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+Composto - Otimização da aplicação de composto e adubação verde como medidas de sequestro de carbono no solo e redução da fertilização azotada (ID: 108 )
Coordenador: IPB - Instituto Politécnico de Bragança
Iniciativa emblemática: 3. Mitigação das alterações climáticas
Data de Aprovação: 2021-11-12 Duração da iniciativa: 2025-12-31
NUTS II: Norte NUTS III: Terras de Trás-os-Montes
Identificação do problema ou oportunidade
O
aquecimento global, ou mudança climática, tem vindo a provocar alterações significativas
no clima um pouco por todo o mundo, ameaçando destruir ecossistemas naturais e
diversas atividades económicas, com particular destaque para a atividade
agrícola. Para a região mediterrânica, a modelação climática prevê,
genericamente, aumento de temperatura e redução da precipitação [1].
Temperaturas elevadas, em particular as temperaturas noturnas (noites
tropicais) e a redução da disponibilidade hídrica, em particular o agravamento
das secas prolongadas, tornará ainda mais difícil a atividade agrícola, em
particular a agricultura de sequeiro.
A
atividade agrícola pode contribuir para o agravamento da situação se se revelar
uma fonte emissora de gases de estufa. Pode, por outro lado, ser uma peça
fundamental para se atingir a neutralidade carbónica se contribuir para o
sequestro de carbono no solo.
Os
solos agrícolas de Portugal têm um padrão comum. São pobres em matéria
orgânica. Solos com teores baixos em matéria orgânica têm menor capacidade de
retenção de água, menor capacidade de troca catiónica, menor capacidade de
neutralizar contaminantes (resíduos de pesticidas, metais pesados, …) e menor
reserva de nutrientes. Na prática, são mais difíceis de cultivar, são mais
suscetíveis à erosão hídrica e estão frequentemente associados a produtividades
baixas.
O
teor de matéria do solo depende das condições agro-ecológicas de cada local.
Isto é, em cada local o teor de matéria orgânica do solo depende do balanço
entre as entradas e as saídas anuais de carbono. As entradas são devidas aos
resíduos das culturas (raízes, restolhos, queda de folhas de outono, exsudados
radiculares, deposições micorrízicas, etc.) e à aplicação de estrumes e
compostos. As perdas de matéria orgânica devem-se à atividade biológica do solo
que mineraliza os resíduos e devolve o dióxido de carbono para a atmosfera. A
mudança climática (temperaturas excessivas e redução da precipitação) limita a
produtividade primária do agro-sistema e a entrada de resíduos no solo e
aumenta a mineralização do substrato orgânico, conduzindo a solos progressivamente
com teores de matéria orgânica ainda mais baixos e menos produtivos. O homem, intervindo
no sistema de cultivo, pode ter um papel relevante no teor de matéria orgânica
do solo, promovendo a entrada de carbono e tentando limitar as saídas. Os
solos representam um enorme reservatório de carbono orgânico, muito superior ao
que se encontra presente em toda a vegetação do planeta [2]. A matéria
orgânica, ou teor de carbono orgânico no solo, pode ser alterado em escalas
temporais muito curtas, fazendo modificações orientadas ao problema nos
sistemas de cultivo. Assim, a agricultura, frequentemente vista como parte do
problema, pode objetivamente ser parte da solução. Os solos agrícolas podem
constituir-se como um elemento fundamental no sequestro de carbono no solo.
Aumentar
a matéria orgânica no solo (ou o sequestro de carbono no solo) permite atingir
dois grandes desideratos: tornar os solos mais produtivos; e contribuir para a
mitigação das alterações climáticas. Porque não se avança, então, de forma mais
rápida? Provavelmente porque não se tem conseguido ver exatamente como se
consegue e/ou se as estratégias utilizadas permitem manter a produtividade das
culturas.
Do
ponto de vista agrícola há duas formas importantes de aumentar o teor de
matéria orgânica no solo: a aplicação de estrumes e compostos resultantes da
atividade agroindustrial, pecuária e florestal; e a prática das adubações
verdes ou siderações, que podem incluir a utilização de cobertos vegetais ricos
em leguminosas. Apresentadas desta forma parecem simples, mas pô-las em prática
é um pouco mais complexo, como alguns estudos pioneiros em Portugal têm
mostrado [3]. É necessário otimizar estas técnicas à escala da parcela e
avaliar em que situações culturais elas podem ser implementadas, extraindo
benefícios para os produtores e para a sociedade.
