Os efeitos esperados das alterações climáticas em Portugal são: a) aumento da temperatura média; b) aumento dos períodos secos; c) aumento dos fenómenos de precipitação intensa. Estes efeitos serão maioritariamente esperados no Sul e Centro Interior de Portugal, onde mais de 1 milhão de hectares está ocupado com pastagens (semi-naturais ou biodiversas), distribuídas em áreas com densidade arbórea variável.

Em particular, as pastagens permanentes semeadas biodiversas ricas em leguminosas representam uma melhoria de produtividade comparativamente às naturais, pois contribuem para o aumento da matéria orgânica no solo e da sua fertilidade no geral, evitando a invasão por matos e a consequente necessidade de controlo mecânico. Contudo, espera-se que estas pastagens vejam a sua resiliência e produtividade afetadas pela escassez de água, tornando um sistema robusto que se afigura como uma alterativa à gestão natural das pastagens num sistema também ele vulnerável aos desafios climáticos. Por outro lado, é esperado também um aumento da mortalidade em árvores de montado como sobreiros e azinheiras, quando plantadas em condições de escassez de água. Esta situação alterará rapidamente a densidade de árvores no montado, com a diminuição dos serviços de ecossistema por si prestados. 

O biochar é o produto sólido obtido através da pirólise de biomassa restante de resíduos vegetais/florestais ou de estrume dos animais. Quando é introduzido no solo, tem um alto potencial já identificado para melhorar a sua qualidade, tanto a nível químico (i.e. aumento da matéria orgânica, aumento do teor de nutrientes ou aumento do pH do solo), como a nível físico, melhorando a estrutura do solo e a sua capacidade de infiltração assim como aumenta a retenção de água e consequentemente melhora as condições para o aumento da produtividade. Estas qualidades indicam que o biochar tem potencial para tornar os solos adaptados a períodos de maior escassez de água – criando na rizosfera uma bolsa de água e nutrientes que estão disponíveis para as plantas durante mais tempo; e para aumentar a resistência à degradação e erosão - com uma estrutura de solo mais agregada que resista a fenómenos de precipitação intensa e que diminua a perda de solo e de nutrientes, tornando-os indisponíveis para as plantas.   

Apesar destas amplas vantagens, o uso de biochar em Portugal não é actualmente uma prática frequente, com um número muito reduzido de empresas que o comercializam. Adicionalmente em Portugal é apenas aplicado o biochar com origem em resíduos vegetais/florestais, ficando por explorar todo o potencial do biochar com origem, ainda que parcial, no estrume animal. Dadas as características químicas do biochar de origem animal, este poderá ser particularmente importante para pastagens com solos pobres em fósforo e com necessidade de correcção de pH. O seu uso tem um alto potencial para tornar as pastagens biodiversas mais resilientes e adaptadas aos períodos de seca e de precipitação extrema, sendo que, quando aplicado em zonas de montado para regeneração de sobreiros e azinheiras, a sua influência na qualidade do solo e capacidade de reter água manifestar-se-á também no crescimento dos mesmos. 

Esta iniciativa irá utilizar biochar produzido a partir de resíduos vegetais/florestais e do estrume de animais para aumentar a adaptação e resiliência aos efeitos das alterações climáticas previstos dos solos de pastagem e floresta em Portugal, nomeadamente:

(a) em pastagens semeadas biodiversas (com densidade arbórea variável e em regadio), para evitar que a produtividade destes sistemas, que representam uma alternativa de gestão sustentável de pastagens, diminua de forma drástica, no caso de sequeiro, ou que fique dependente de grandes quantidades de água de rega, no caso do regadio;

(b) em montado, para a melhoria da sobrevivência das árvores em intervenções de regeneração de sobreiros e azinheiras, garantindo-se que o crescimento em novas plantações não seja comprometido pelas condições de escassez de água que se prevêem.

Para aferir o nível de adaptação e resiliência conferido pelo uso do biochar, a iniciativa conta com dois tipos de ensaios experimentais: 1) ensaios com e sem adição de biochar em pastagens biodiversas (novas ou com re-sementeira) em sequeiro e em regadio, localizadas no Centro Interior e Sul de Portugal num gradiente pedoclimático e de densidade arbórea; e 2) ensaios de regeneração de sobreiros e azinheiras em solos de montado de variadas condições pedoclimáticas. O primeiro tipo de ensaio irá aferir a influência do biochar na capacidade de armazenagem de água total (infiltração à superfície e recarga de água subterrânea) e o seu impacto na produtividade das pastagens em condições atuais. Será também analisado o microbioma dos solos, como este é afetado pela escassez de água, qual a influência do biochar na sua composição e consequentemente no crescimento da pastagem. Paralelamente, os dados recolhidos serão utilizados para parametrizar o modelo MOHIDLand. O modelo será utilizado para simular o teor de água no solo, a eficiência da planta no uso de água e a produtividade destas mesmas pastagens em cenários crescentes de escassez de água e com a influência do biochar. As simulações serão então utilizadas para desenvolver recomendações de optimização de gestão e para criar mapas nacionais com o potencial de utilização e adaptação do uso de biochar em zonas de pastagens biodiversas em Portugal. Numa das explorações usadas nestes ensaios experimentais (Quinta da França) irão também decorrer ensaios à escala do talhão para testar o uso do biochar produzido a partir de estrume animal. O segundo tipo de ensaio será realizado em várias áreas de montado, num gradiente pedoclimático onde se plantarão sobreiros e azinheiras com e sem adição de biochar e em condições hidrológicas distintas (plantações em vários meses e anos do projeto). Este aumento na variedade das condições climáticas testadas permite aferir a influência do biochar na mortalidade desta vegetação em condições mais adversas. O microbioma do solo será estudado para se conhecer a influência do biochar na sua composição, especialmente no estabelecimento das rizobactérias promotoras do crescimento de plantas.

