Mudanças de uso da terra e emissão de gases de efeito estufa: uma explanação sobre os principais drivers de emissão

Resumo

O aquecimento global é atribuído ao aumento das emissões de gases de efeito estufa (GEE), como dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) e óxido nitroso (N₂O). As mudanças no uso da terra têm impactos significativos nas emissões de GEE, sendo responsáveis por aproximadamente 44% das emissões do país em 2019. Essa é uma revisão que aborda as principais rotas de formação dos GEE no solo com foco na influência das mudanças do uso da terra nas emissões de GEE. Constata-se que as emissões de CO₂ pelo solo estão relacionadas à respiração de raízes, microrganismos e decomposição da matéria orgânica (MO) do solo, assim mudanças no uso da terra podem alterar as características do solo, favorecendo a intensificação das emissões de CO₂. As emissões de CH₄ pelo solo ocorrem em condições de anaerobiose por microrganismos metanogênicos, no entanto as mudanças no uso da terra, como a conversão de florestas em pastagens, podem aumentar as emissões de CH₄ devido a uma maior concentração de microrganismos metanogênicos no solo. Já o N₂O é produzido no solo durante o processo de nitrificação e desnitrificação por microrganismos, e a fertilização nitrogenada em áreas agrícolas pode aumentar as emissões de N₂O, especialmente quando associada à umidade e disponibilidade de carbono orgânico no solo. Destaca-se a importância de compreender as dinâmicas de formação e emissão de GEE decorrentes das mudanças de uso da terra, pois estratégias eficientes de manejo podem reduzir essas emissões e contribuir para o cumprimento das metas do Brasil em relação à redução de GEE estabelecidas em acordos internacionais.

Palavras-chave:
estoque de carbono; metano no solo; óxido nitroso no solo

Abstract

Global warming is attributed to the increase in greenhouse gas (GHG) emissions, such as carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄), and nitrous oxide (N₂O). Land use changes significantly impact on GHG emissions, accounting for approximately 44% of the country’s emissions in 2019. This review addresses the main pathways of GHG formation in the soil, focusing on the influence of land use changes on GHG emissions. It is found that soil CO₂ emissions are related to root respiration, microorganisms, and organic matter (OM) decomposition in the soil. Changes in land use can alter soil characteristics, favoring increased CO₂ emissions. Soil CH₄ emissions occur under anaerobic conditions by methanogenic microorganisms; however, land use changes, such as forest conversion to pasture, can increase CH₄ emissions due to a higher concentration of methanogenic microorganisms in the soil. On the other hand, N₂O is produced in the soil during nitrification and denitrification processes by microorganisms, and nitrogen fertilization in agricultural areas can increase N₂O emissions, especially when associated with soil moisture and the availability of organic carbon. It is important to understand the dynamics of GHG formation and emissions resulting from land use changes because efficient management strategies can reduce these emissions and contribute to Brazil’s goals for GHG reduction as established in international agreements.

Keywords:
Carbon stock; methane in the soil; nitrous oxide in the soil

1. Introdução

O aquecimento global tem sido atribuído ao excesso de emissão de gases de efeito estufa (GEE) para a atmosfera, como o dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) e o óxido nitroso (N₂O). Esses gases estão em diferentes concentrações na atmosfera, sendo que há maiores concentrações de CO₂ seguido do CH₄ e do N₂O, respectivamente. É notório enfatizar que dentre os gases com maior capacidade de poluição estão o CH₄ e N₂O, ambos com uma capacidade de poluição 28 e 265 vezes a do CO₂, respectivamente (¹), contudo, o principal GEE emitido pelo Brasil é o CO₂ (²).

A produção desses gases ocorre de forma otimizada em setores de energia, agropecuária, processos industriais, resíduos e mudança de uso da terra, sendo este último responsável por 45% das emissões de GEE no Brasil (³). Em 2019 o processo de modificação no uso da terra no Brasil foi responsável por aproximadamente 44% das emissões de gases de efeito estufa (GEE), seguido pela atividade agropecuária com 27% (³).

As modificações no uso da terra alteram as características físico-químicas e biológicas do solo, proporcionando condições favoráveis à intensificação das emissões dos GEE (⁴, ⁵). Ademais, a magnitude de emissões de GEE no solo em função da mudança do uso da terra está sujeita à influência da temperatura, umidade, teores de nitrogênio, carbono e padrão microbiológico no solo (⁶).