É
necessário, portanto, uma mudança nos sistemas de cultivo reduzindo de forma
significativamente relevante o uso de adubos azotados e implementando sistemas
de adubação verde. Os adubos químicos fornecem apenas nutrientes às plantas,
sendo, em parte, também responsáveis pelos teores baixos de matéria orgânica
nos solos. Por outro lado, devido à elevada disponibilidade dos nutrientes no
solo após a sua aplicação são usados pelas plantas com baixa eficiência, sendo
parte dos nutrientes lixiviados dando origem à eutrofização dos ecossistemas
aquáticos. O uso de adubos azotados pode também originar a emissão de óxidos de
azoto para a atmosfera, sobretudo em agricultura de regadio, que são também
importantes gases de estufa [4]. Por outro lado, é urgente criar condições para
que mais produtores possam adotar o modo de produção biológica. Para a adoção
do modo de produção biológica só há dois caminhos: regressar aos sistemas
agropecuários e aumentar a produção de dejetos animais; e/ou introduzir
leguminosas no sistema com capacidade de fixar azoto. A primeira via não é
realista devido à elevada especialização de muitos setores produtivos e à
elevada necessidade de mão-de-obra que a atividade agropecuária exige.
Assim,
esta proposta prevê a instalação de 13 campos experimentais, envolvendo as duas
estratégias base de aumentar a fertilidade do solo referidas, o uso de
compostos e a adubação verde. Os campos experimentais incluirão algumas das
espécies cultivadas de maior importância nacional e/ou regional, vinha, olival
e castanheiro. As práticas implementadas serão avaliadas por metodologias
científicas robustas que incluem a avaliação da performance fotossintética e
produtiva das árvores, a qualidade dos frutos, as propriedades do solo, em
particular o sequestro de carbono e a atividade biológica, e a avaliação da
biodiversidade funcional. Espera-se
fornecer soluções fáceis de implementar, validadas pelos produtores (toda a
investigação será conduzida em campos de produtores) e pela ciência, e
adequadamente orientadas para cada uma das culturas, solos e demais condições
de cultivo.
[1] Quinteiro P, Rafael S, Vicente B,
Marta-Almeida M, Rocha A, Arroja L, Dias AC (2019). Mapping green water scarcity
under climate change: A case study of Portugal. Sci Total Environ 696:134024.
[2] Weil RR, Brady NC (2017).
The nature and properties of soils. 15th
edition, Pearson, London, England.
[3] Rodrigues MA, Dimande P, Pereira E, Ferreira IQ,
Freitas S, Correia CM, Moutinho-Pereira J, Arrobas M (2015). Early-maturing annual
legumes: an option for cover cropping in rainfed olive orchards. Nutr Cycl Agroecosys 103:153–166. (DOI: 10.1007/s10705-015-9730-5).
[4] Coyne MS
(2008). Biological denitrification. In: Schepers JS, Raun WR (eds) Nitrogen in
agricultural Systems, Agron. Monographs 49, ASA, CSSA, SSSA, Madison, WI, pp
201–253
Breve resumo da iniciativa a desenvolver
O sequestro de carbono no solo pode ser
umas das medidas mais efetivas de mitigação das alterações climáticas, uma vez
que o solo pode armazenar quantidades elevadas de carbono orgânico. A
estratégia serve simultaneamente os propósitos dos produtores, uma vez que um
solo com teor mais elevado de matéria orgânica é mais resiliente à própria
mudança climática e pode responder com aumento de produtividade. Nesta
iniciativa são propostas formas
efetivas de introduzir carbono no solo, com as técnicas culturais mais
adequadas a cada situação agroecológica. As estratégias que vão ser propostas
podem também reduzir de forma significativa a utilização de adubos azotados. Os
resultados serão comprovados com metodologias científicas de campo e
laboratoriais e pelos produtores que recebem os campos experimentais nas suas
explorações agrícolas.
