3. Parcialmente devido ao menor uso de combustível, porém, muito mais significativamente devido ao aumento dos níveis de matéria orgânica no solo, ps solos cultivados por plantio direto retém grandes quantias de dióxido de carbono – com implicações importantes em seu papel como gás-estufa no aquecimento global.

Como as ervas daninhas não são controladas pela aragem no plantio direto, seu sucesso depende do uso de herbicidas não seletivos como o paraquat. O paraquat é a melhor escolha quando a ação rápida e a resistência à chuva são necessárias. O paraquat não tem atividade residual no solo e contribui para minimizar da erosão do solo, pois destrói apenas o crescimento de ramos. As raízes permanecem intactas e proporcionam um efeito ancorador. Além disso, o paraquat é um componente essencial na rotação de herbicidas para evitar a resistência de ervas daninhas.

Referências

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