O aumento da produtividade das pastagens biodiversas e da sobrevivência de sobreiros e azinheiras recém-plantados através da incorporação de biochar permitirá: a) aumentar o retorno económico para os agricultores, através do aumento das produtividades, especialmente em alturas de escassez de água quando estas produtividades serão baixas ou nulas, e/ou pela diminuição das necessidades de rega; b) transitar para uma agricultura mais sustentável e resiliente, que permite simultaneamente retorno económico para agricultores e contribui para a melhoria da qualidade do solo (diminuição de erosão, perda de matéria orgânica, aumento da biodiversidade); c) a criação de novas oportunidades em zonas do interior rural de Portugal, nomeadamente a criação de empresas de produção de biochar animal e ou/ de outros resíduos florestais e a atração de novos agricultores para gestão de pastagens por se tornem sistemas economicamente mais vantajosos. Ambas permitirão criar emprego e manter pessoas em zonas de Portugal mais desertificadas. 

Associação do Instituto Superior Técnico para a Investigação e Desenvolvimento (IST-ID): A IST-ID coordenará o projeto, apontando uma pessoa de contacto que serivrá como o responsável máximo pelas decisões a tomar. A IST-ID terá como tarefas a gestão e coordenação do projeto, garantindo a sua execução no tempo devido. Este parceiro será também responsável pela calibração/validação do modelo MOHIDLAND (desenvolvido no IST) a criação e execução de cenários de gradientes de escassez de água e elaboração de mapas para o território nacional para a capacidade de adaptação do biochar em pastagens, utilizando a experiência da equipa na modelação dos sitemas de pastagens biodiversas. 

Área de Trabalho: MODELAÇÃO; PASTAGENS BIODIVERSAS

Universidade de Aveiro: Este parceiro será responsável pelo delineamento dos ensaios experimentais do tipo 1 e 2 nas explorações localizadas no gradiente pedoclimático e de densidade arbórea. Será também responsável pela triagem da sustentabilidade do biochar utilizado em cada ensaio e responsável pela recolha e interpretação de dados à escala do talhão realizados especificamente na exploração da Quinta da França.

Área de Trabalho: BIOCHAR; EROSÃO DE SOLOS;

Terraprima Agrícola: Este parceiro será responsável pela cedência do espaço e cumprimento dos ensaios experimentais elaborados nas condições propostas na exploração da Quinta da França. 

Área de Trabalho: EXPLORAÇÃO QUINTA DA FRANÇA

Terraprima Ambiental: Este parceiro será responsável por todo o apoio logístico dado aos agricultores cujas explorações serão utilizadas para testar a influência do biochar. Estas tarefas incluem a execução dos delineamentos experimentais determinados por outros parceiros, e a recolha de amostras no campo para serem entregues ao parceiro que realizará as análises, nas datas previstas. A Terraprima utilizará ainda o seu conhecimento técnico na gestão de pastagens biodiversas para aconselhamento aos produtores.

Área de Trabalho: AMOSTRAGEM; PASTAGENS BIODIVERSAS

INIAV: Este parceiro será responsável pela monitorização das explorações onde decorreram os ensaios experimentais, montagem de equipamento e recolha de dados do sistema hídrico. Será ainda responsável pela análise em laboratório das amostras de solo recolhidas. 

Área de Trabalho: ANÁLISES DE SOLOS; HIDROLOGIA DO SOLO; MICROBIOLOGIA DO SOLO

UNAC: Este parceiro será responsável, em Colaboração com a U. Aveiro, pelo delineamento experimental do tipo 2, estabelecendo com detalhe toda a logística necessária para se testar o uso de biochar na regeneração de sobreiros e azinheiras. Participará também na interpretação dos resultados obtidos. Encarregar-se-á das principais atividades de divulgação.

Área de Trabalho: FLORESTAS

Centro de Competências do Sobreiro e da Cortiça, representado pela FILCORK: Este parceiro será responsável, em Colaboração com a U. Aveiro pelo delineamento experimental do tipo 2, estabelecendo com detalhe toda a logística necessária para se testar o uso de biochar na regeneração de sobreiros e azinheiras. Participará também na interpretação dos resultados obtidos.  Encarregar-se-á das principais atividades de divulgação.

Área de Trabalho: FLORESTAS

Serão incluídos no projecto mais 5 a 10 agricultores, incluindo agricultores pioneiros na gestão sustentável de pastagens biodiversas, com explorações que na maior parte dos casos terão montado, dentro do gradiente de densidade arbórea e pedoclimática que incluam pastagens de sequeiro e em regadio. Grande parte dos agricultores onde se desenvolverão os ensaios experimentais do projeto estão localizados no Alentejo, mas o projeto não se restringe a esta NUTSII, dado que alguns se localizarão na zona do Centro Interior.