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NitroOrganicToSoils – NOTS - Improving Nitrogen use efficiency and soil organic matter sequestration to reduce nitrogen fertilization and soil inputs, to better soil quality (ID: 128 )
Coordenador: ISA - Instituto Superior de Agronomia
Iniciativa emblemática: 3. Mitigação das alterações climáticas
Data de Aprovação: 2021-11-13 Duração da iniciativa: 2025-12-31
NUTS II: Alentejo NUTS III: Alentejo Central
Identificação do problema ou oportunidade
O declínio da qualidade ambiental, ex. a qualidade do solo, a biodiversidade e a água, é um problema global devido ao aumento populacional, crescimento industrial e agrícola, incrementado pela alteração climática (AC) que ameaça provocar grandes mudanças nos ecossistemas mundiais. De entre estes, os solos são particularmente afetados pelos efeitos da AC e pela excessiva mobilização. Acrescem as condições climáticas do sul da Europa, determinantes do declínio acelerado da qualidade dos solos, em particular na perda de matéria orgânica do solo (MOS) e consequente perda da sua capacidade de retenção e infiltração de água. A perda de MOS determina perda de fertilidade e amplia os efeitos da AC nos eventos anormais de seca ou enxurrada, cada vez mais frequentes. O reduzido conteúdo de MOS condiciona a produção agrícola e promove o aumento das necessidades de água e nutrientes, entre os quais o azoto (N).
O N, um elemento indispensável à vida, constitui ~78% da atmosfera como gás inerte N2 e existe em compostos reativos (Nr) a serem absorvidos pelas plantas. O N é limitante da produção agrícola se não estiver disponível no solo em quantidade suficiente. Desde 1913 a produção industrial de adubos minerais azotados permitiu alimentar a população mundial mas tem causado mudanças sem precedentes no ciclo do N devido à baixa eficiência do seu uso e à acumulação de Nr no ambiente. O aumento da transformação, operada pelo Homem, do azoto atmosférico não-reativo (N2) em todos os outros compostos Nr que se convertem uns nos outros num fenómeno em cascata na atmosfera e na biosfera, ameaça a qualidade do ar, da água e do solo e produz mudanças na biodiversidade, ecossistemas, e no balanço dos gases de efeito estufa (GEE). A necessidade de mitigar os efeitos da AC na agricultura coloca o N no centro das questões a resolver no futuro próximo. A temática do N estreitamente associada à dinâmica planetária causada pela AC tem levado à criação de equipas técnicas de suporte técnico e científico à elaboração de políticas. Ex. "Task Force on reactive nitrogen-TFRN” da Convenção sobre Poluição Atmosférica Transfronteiriça a Longo Distância, que apoia o Conselho Económico e Social das Nações Unidas e a UE na definição do Programa-Quadro de Boas Práticas Agrícolas para a Redução das perdas de N na Europa, com ligação direta a este consórcio. O posicionamento das temáticas de mitigação das perdas de N como um objetivo global e integrador de uma visão holística da questão do N no ambiente, evidencia a atualidade do tema.
A necessidade de consciencialização levou à criação do conceito Pegada do Azoto® que mede o impacto de cada atividade no enriquecimento do ambiente com Nr, com particular importância em Portugal. A aplicação de técnicas inovadoras promove a mitigação dos efeitos da AC na melhoria da qualidade dos solos, em particular no que respeita à MOS, promovendo uma agricultura de menor Pegada de azoto®. Nestas técnicas inclui-se a utilização de espécies fixadoras de N, a aplicação de materiais orgânicos aos solos e a gestão integrada de água e fertilização mineral e orgânica.
A elevada produção de resíduos orgânicos e agropecuários tem levado à busca de soluções de valorização das quais se destaca a compostagem. Esta reduz o descarte de resíduos e resulta na produção de composto, um material rico em nutrientes e matéria orgânica que pode ser utilizado como adubo/corretivo em solos agrícolas, desde que corretamente produzido. A utilização deste material, contribuirá para a mitigação dos efeitos da AC através da reciclagem e recuperação de nutrientes (RRN) e da promoção do aumento da MOS, numa perspetiva de agricultura circular.