Os
estrumes e os compostos são frequentemente vistos fora da área da especialidade
como a grande alternativa aos adubos de síntese industrial. Por outro lado, a
atividade agroindustrial gera resíduos para os quais tem de ser encontrada uma
solução, sendo a preparação de composto para uso na agricultura uma das mais
consensuais. Contudo, deve ser-se realista. A quantidade de estrumes e
compostos disponíveis, sobretudo no interior do país, é muito modesta, face às
necessidades das culturas, e permitirá fertilizar apenas uma fração reduzida do
território. Tendo em conta a importância, mas também a limitação do recurso, o
seu uso tem de ser otimizado. Nesta linha de trabalho, serão usados recursos
orgânicos diversos (estrumes de animais, resíduos sólidos urbanos e outros
compostos comerciais disponíveis no mercado e materiais compostados no âmbito
desta iniciativa, designadamente bagaços de azeitona), procurando otimizar-se o
seu uso com novas técnicas de aplicação e suplementando com produtos
bioestimulantes para as plantas. Os bioestimulantes são produtos que se aplicam
às plantas em quantidades muito reduzidas em que não se espera deles um efeito
direto na nutrição das plantas. São produtos que melhoram a eficiência de uso
dos nutrientes do agro-sistema e conferem maior tolerância a stresses
ambientais diversos. Ainda que estes produtos configurem medidas de adaptação
às alterações climáticas, nesta iniciativa eles são vistos como um complemento
ao uso de corretivos orgânicos, uma medida efetiva de mitigação das alterações
climáticas. A legislação europeia enquadrou estes produtos através do
Regulamento (UE) 2019/1009 de 5 de junho, sendo a sua presença nos mercados
particularmente elevada. Alguns dos produtos mais emblemáticos que hoje são
classificados como bioestimulantes e cujo uso nos campos experimentais desta
iniciativa está prevista são extratos de algas marinhas, ácidos húmicos e
fúlvicos, aminoácidos livres e microrganismos benéficos, designadamente fungos
micorrízicos e bactérias fixadoras de azoto que vivem na filosfera. O
sinergismo que se espera obter do uso destes dois tipos de produtos deverá permitir
manter ou aumentar a produtividade das culturas com redução significativa do
uso de adubos de síntese química.
Os estrumes verdes, tão popularizados nos
manuais de agricultura biológica, parecem não ter chegado ainda à agricultura
portuguesa. O problema é que tem sido extraordinariamente difícil enquadrá-los
nos agro-sistemas sem que dificultem a instalação das culturas (no caso das
culturas anuais) ou compitam pelos recursos (quando introduzidas nos pomares). Os
estrumes verdes ou siderações seriam também uma forma efetiva de incorporar
carbono no solo, contribuindo para a mitigação das alterações climáticas. Uma
vez mais será necessário olhar para o agro-sistema e perceber como as
siderações podem ser realisticamente inseridas e estudar os seus múltiplos efeitos
nas plantas cultivadas. Nos pomares e vinhas as plantas a usar como adubos
verdes têm de ter ciclos biológicos assincrónicos com as árvores, isto é,
desenvolverem-se exclusivamente durante o inverno. Por outro lado, para poderem
viabilizar o modo de produção biológico têm de fixar quantidades elevadas azoto,
isto é, serem leguminosas. Por último, as sementes não podem ser excessivamente
caras. Encontrar espécies que combinem estes três requisitos pode não ser
fácil. Um estudo atento ao mercado europeu de sementes e às condições de
cultivo da bacia mediterrânica permitiu encontrar espécies e cultivares muito prometedores,
designadamente do grupo das favas, tremoceiros e leguminosas pratenses, que vão
ser testadas nesta candidatura.
Pelo seu elevado potencial de uso e
capacidade de sequestrar carbono no solo, a candidatura dará particular atenção
aos cobertos vegetais ricos em leguminosas para o enrelvamento das entrelinhas.