Diante da situação nacional e global, verifica-se a importância de pesquisas que visem compreender a dinâmica de formação e emissão de GEE decorrentes das mudanças de uso da terra a fim de determinar técnicas de manejo eficientes que reduzam as emissões e propiciem maior conservação dos recursos naturais, contribuindo assim para o alcance de objetivos assumidos pelo Brasil em acordos como o de Paris em 2016 e ressaltados na COP26 em 2021.

Portanto, nesta revisão é abordada a ação antrópica na potencialização do efeito estufa e, por consequente, no aquecimento global. As principais rotas de formação dos GEE são expostas indicando os fatores mais importantes que influenciam a formação e emissão desses gases, e a compreensão sobre a influência das modificações do uso da terra nas rotas de emissão.

2. Efeito estufa e aquecimento global: uma breve explanação

O efeito estufa e a presença dos GEE na atmosfera são fenômenos naturais. Uma parte da radiação que chega ao planeta Terra é absorvida pelos oceanos, rios, solo e plantas, outra parte da energia é refletida para o espaço, onde é retida por uma camada de gases na atmosfera composta principalmente de dióxido de carbono (CO₂), metano (CH₄) e óxido nitroso (N₂O), esse fenômeno é denominado efeito estufa. A retenção de parte da radiação solar incidente na atmosfera é responsável por manter o planeta aquecido, impedindo-o de congelar (⁷).

Ao longo dos últimos séculos houve significativas mudanças na intensidade de produção dos gases e na quantidade de emissões, assim, a camada de GEE na atmosfera está se tornando cada vez mais espessa e, consequentemente está retendo mais energia estimulando assim o aquecimento global de forma desenfreada (⁸).

Segundo o IPCC(⁹), o aquecimento global é caracterizado pelo aumento substancial da temperatura média do planeta, influenciando na velocidade de degelo das calotas polares, no aumento no nível dos mares, na extinção de vários organismos vivos como plantas e animais, além de alterações nas condições climáticas, ocasionando impactos negativos na produtividade das áreas agrícolas.

Os GEE estão presentes na atmosfera em diferentes concentrações, sendo a ordem de grandeza: CO₂ (66%), CH₄ (16%) e N₂O (7%) do total de GEE presentes na atmosfera. Os gases são expressos em equivalente de CO₂ ou Potencial de Aquecimento Global (PAG), assim, o CO₂ tem peso de 1 PAG, o CH₄ tem peso de 28 PAG e o N₂O tem peso de 265 PAG (¹). Vale ressaltar que devido a ameaça do aquecimento global à sobrevivência do ser humano no planeta Terra, diversas nações têm se mobilizado na busca por meios de mitigar as emissões de GEE.

Em 2016 o Brasil assinou o acordo de Paris e se comprometeu a reduzir suas emissões de GEE em 37% até 2025 quando comparado aos dados de 2005, ratificando metas já estabelecidas pela Lei nacional n°12.187 de 2009 e pelo decreto nacional n° 9.578 de 2018 (¹⁰, ¹¹-¹²). Em 2021 durante a COP26 o país reafirmou seus objetivos estipulando redução de 50% das emissões de GEE comparando os dados de 2030 à 2005 (¹³). Atualmente o Brasil tem implantado o plano ABC+, que visa uma economia de baixa emissão de GEE na agricultura atuando em categorias, como: recuperação de pastagens, integração lavoura-pecuária-floresta e sistemas agroflorestais, sistema plantio direto, fixação biológica de nitrogênio, florestas plantadas, tratamento de dejeto de animais e adaptação às mudanças climáticas, com validade até 2030 (¹⁴).

3. Emissões de CO₂ pelo solo

O solo é o principal reservatório de carbono do planeta, sendo a matéria orgânica (MO) constituída por 55 - 60% em massa de carbono (C) considerada um dos maiores reservatórios do mundo com 1.300 a 1.500 Pg de C no primeiro metro superficial (¹⁵). No solo as emissões de CO₂ estão relacionadas à respiração de raízes, microrganismos e com a decomposição da MO. Tratando-se especificamente de mudanças no uso da terra, as emissões de CO₂ são decorrentes principalmente de alterações nas concentrações das diferentes frações da MO do solo, mediante qualidade, adição ou remoção da mesma, além da fertilidade (¹⁶).

