Cultivar-dependent differences in soybean N2O emissions under wet, nitrogen-limited conditions: an eight-month pot experiment
Este experimento em vasos de oito meses revela que, embora as diferenças entre os cultivares de soja nas emissões de N2O tenham sido negligenciáveis durante o período de crescimento, elas emergiram pós-colheita sob condições úmidas e limitadas de nitrogênio, com um cultivar de alto rendimento apresentando emissões notavelmente menores, e demonstrou ainda que a atividade fisiológica das plantas, particularmente a transpiração, impulsiona significativamente as flutuações de curto prazo nas emissões.
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Os gases de efeito estufa são frequentemente discutidos em termos de dióxido de carbono, o gás que exalamos e que preenche a nossa atmosfera a partir da queima de combustíveis fósseis. No entanto, existe outro protagonista, muito mais potente, na história das alterações climáticas: o óxido nitroso. Embora o dióxido de carbono retenha o calor, o óxido nitroso é aproximadamente 273 vezes mais eficaz a fazê-lo ao longo de um século. Este gás não provém principalmente de fábricas ou carros, mas do próprio solo. Quando as bactérias no solo decompõem o azoto, um processo impulsionado pelo fertilizante ou pela matéria vegetal em decomposição, elas libertam óxido nitroso como um subproduto. Os agricultores sabem há muito tempo que gerir a humidade do solo e o uso de fertilizantes pode alterar a quantidade de que este gás escapa. Mas surgiu uma nova questão: será que o tipo específico de cultura plantada nesse solo importa? Durante décadas, os cientistas concentraram-se no ambiente e nas escolhas do agricultor, negligenciando amplamente a identidade genética das próprias plantas. A suposição era de que uma planta era apenas uma planta, mas os recentes esforços de melhoramento criaram variedades que crescem muito mais e produzem mais alimentos do que as suas contrapartes padrão. Se uma planta cresce mais, poderá colocar mais azoto de volta no solo quando morre, potencialmente criando uma nuvem maior de gás de efeito estufa.
Uma equipa de investigadores decidiu testar esta ideia utilizando soja, uma das culturas alimentares mais importantes do mundo. Eles queriam saber se as variedades de alto rendimento, criadas para produzir quantidades massivas de grãos e folhas, também produziriam mais óxido nitroso do que as variedades antigas e padrão. Para encontrar a resposta, moveram o experimento para fora do campo imprevisível e para um ambiente controlado, cultivando quatro tipos diferentes de soja em vasos grandes cheios de solo. Escolheram duas variedades padrão e duas novas de alto rendimento. As condições eram rigorosas e uniformes: o solo era mantido constantemente húmido, como uma esponja que nunca seca, e nenhum fertilizante de azoto foi adicionado. Esta configuração forçou as plantas a dependerem inteiramente da sua própria capacidade de extrair azoto do ar, um processo natural que realizam, enquanto garantia que quaisquer diferenças nas emissões de gás viessem das próprias plantas e não de variações no clima ou nos tipos de solo. O experimento decorreu durante oito meses, cobrindo todo o ciclo de vida das plantas, desde o momento em que foram semeadas, passando pelo seu crescimento, colheita e o longo período de decomposição que se seguiu.
Os resultados desafiaram a expectativa inicial de que plantas maiores equivalem a maiores emissões. Durante o tempo em que as plantas estavam a crescer, a quantidade de óxido nitroso a escapar do solo foi muito baixa para as quatro variedades. As plantas estavam ocupadas a usar o azoto disponível para construir os seus próprios corpos, deixando pouco para as bactérias converterem em gás. No entanto, assim que as plantas foram colhidas e deixadas para se decomporem no solo húmido, a história mudou. As emissões começaram a subir, impulsionadas pelas raízes a apodrecer e pela matéria vegetal restante. Aqui, os investigadores encontraram uma reviravolta surpreendente. Embora as variedades de alto rendimento tenham de facto produzido mais biomassa, uma delas, uma variedade chamada Soramizuki, não produziu mais gás. De facto, ela tendeu a libertar menos óxido nitroso do que as outras após a colheita. A outra variedade de alto rendimento comportou-se de forma semelhante às variedades padrão. Isto sugere que simplesmente ter uma planta maior não significa automaticamente mais poluição. Parece que a variedade Soramizuki pode ter sido mais eficiente no uso do azoto no solo enquanto estava viva, deixando menos para trás para as bactérias transformarem em gás depois de morta.
O estudo também analisou o ritmo diário destas emissões para compreender como as próprias plantas podem estar a movimentar o gás. Os investigadores observaram que a quantidade de gás libertado mudava ao longo do dia, diminuindo significamente quando as luzes eram apagadas e as plantas paravam de realizar a fotossíntese. Esta queda aconteceu quase imediatamente, muito mais depressa do que a temperatura do solo poderia ter mudado. Os dados mostraram uma forte ligação entre a transpiração da planta — o seu processo de puxar água das raízes e libertá-la como vapor através das folhas — e a libertação de óxido nitroso. Quando a planta parava de transpirar no escuro, a emissão de gás abrandava. Isto indica que a planta não é apenas um contentor passivo para as bactérias do solo; é um participante ativo, talvez movendo fisicamente o gás do solo para o ar através do seu próprio ciclo de água.
Em última análise, o trabalho sugere que a composição genética de uma cultura pode influenciar a sua pegada ambiental, mesmo de formas que não são imediatamente óbvias. A ideia de que as culturas de alto rendimento são inerentemente piores para o clima porque produzem mais resíduos não foi sustentada pela evidência. Em vez disso, o estudo aponta para uma realidade mais complexa onde variedades específicas podem gerir o azoto de formas que reduzem as emissões, mesmo sob condições húmidas que normalmente favorecem a produção de gás. Embora estas descobertas venham de um experimento controlado em vasos e possam não espelhar perfeitamente o caos de uma farm real, elas oferecem uma nova perspetiva. Sugerem que, ao selecionar a variedade de soja correta, os agricultores podem ser capazes de cultivar mais alimentos sem necessariamente aumentar os gases de efeito estufa que provêm deles. O caminho para um futuro mais sustentável pode não residir apenas em mudar a forma como fertilizamos ou regamos os nossos campos, mas em escolher as sementes certas para plantar em primeiro lugar.
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