A produção agrícola de Baixa Pegada do Azoto® é uma forte aposta na resolução do problema de excesso de Nr no ambiente que ameaça tanto a saúde pública como os ecossistemas, e oferece a oportunidade de obter matérias-primas de valor distintivo para o mercado.
Breve resumo da iniciativa a desenvolver
Com vista a atingir os objetivos principais do projeto:
1. reduzir a aplicação de adubos azotados
2. incrementar a aplicação de matéria orgânica no solo
Será desenvolvido um conjunto tarefas inovadoras que garantam a obtenção dos seguintes objetivos específicos:
1. integração do sistema académico/científico e tecnológico com as empresas
2. aumentar a atratividade da agricultura e das zonas rurais para os jovens e as mulheres
3. criação de atividade agrícola mais rentável, atrativa e competitiva
4. multifuncionalidade de serviços ecológicos em refúgios de biodiversidade
5. aumento da resiliência, sustentabilidade e proteção ambiental, para uma transição climática inovadora
Testar e selecionar as melhores espécies leguminosas que aliem melhor fixação de azoto atmosférico e maior contribuição para o enriquecimento dos solos com matéria orgânica e o possível aproveitamento para a alimentação animal em sistemas de produção mistos agroflorestais, em sistemas de produção anual (tomate indústria) e em culturas permanentes (olival). Paralelamente, será testado o uso de composto, proveniente de unidades gestoras de resíduos e de produção descentralizada na produção das leguminosas, em novos e inovadores sistemas de gestão de fertilização, rega e maneio do solo nas culturas experimentais. Testaremos diferentes sistemas de produção, com novos esquemas de fertilização, de rega e de correção do solo, adaptados às diferentes condições edafoclimáticas e tipos de solos nas regiões envolvidas (Alto e Baixo Alentejo, Ribatejo e Açores).
A utilização de espécies leguminosas fixadoras de N atmosférico aliada à utilização de compostos e à modificação dos sistemas tradicionais de gestão das culturas, permitirá produzir com menos N, obter produtos de menor Pegada de Azoto®, e promover a melhoria da qualidade dos solos através da contribuição para a recuperação da MOS.
Serão testadas diferentes leguminosas em sistemas inovadores de produção, com o objetivo de testar o seu potencial fixador de azoto, o potencial de redução da fertilização com adubo mineral azotado, a contribuição para a melhoria das condições físico químicas do solo nomeadamente com respeito à MOS, e a melhoria de rendimento da produção nas explorações. No caso dos sistemas mistos agrosilvopastoris sob montado como melhoradoras da qualidade das pastagens, dos solos e do coberto arbóreo, no tomate como cultura intercalar de monocultura com as vantagens decorrentes, e no olival como cultura de entrelinha enriquecedora do solo e potenciadora da fertilização do olival. O produto das leguminosas será ainda utilizado para a alimentação humana e animal, em substituição de outras fontes proteicas de maior impacto ambiental. De entre as espécies a testar, a Lablab apresentou anteriormente resultados promissores no G.O. STEnCIL (PDR2020-101-031465). Estas culturas a utilizar como adubo verde, quer em pastagens naturais quer antecedendo culturas comerciais, irão promover a redução das necessidades de fertilizantes azotados e intercalar monoculturas, melhorar a qualidade dos solos através do aumento dos teores de MOS e promover uma agricultura circular através da valorização de MO e nutrientes.
O potencial de redução da fertilização mineral azotada será avaliado através da aplicação da ferramenta de cálculo de Pegada de Azoto® anteriormente desenvolvida no G.O. NEP (PDR2020-101-03456).