Usualmente mudanças de uso da terra causam alterações nos parâmetros químicos do solo, principalmente decorridos das diferenças de manejo entre o novo e o antigo sistema (¹⁷) ademais, algumas modificações realizam queima da biomassa (¹⁸) levando à perdas nos estoques de C impulsionando as emissões de CO₂ (¹⁹). As mudanças de uso da terra também podem influenciar na temperatura do solo, sendo essa considerada um fator limitante para a produção do CO₂ (R² = 55) uma vez que influencia na atividade microbiana do solo (²⁰, ²¹).

O revolvimento do solo presente em algumas atividades envolvidas na mudança de uso da terra pode ser um contribuinte para a emissão de CO₂, pois causa rompimentos nos agregados permitindo maior aeração e até mesmo maior infiltração de água (⁴). Esse rompimento reflete em uma maior exposição da MO viabilizando o aumento da oxidação do C orgânico do solo por microrganismos, resultando em maior produção de CO₂ (Figura 1) (¹⁵, ²² e ²³).

Figura 1
Ciclo do Carbono (C) no solo

A MO do solo é um dos principais fatores que regulam as emissões de CO₂, e usualmente vem sendo dividida em duas frações, (1) carbono orgânico particulado (COP), (2) carbono orgânico associado a minerais (CAM). O COP possui densidade inferior a 1,6-1,85 g/cm³ ou superior a 1,6-1,85 g/dm³, porém, associados a um tamanho de partícula superior a 50-63 µm, já o CAM possui densidade superior a 1,6-1,85 g/dm³ associado a um tamanho de partícula inferior a 50-63 µm (²³).

Dentre as duas frações da MO do solo, o COP se destaca como fator influenciador da emissão de CO_2, sendo considerada uma fração mais grosseira do C no solo, enquanto o CAM é uma fração mais estável com menor possibilidade de ser reduzida no solo, pois detém associação organomineral (²³, ²⁴). Dessa forma, os maiores níveis de CAM no solo estão associados à menores emissões de CO₂.

O papel da textura do solo na proteção da MO e formação de frações mais estáveis do C no solo e consequente redução da emissão de GEE, ainda é contraditório. Bruun et al.(²⁵), Miranda et al.(²⁶) e Tavanti et al.(⁶) demonstraram que a argila é capaz de proteger a MO do solo, logo, é capaz de impedir a oxidação do C em CO₂. Em contrapartida, Midwood et al.(²⁷) afirmaram que a textura do solo não tem alta correlação (R² = 0,007 - 0,17) com o processo de estabilização do C e a consequente formação das frações da MO, principalmente o CAM. Segundo esses autores, em solos argilosos a maior presença do CAM é decorrente do intemperismo mineral associado à alta umidade e não ao efeito direto da argila.

Uma alternativa para a redução das emissões de CO₂ em função do uso da terra é a diminuição nas práticas de preparo mecânico do solo, pois isso resultará em acúmulo nos níveis de MO. Esse efeito ocorre majoritariamente nas camadas superficiais 0-30 cm conforme observado por Riltt et al.(²⁸) ao converterem pastagens para áreas de agricultura, e por Damian et al.(²⁹) ao converterem pastagens mal manejadas em áreas de integração lavoura-pecuária-floresta para áreas de pastagem bem manejadas.

A conversão de alguns usos da terra em sistemas de pastagem pode exercer redução nos níveis de C nos primeiros anos após a conversão. É esperado que após 10 anos da conversão para sistemas de pastagem bem manejadas, os estoques de C orgânico do solo (ECOS), sejam semelhantes ou superiores aos valores iniciais à implantação do sistema. Grande parte desse resultado é ocasionado pela ampla deposição de resíduos vegetais e carbono ao solo mediantes à ação das gramíneas implantadas no sistema (³⁰, ³¹). Já a conversão de áreas de pastagem ou de mata nativa à áreas de agricultura podem resultar em queda constante nos ECOS por até 25 anos após conversão, em decorrência do preparo do solo com uso de maquinário, e pela baixa cobertura do solo em alguns períodos do ano (³²).