Os cobertos aumentam a deposição de resíduos orgânicos no solo que se
transformam em matéria orgânica estável ao longo do tempo no decurso do
processo de mineralização (humificação). Contudo, os cobertos vegetais são
constituídos por plantas vivas que competem pelos recursos. Em sequeiro este
aspeto é particularmente importante, na medida em que competindo pela água (o
grande fator limitante do agro-sistema) reduzem a produtividade. Não faz
sentido promover estratégias supostamente bem enquadradas do ponto de vista
ambiental se elas reduzirem a produtividade, simplesmente porque elas não vão
ser adotadas pelos produtores. Esta é a razão pela qual os cobertos têm tão
pouca expressão na agricultura de sequeiro. Nesta linha vão ser testados
diversas variantes da introdução e cobertos vegetais ricos em leguminosas. Em
sequeiro, o enfoque tem de ser dado as plantas de ciclo muito curto e reduzida
expansão vegetativa (com competição pela água muito baixa) e de ressementeira
natural (cuja gestão ao longo do tempo seja económica). As leguminosas anuais
de ressementeira natural receberão grande atenção porque, como fixam azoto
atmosférico, permitem a adoção do modo de produção biológico mantendo a
produtividade. Vai ficar claro que tipo de gestão do solo deve ser adotado para
otimizar o sequestro de carbono no solo e a produtividade das culturas.
Estes dois tipos de aproximação à gestão
do solo e fertilização das culturas, com vista a sequestrar carbono no solo e
promover a produtividade das espécies cultivadas, vão ser aplicados
experimentalmente a culturas importantes como vinha, oliveira e castanheiro.
Assim,
serão instalados: dois campos experimentais em castanheiro (gestão de estrumes
e cobertos geridos com pastoreio); dois campos experimentais em olival
superintensivo (gestão de bagaços e cobertos biodiversos na entrelinha); um
campo experimental em olival tradicional de regadio (condicionadores de solo e
bioestimulantes); dois campos experimentais em olival biológico em sequeiro
(composto complementado bioestimulantes e adubos verdes); cinco campos
experimentais em vinha (gestão de composto e enrelvamento com leguminosas em
várias regiões do país); e um campo experimental em hortofrutícolas (gestão de
compostos orgânicos diversos).
Em todos os campos experimentais serão
avaliadas a produção e a qualidade dos frutos, monitorizados o estado
nutricional, as relações hídricas e a performance fotossintéticas das árvores, determinadas
as alterações nas propriedades físicas, químicas e biológicas (atividade
enzimática, respiração contagem de microrganismos) dos solos e a biodiversidade
funcional (espécies vegetais, pragas-chave e auxiliares).
Áreas de Trabalho e responsabilidades de cada parceiro
A parceria está
organizada em subgrupos liderados cada um por uma entidade do sistema
científico nacional.
Subgrupo
1
Instituto Politécnico de
Bragança
Coordena a parceria. Supervisiona
a instalação de todos os campos experimentais. Coordena a instalação de três
campos experimentais. Coordena a colheita de amostras e é responsável por todos
os procedimentos analíticos relacionados aos três campos experimentais.
Coordena a estratégia de divulgação de resultados.
Direção Regional de
Agricultura e Pescas do Norte
Recebe um campo
experimental no Pólo de Inovação Tecnológico de Mirandela. Participa na gestão
do campo, colheita e processamento de amostras e divulgação de resultados.
Centro Nacional de
Competências para as Alterações Climáticas do Sector Agroflorestal (foi registada como parceiro a ANPROMIS)
Participa nas reuniões
gerais da parceria e nas estratégias de divulgação de resultados. A ANPROMIS - Associação Nacional dos Produtores de Milho e Sorgo e o INIAV – Instituto Nacional de Investigação
Agrária e Veterinária asseguram actualmente a presidência do CNCACSA - Centro
Nacional de Competências para as Alterações Climáticas do Sector Agroflorestal,
declarando assim que este Centro de Competências integra este projecto na
qualidade de Entidade Parceira
Edgar Lopes Morais
Produtor de castanha.
Recebe um campo experimental e é responsável pela sua manutenção. Participa na
colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na divulgação de resultados.
Sá Morais Castro, SA.
Produtor de azeitona.
Recebe um campo experimental e é responsável pela sua manutenção. Participa na
colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na divulgação de resultados.
Trás-os-Montes Prime
Produtor de azeite
biológico. Recebe um campo experimental e é responsável pela sua manutenção.
Participa na colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na divulgação
de resultados.
Subgrupo
2
Universidade de
Trás-os-Montes e Alto Douro
Colabora na coordenação
da parceria. Coordena a instalação de dois campos experimentais. Coordena a
colheita de amostras e é responsável pelos procedimentos analíticos
relacionados a estes campos experimentais. Colabora na estratégia de divulgação
de resultados
ADVID -
Associação para o Desenvolvimento da Viticultura Duriense
Participa na coordenação da instalação dos dois campos experimentais.
