Biochar pode reduzir ou aumentar óxido nitroso conforme o solo

Um aditivo de solo que muitos cientistas apontam como parte da solução climática pode não atuar do mesmo modo em todos os lugares.

Uma pesquisa recente indica que o biochar - um material rico em carbono produzido a partir da queima de resíduos agrícolas - pode tanto diminuir quanto aumentar de forma acentuada as emissões de óxido nitroso, dependendo do tipo de solo em que é aplicado.

Em um solo agrícola de sequeiro e mais seco, a aplicação reduziu o óxido nitroso. Já em um arrozal alagado nas proximidades, o mesmo tratamento fez as emissões dispararem.

Os resultados deixam claro o quanto as condições do solo determinam o efeito climático: o que melhora o desempenho ambiental de uma área pode agravar as emissões em outra.

O estudo, liderado pelo Dr. Jinbo Zhang, da Universidade de Hainan, sugere que controlar gases de efeito estufa na agricultura pode exigir estratégias muito mais específicas do que se supunha.

Impacto climático do óxido nitroso

O óxido nitroso recebe menos destaque do que o dióxido de carbono, mas está entre os gases de efeito estufa mais potentes presentes na atmosfera.

Depois de liberado, permanece por cerca de 121 anos, em média, e retém calor aproximadamente 265 vezes mais do que o dióxido de carbono em um horizonte de 100 anos, segundo a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA).

Uma parcela grande do óxido nitroso gerado por atividades humanas vem de áreas agrícolas adubadas. No solo, microrganismos convertem o excesso de nitrogénio em diferentes gases conforme as condições mudam.

Reduzir essas emissões passa por encontrar práticas agrícolas que desviem o nitrogénio do caminho que leva ao óxido nitroso, sem comprometer a produtividade e mantendo o uso eficiente de fertilizantes.

O que o biochar faz no solo

O biochar não altera apenas o carbono do solo. Por ser poroso, ele pode reter água, modificar a acidez e oferecer carbono adicional para a comunidade microbiana.

Essas mudanças reorganizam a forma como os microrganismos do solo transformam o nitrogénio. Em certos cenários, isso direciona o nitrogénio para o gás nitrogénio (N₂), que é inofensivo. Em outros, pode estimular a formação de óxido nitroso.

Como diferentes matérias-primas e temperaturas de queima geram biochar com químicas distintas, os efeitos podem variar bastante entre solos e culturas.

Essa variabilidade ajuda a entender por que o mesmo insumo diminuiu emissões em um local e as ampliou em outro.

Biochar funciona em solos de sequeiro

No solo seco de sequeiro, a acidez favorecia a produção de óxido nitroso, por isso a equipa testou calagem juntamente com o biochar.

O biochar reduziu mais as emissões do que a calagem, porque enfraqueceu reações que formam óxido nitroso e fortaleceu processos que o transformam em gás nitrogénio.

Nesse solo, surgiram menos fungos associados a altas emissões, e sinais genéticos ligados à remoção de óxido nitroso tornaram-se mais frequentes.

Para áreas de sequeiro com solo ácido, esse padrão indica que pode ser possível cortar emissões e, ao mesmo tempo, adicionar carbono - desde que a humidade permaneça em níveis moderados.

Biochar dá errado em arrozais alagados

No solo inundado do arrozal, nem mesmo a calagem evitou o aumento, e a adição de biochar elevou o óxido nitroso a níveis muito mais altos.

Ao final do ensaio, solos com 3% ou 5% de biochar libertaram muito mais óxido nitroso do que o solo sem tratamento, com emissões acima de cinco vezes e de mais de catorze vezes.

Várias rotas microbianas intensificaram-se ao mesmo tempo, porque o carbono extra e as alterações químicas forneceram mais recursos à comunidade sob alagamento.

Assim, sistemas de arroz inundado podem precisar de regras distintas, já que o mesmo insumo pode acrescentar emissões a um cenário que já tem cargas elevadas.

Microrganismos ajustam o “dial”

A diferença decisiva veio dos microrganismos do solo, e a equipa identificou quais vias estavam a gerar óxido nitroso em cada conjunto de condições.

Na desnitrificação - quando microrganismos transformam nitrato em gases sob baixa disponibilidade de oxigénio - bactérias e fungos libertam óxido nitroso como intermediário.

Um grupo fúngico chamado Chaetomium diminuiu no solo de sequeiro, mas aumentou no solo do arrozal depois da aplicação de biochar.

Quando os microrganismos completavam o processo e convertiam óxido nitroso em gás nitrogénio, as emissões caíam. Já em solos alagados, essa conclusão do processo raramente era favorecida.

Microrganismos do solo impulsionam as emissões

Se o objetivo é climático, escolher usar biochar começa pela gestão da água no solo, porque áreas secas e áreas encharcadas funcionam como sistemas muito diferentes.

Avaliar acidez, matéria orgânica e padrões de irrigação pode ajudar a indicar se o insumo tende a favorecer microrganismos que convertem óxido nitroso em gás nitrogénio, que é inofensivo.

“Isso nos diz que o biochar não é uma solução única para todos”, disse o Dr. Zhang. Para arrozais inundados, essa cautela pode significar esperar até que testes a campo mostrem um benefício líquido claro.

Os resultados vêm de incubações em laboratório, que permitem observar relações diretas de causa e efeito, mas não conseguem reproduzir por completo uma safra, com raízes, chuvas e mudanças de clima. Mesmo um teste de quatro dias pode não capturar transformações mais lentas à medida que o biochar envelhece, os microrganismos se adaptam e o cronograma de fertilização se desenrola ao longo de semanas.

Em condições reais, também há aração, secagem e ciclos de re-alagamento, que mudam o oxigénio disponível e influenciam quais gases escapam do solo.

Até que estudos de maior duração confirmem como esses padrões se manifestam fora do laboratório, os pesquisadores dizem que o biochar deve ser encarado como uma ferramenta a ser testada localmente, e não como uma correção climática garantida.

Maneiras mais inteligentes de usar biochar

Ao esclarecer quais rotas microbianas formam óxido nitroso, os pesquisadores chegaram a um objetivo prático: conduzir o nitrogénio para o gás nitrogénio (N₂) em vez de óxido nitroso.

Para isso, pode ser necessário escolher tipos de biochar, doses e momentos de aplicação que favoreçam microrganismos capazes de reduzir óxido nitroso em solos secos.

“Ao identificar as vias microbianas por trás dessas emissões, podemos começar a desenhar práticas de manejo do solo mais inteligentes”, observaram os pesquisadores, incluindo Zhang.

Com melhor direcionamento, o biochar pode ser aplicado onde realmente reduz emissões, evitando solos em que ele tende a amplificá-las.

Os resultados indicam que o biochar pode diminuir o óxido nitroso quando solos secos e ácidos favorecem microrganismos que completam o processo ao converter o gás em nitrogénio. Pesquisas futuras a campo precisarão mapear onde as emissões sobem ou caem, para que programas climáticos recompensem a prática certa no lugar certo.