Conforme o compilado realizado (Figura 2), é possível observar que o cumulativo de C no solo em sistemas bem manejados de pastagem consegue neutralizar as emissões de CO₂eq de algumas taxas de lotação animal, indicando esses tipos de uso da terra como alternativas para consorciar ganho econômico à produção sustentável. Com base nesses trabalhos também fica claro que sistemas de pastagem mal manejados colaboram com a emissão de CO₂ para a atmosfera, não somente por emitirem CO₂, mas sim, porque não estocam C.

Figura 2
Comparação entre emissão de CO2eq entérico por bovinos e a recuperação estocada de CO2eq exclusiva pelo solo de diferentes sistemas, todos equivalentes a um período de 2 anos

Em sistemas de pastagem mal manejadas, a entrada de C no solo é reduzida principalmente pela baixa eficiência das gramíneas do sistema em produzir raízes e palhada, semelhante ao que ocorre em áreas de agricultura, essa menor entrada de C no solo não consegue mitigar as emissões que ocorrem naturalmente nestes dois usos da terra (⁶).

Já em condição de agricultura, sistemas agroflorestais (³⁴), rotação de culturas (³⁵) e uso de cobertura morta (³⁶) podem contribuir positivamente para o sequestro de C, principalmente porque esses sistemas conseguem depositar expressiva quantidade de resíduo vegetal no solo, que ao longo do tempo passará pelo processo de ciclagem do C, culminando com a sua imobilização em alguma fração da matéria orgânica no solo.

Em geral aponta-se que o CO₂ é influenciado pelos estoques de C do solo, uma vez que esse é o principal substrato pelos microrganismos para a produção desse gás. Contudo, esse C pode ser encontrado no solo em formas mais resistentes ou susceptíveis à oxidação, embora ambas estejam sujeitas à oxidação microbiana. Em adicional, mudanças de uso da terra influenciam nas características químicas do solo podendo gerar aumento da exposição do C ao efeito da oxidação microbiana.

4. Emissões de CH₄ no solo

O gás metano (CH₄) possui capacidade de absorção de radiação infravermelho 28 vezes maior que o potencial do CO₂ (¹). Sua produção no solo é dependente de microrganismos anaeróbios que decompõem o carbono normalmente em condição de alagamento e nessas condições, sua faixa de temperatura ideal para produção é de 37° a 45° C (³⁷).

A produção de CH₄ ocorre a partir da ação de microrganismos denominados metanogênicos, que em condição de anaerobiose, utilizam como substratos o acetato, formato, H₂, CO₂ e compostos metilados (³⁸, ³⁹). Sua oxidação pode ser realizada por microrganismos denominados metanotróficos que o utilizam como única fonte de alimento em condições aeróbias, e adicionalmente, o metano também pode ser oxidado por oxidantes de amônia (NH₃), mas em ambas as vias de oxidação o CH₄ é convertido no solo em CO₂ (¹⁸).

O processo de conversão de CH₄ em CO₂ no solo pode ser realizado por Archeas oxidantes de amônia (AOA), bactérias oxidantes de amônia (BOA) e metanotróficos, sendo que as AOA possuem maior afinidade com o CH₄, consequentemente quanto maior o número de AOA menor será o de BOA no solo (R²=0,53) (⁴⁰). Além disso, as AOA são pouco afetadas pelas mudanças do solo, principalmente com o aumento de temperatura e redução da umidade, podendo assim ser uma das principais rotas de oxidação do CH₄ no solo após mudanças de uso da terra (⁴⁰). No entanto, o inverso também pode ser aplicado, uma vez que o amônio (NH₄) um dos possíveis produtos do uso de nitrogênio como fertilizante também pode ser oxidado por metanotróficos, logo esse pode ser considerado como um potencial competidor com o metano pela monoxigenase (enzima responsável pela oxidação do CH₄) (⁴¹).

Em solo sob condições de anaerobiose, a MO é decomposta por microrganismos em frações menores através de processos de hidrólise e fermentação. Os principais produtos deste processo são o CO₂ e o CH₄. O CH₄ produzido é difundido para a camada superior do solo, onde ocorre condição de aerobiose, permitindo a oxidação do metano por organismos metanotróficos. Durante o processo de difusão do CH₄ para a camada superior do solo, pode ocorrer uma série de reações entre o CH₄ e n-receptores de elétrons, assim, parte do CH₄ produzido a partir da decomposição da MO não chega a ser emitido para a atmosfera (Figura 3) (⁴²). Podemos citar como principais aceptores de elétrons do solo os óxidos de ferro e manganês (⁴³).