Participa na colheita de amostras e alguns procedimentos analíticos. Colabora
na estratégia de divulgação de resultados
Sociedade Agrícola
Encostas de Sonim, Lda.
Produtor de vinho. Recebe
um campo experimental e é responsável pela sua manutenção. Participa na
colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na divulgação de resultados.
Companhia Geral Agricultura das Vinhas do Alto
Douro S.A.
Produtor de vinho. Recebe um campo experimental e é responsável pela sua
manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na
divulgação de resultados.
Murças, S.A.
Produtor de vinho. Recebe um campo experimental e é responsável pela sua
manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na
divulgação de resultados.
Subgrupo
3
Universidade de Aveiro
Colabora na coordenação
da parceria. Coordena a instalação de dois campos experimentais. Coordena a
colheita de amostras e é responsável pelos procedimentos analíticos
relacionados a estes campos experimentais. Colabora na estratégia de divulgação
de resultados
APPITAD -
Associação dos Produtores em Protecção Integrada de Trás-os-Montes e Alto Douro
Participa na coordenação da instalação dos dois campos experimentais.
Participa na colheita de amostras e alguns procedimentos analíticos. Colabora
na estratégia de divulgação de resultados
André Vaz
Produtor individual de castanha e outros produtos. Recebe
um campo experimental e é responsável pela sua manutenção. Participa na
colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na divulgação de resultados.
Lúcia Gomes de Sá
Produtor de azeite biológico. Recebe um campo experimental e é
responsável pela sua manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das
amostras. Participa na divulgação de resultados.
Subgrupo
4
Instituto Politécnico de
Santarém
Colabora na coordenação
da parceria. Coordena a instalação de dois campos experimentais. Coordena a
colheita de amostras e é responsável pelos procedimentos analíticos
relacionados a estes campos experimentais. Colabora na estratégia de divulgação
de resultados
Casa Agrícola Antunes Barroso, Lda.
Produtor de vinho. Recebe um campo experimental e é
responsável pela sua manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das
amostras. Participa na divulgação de resultados.
Quinta da Alorna
Produtor de vinho. Recebe um campo experimental e é responsável pela sua
manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na
divulgação de resultados.
Subgrupo
5
Instituto Superior de
Agronomia
Colabora na coordenação
da parceria. Coordena a instalação de um campo experimental. Coordena a
colheita de amostras e é responsável pelos procedimentos analíticos
relacionados a este campo experimental. Colabora na estratégia de divulgação de resultados
Olivomarques, Lda.
Produtor de azeite. Recebe um campo experimental e é
responsável pela sua manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das
amostras. Participa na divulgação de resultados.
Lagar do Vale, Transformação e Produção de Azeite, Lda.
Lagar de azeite. Fornece bagaços e prepara os compostos. Participa na
divulgação de resultados.
Subgrupo
6
Instituto Politécnico de
Portalegre
Colabora na coordenação
da parceria. Coordena a instalação de um campo experimental. Coordena a
colheita de amostras e é responsável pelos procedimentos analíticos
relacionados a estes campos experimentais. Colabora na estratégia de divulgação
de resultados
DPAQ, Lda.
Produtor de azeite. Fornece bagaços e prepara os compostos. Recebe um campo experimental
e é responsável pela sua manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos
das amostras. Participa na divulgação de resultados.
Subgrupo
7
Faculdade de Ciências da
Universidade de Lisboa
Colabora na coordenação
da parceria. Coordena a instalação de dois campos experimentais. Coordena a
colheita de amostras e é responsável pelos procedimentos analíticos
relacionados a estes campos experimentais. Colabora na estratégia de divulgação
de resultados
AVIPE - Associação de Viticultores do Concelho de Palmela
Participa na coordenação da instalação dos dois campos experimentais.
Participa na colheita de amostras e alguns procedimentos analíticos. Colabora
na estratégia de divulgação de resultados
Herdade do Esporão
Produtor de vinho. Recebe um campo experimental e é
responsável pela sua manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das
amostras. Participa na divulgação de resultados.
Sousa
Prado & Filhos
Produtor hortofrutícola. Fornece resíduos orgânicos e
prepara os compostos. Recebe um campo experimental e é responsável pela sua
manutenção. Participa na colheita e pré-tratamentos das amostras. Participa na
divulgação de resultados
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