Os resultados serão modelados com algoritmo para hierarquizar os seguintes parâmetros desempenho:
-Eficiência na fixação de N atmosférico
-Potencial quantitativo e qualitativo para substituir o adubo mineral
-Potencial enquanto adubo verde (hierarquizado pela incorporação de matéria orgânica no solo)
-Capacidade de produção integrada na valorização dos compostos
-Potencial utilização enquanto forrageira
-Valor na alimentação animal como substituto de outras fontes proteicas,
-Valor acrescentado na alimentação/nutrição humana
-Desempenho na métrica da Pegada de Azoto®
-Contributo para a sustentabilidade económica e resiliência das populações rurais (outros propósitos de valorização económica)
Áreas de Trabalho e responsabilidades de cada parceiro
Este projeto agrega diferentes áreas de trabalho:
-Agricultura - sistemas inovadores de produção
-Ambiente - práticas sustentáveis, inovadoras e circulares que promovem a resiliência, mitigação e transição climática dos sistemas produtivos, com menores impactos para o meio ambiente
-Alimentação - novas matérias-primas nos sistemas alimentares animais com menores impactos ambientais
-Alimentação humana - novas e inovadoras fontes proteicas (ex. fermentados)
-Economia - novos modelos de produção de maior rendimento e menor custo, que tornarão a atividade agrícola mais atrativa e rentável, com efeitos sociais positivos no interesse de jovens e mulheres pela atividade que se quer igualmente acessível a homens e mulheres e a todas as faixas etárias
Instituto Superior de Agronomia da Universidade de Lisboa (ISA-UL) - líder do consórcio, gestão científica, técnica e financeira. A PI no ISA-UL é coordenadora da TFRN com larga experiência nos temas relacionados com a gestão do N. Definição, delineamento e instalação dos ensaios, análise de dados e produção das peças finais de disseminação e comunicação interna e externa do projeto
Universidade dos Açores - coordenação científica e gestão dos ensaios na Região Autónoma
TerceiraFarma Lda e os ENI Alcídia da Conceição Meneses Aguiar Lima e José Lourenço Meneses de Lima - produção de leguminosas para redução de fertilização mineral N e substituição de fontes proteicas na alimentação do seu efetivo. Sistema descentralizado de compostagem a partir dos dejetos do efetivo para valorização agronómica na produção de leguminosas
INIAV Polo de Inovação de Elvas - seleção das melhores variedades de leguminosas a testar e acompanhamento técnico dos ensaios
CCTI -interface entre o plano científico e a realidade empresarial, na compreensão das atividades de investigação e experimentação industrial, visando a inovação bem enquadrada no mercado. Atividades de transferência de tecnologia e demonstração (realização de dias abertos) tanto no setor que representa como em articulação com outros setores do projeto
Assoc Agric Baixo Alentejo - aglutinador entre o líder e os parceiros empresariais na comunicação, gestão de ensaios, disseminação e comunicação junto dos agricultores
Nutribean endogeneíza o conhecimento conseguido no GO STEnCIL. Atividades I&D em experimentação industrial do feijão Lablab, e orientação de mercado
Raízes do Prado - validação das forrageiras selecionadas na dieta do seu efetivo e compostagem descentralizada
Soc Agric Quebramilho e Casa Agr. Campos do Bica - ensaio de produção em alternância com tomate de Indústria e pousio cultural
Reguenguinho Soc Agríc Lda, Herd Vale Formoso e Ovicharol Lda, e os ENI José Eduardo Mira Cruz e José Moura Cruz (biológico, tradicional, intensivo e superintensivo) - testarão nos seus olivais, a cultura de leguminosas como melhoradora da qualidade dos seus solos, e fornecedora de matéria orgânica e nutrientes
Soc Agropec Píncaros Lda, Soc Agropec Anafe SA, CAMTO Lda e os ENI Teresa Santos, Francisco Palma e Carlos Netto - sistemas agrosilvopastoris sob montado, com leguminosas e valorização de compostos, para melhoria da qualidade dos solos e aumento da MOS, apoio ao sequestro de carbono e melhoria da produção de pastagens com redução drástica da fertilização N mineral
Acresce um conjunto de novos serviços ecológicos de valorização do ecossistema agrícola. A inovação verifica-se pela base científica do que se propõe criar e o seu grau de sustentabilidade. Ao contrário dos procedimentos tradicionais, em que não se privilegia a rotação, e não se gere a humanização tendo em conta a orografia ou microclimas; no caso em apreço, o equilíbrio ecológico será construído com propriedade científica, promovendo por via do conhecimento, as sinergias entre unidades bióticas e abióticas, restaurando e recriando habitats, funções do ecossistema, processos naturais e elementos de interesse para a sustentabilidade ecológica e económica, baseando a abordagem na escolha correta dentro de uma família de plantas com elevado potencial na redução de inputs de N e nas necessidades de rega
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