Figura 3
Ciclo do metano (CH₄) no solo

A produção de CH₄ proveniente do solo também está relacionada à deterioração da MO em condições alagadas, frequentemente observadas em sistemas agrícolas como em cultivos de arroz (⁴³, ⁴⁵). Esse processo também pode ocorrer em outras culturas em decorrência da alta precipitação em determinados períodos do ano, o que também pode levar algumas áreas a produzirem CH₄, ocasionado pela saturação de umidade máxima do solo (⁴⁶). Contudo, mudanças de uso da terra em que ocorre a conversão de um sistema para áreas de agricultura costumam gerar redução nas emissões de metano, uma vez que nestes sistemas ocorre uma redução dos ECOS e umidade do solo (⁴⁷, ⁴⁸).

As emissões de CH₄ pelo solo são relacionadas a fatores intrínsecos ao cultivo como duração do plantio, tempo de descanso da área, e insumos aplicados. Em uma meta-análise avaliando emissões de GEE em diferentes sistemas agrícolas, Shakoor et al.(⁴⁹) constataram que as emissões de CH₄ aumentaram quando foi aplicado esterco de aves em solo com pH > 7, saturação de umidade do solo > 60%, em área de cultivo de arroz, e em locais em que a área estava em descanso sem cobertura, sendo também verificado maiores emissões do gás em plantios com duração inferior a 320 dias. Além disso, a emissão de CH₄ também pode ser influenciada pelas condições da faixa de solo avaliada. Cardoso et al.(⁵⁰) verificaram que maiores emissões de metano ocorrem no extrato superior do solo, influenciadas principalmente pela umidade e temperatura da faixa de solo avaliada. Quanto mais elevada a umidade e temperatura da fração de solo, maior será a emissão de CH₄ (⁵¹). A emissão de metano possui ainda uma correlação com as concentrações de nitrogênio aplicadas no solo. Segundo Sainju et al.(⁵²), essa correlação para o sistema de monocultura é moderada (R²=0,56), enquanto a correlação para o sistema de rotação de cultura gramínea - leguminosa apresenta correlação muito forte (R²= 0.91), concluindo que o uso de rotação de culturas com leguminosas quando associado a diminuição da fertilização nitrogenada podem reduzir a emissão de CH₄ em -1 kg Ceq ha^-1. No entanto, o trabalho destacou que ainda não existe um consenso sobre a influência da fertilização na emissão de CH₄.

Além dos fatores edafoclimáticos que afetam a emissão de CH₄, estudos recentes (³⁹,⁴⁵,⁴⁶ e ⁵³) acerca da emissão de metano em pastagens indicam a microbiota metanogênica do solo como fator influente para a liberação de CH₄, que pode ser afetada por fatores secundários como pH do solo, vegetação, compactação, entrada de nutrientes via excreta de animais, níveis de COS, drenagem, textura arenosa, nitrogênio total do solo, densidade aparente do solo, amônio (NH₄) e nitrato (NO₃) do solo.

Os principais fatores de emissão do gás metano pelo solo atribuído nos trabalhos analisados compreenderam à umidade, microbiologia e à disponibilidade de MO no solo, sendo que a conversão de áreas úmidas em áreas de agricultura pode reduzir a produção de metano, uma vez que diminui a umidade e os estoques de carbono do solo.

5. Emissões de N₂O no solo

O óxido nitroso (N₂O) é uma das formas gasosas do Nitrogênio (N) produzido durante o processo de nitrificação mediante alguns microrganismos nitrificadores (Figura 4A), sendo também produzido durante o processo de desnitrificação mediante microrganismos desnitrificantes através da redutase do óxido nítrico, que é comumente associado como principal processo de formação do N₂O (Figura 4B). Há também outros processos de emissão de N₂O que são a codesnitrificação e a quimiodesnitrificação, no entanto o produzem em menor proporção (⁵⁴). Em áreas de agricultura, sua produção ocorre principalmente pela conversão de fertilizantes nitrogenados em N₂O. Já em áreas de pastagem, sua produção é derivada da aplicação de fertilizantes e pela deposição de N na urina pelos animais (⁵⁵).

Figura 4
Processos de Nitrificação (A) e Desnitrificação (B), envolvidos na produção de N₂O

A produção desse gás no solo é dependente da ação de bactérias, fungos e Archeas que utilizam o amônio (NH₄⁺) e nitrato (NO₃^-) disponível do fertilizante, urina dos animais ou da MO do solo como principal substrato durante alguma das fases do ciclo do N (⁵⁶). As Archeas oxidantes de amônia (AOA) dominam em solos onde há baixa concentração de NH₄⁺ e produzem menos N₂O comparadas às bactérias oxidantes de amônia (BOA) (⁵⁷). Já os fungos podem realizar o processo de desnitrificação, preferindo usar NO₃^- e NO₂^- para formar N₂O, uma vez que esses são incapazes de formar o N₂, pois não possuem a enzima redutase do N₂O (⁵⁸).

A fertilização nitrogenada pode interagir com a umidade e com a disponibilidade do C orgânico no solo, gerando uma maior proporção de nitrato, sendo este um dos principais substratos do processo de desnitrificação do N e, a consequente emissão de N₂O como um dos produtos. Esse efeito pode ser potencializado pela disponibilidade de C no solo uma vez que este também é um elemento indispensável para a maioria dos processos microbianos (⁵⁹, ⁶⁰). Picos de emissão do N₂O no solo normalmente encontram-se poucos dias após a aplicação de fertilizantes nitrogenados (⁶¹).

Nas primeiras 24 - 48 horas os fertilizantes nitrogenados, principalmente a ureia, quando adicionados ao solo perpassam pela ação da enzima urease que hidrolisa ureia a amônio (NH₄⁺) e íons de carbonato (CO₃^2-). O carbonato é hidrolisado futuramente em bicarbonato (HCO₃) e íons de OH, o que aumenta drasticamente o pH do solo (pH > 8). Esse elevado pH tem a capacidade de fazer com que a MO do solo libere NH₃^-, pois o OH afeta a relação NH₄⁺/NH₃^- uma vez que em pH mais elevados o N da ureia tende a ficar na forma de amônia. Por fim essa maior disponibilidade de NH₃^- pode ser oxidada por BOA podendo gerar N₂O (⁵⁵).

Yuttitham et al.(⁶²) corroboraram que as emissões de N₂O podem ser potencializadas pela aplicação de fertilizantes, e Silva et al.(⁴³) observaram que as emissões de N₂O podem estar associadas aos teores de carbono (C) e nitrogênio (N) microbiano. Dados do IPCC (⁹) demonstraram que em condições ambientais ideais os fertilizantes agrícolas nitrogenados podem corresponder até 1% das emissões de N₂O. As áreas agrícolas que usam fertilização nitrogenada estão sujeitas as maiores emissões de N₂O (⁹; ⁶³), principalmente as que utilizam a ureia, pois após reação deste fertilizante com a água do solo ocorre a formação de amônio podendo este ser utilizado posteriormente no processo desnitrificação por nitrificadores (⁵⁴). A utilização de fertilização com resíduos animais também pode estimular as emissões de N₂O e NO_x pois pode haver uma inibição das enzimas que reduzem nitrato e nitrito (⁶⁴).

Na pecuária a emissão de N₂O é relacionada à associação da deposição de urina e esterco ao solo, a urina libera N ao solo e as fezes realizam o fornecimento de C (⁶⁰). No entanto, embora essa seja uma combinação favorável para a produção de N₂O, a liberação de N pelo esterco é lenta, o que pode favorecer a formação de baixos níveis de NH₄⁺ no solo, estimulando a presença de AOA e consequentemente menores emissões de N₂O (⁵⁵).

A concentração de MO presente no solo também pode influenciar na produção de N₂O, uma vez que essa em grande quantidade no solo age como um tamponante do pH, o que faz com que a concentração de NH₄⁺ seja reduzida na solução do solo em resposta a esse fenômeno, as concentrações subsequentes de NH₃, NO_x^- e N₂O também são reduzidas (⁶⁵).

Outro fator inerente ao solo e capaz de influenciar nas emissões de N₂O é a textura do solo. Segundo Carmo et al.(⁶⁶), a textura do solo quando associada a umidade poderá influenciar a emissão de N₂O, pois está diretamente relacionada com a capacidade de retenção de água logo após o enchimento dos micros e macroporos. Com a saturação por água, ocorre a condição de anaerobiose suficiente para alguns microrganismos produzirem N₂O. Assim, solos argilosos tendem a emitir mais N₂O (⁶⁷). É importante ressaltar que a produção de N₂O também pode ocorrer em condição de aerobiose devido a ação de microrganismos aeróbios, portanto a condição de aerobiose não é um fator limitante para a produção de N₂O e não deve ser desprezada como justificativa para quantificação do gás (⁶⁸).

O pH do solo também pode influenciar na emissão de N₂O através da inibição ou potencialização das enzimas envolvidas nos processos de nitrificação e desnitrificação, como também influencia a população microbiana presente no solo (⁶⁹). O pH entre 5,4 e 5,9 potencializa as emissões de N₂O devido ao maior processo de desnitrificação (⁷⁰), porém menores valores de pH também reduzem a redutase do óxido nitroso (Figura 4B), o que acaba aumentando as emissões de N₂O (⁷¹). Quando comparado sistemas de pastagens com e sem manejo de calagem por longos períodos observou-se diferenças em relação a emissão de N₂O. Solos de pastagem que foram corrigidos por meio da calagem apresentam aumento no pH e redução das emissões de N₂O (⁶¹).

As emissões de N₂O são influenciadas pelas modificações de uso da terra, principalmente em áreas em que ocorre a substituição da floresta nativa pela agricultura ou por pastagens (⁷²). Nessas áreas ocorrem alterações microbiológicas no solo favorecendo o processo de nitrificação e desnitrificação, enquanto a floresta natural é considerada um sumidouro de N₂O (⁵⁶).

Para tentar reduzir a emissão de N₂O por fertilizantes nitrogenados, a fixação biológica de nitrogênio (FBN), rotação de culturas e uso de cobertura morta (provenientes de leguminosas) podem ser uma opção ^{(34, 35 e 36)}. Segundo Sant’Anna et al.(³⁶), que avaliaram três leguminosas utilizadas em sistema de adubação verde, comprovaram a emissão de N₂O decorrente dos resíduos das plantas. No entanto, as concentrações de emissão foram inferiores aos estipulados pelo IPCC e demonstraram que a utilização de culturas capazes de realizar FBN é vantajosa por diminuírem as necessidades de fertilizantes nitrogenados, e consequentemente reduzem as emissões de CO₂ produzidas durante o processo de fabricação, distribuição e aplicação. Ademais, o uso de leguminosas pode compensar a necessidade de fertilização nitrogenada em sistemas de pastagem (⁷³), ficando assim evidentes alternativas de manejo para a mitigação desse GEE em condição de pastagem.

6. Conclusão

Mudanças de uso da terra interferem nos parâmetros químicos, físicos e biológicos do solo, influenciando na emissão de GEE para atmosfera. O CO₂ é produzido naturalmente no solo pela ação de microrganismos, e sua emissão depende principalmente dos ECOS. A produção de CH₄ também depende dos ECOS, porém esse é produzido em condição de anaerobiose, sendo que solos de alta drenagem ou com baixo ECOS apresentam dificuldade para produzir esse gás. Já o N₂O, é dependente da disponibilidade de substrato (NH₄⁺ ou NO₃^-), solos de agricultura geralmente são associados à maiores emissões desse gás, porém isso é consequência da maior entrada de N nesse sistema de uso da terra.

Agradecimentos

Gostaríamos de agradecer ao Grupo de Estudos em Ruminantes e Produção de Forragem da Amazônia (GERFAM; www.gerfam.com.br), bem como ao Grupo Unespfor (Unesp). Agradecemos também à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, processo nº 2019/25234-0) e do Pará (FAPESPA, processo nº 071/2020), além da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES, que por meio do PDPG-Amazônia Legal, concedeu a bolsa ao primeiro autor; número do processo: 88887.510270/2020-00).

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  23 Set 2024
• Data do Fascículo
  2024

Histórico

• Recebido
  03 Nov 2023
• Aceito
  27 Maio 2024
• Publicado
  19 Ago 2024