As Emissões de Metano no Arroz Irrigado

O leitor assíduo deste blog,  que se assina "msg" fez um comentário sobre as emissões de metano, o qual transcrevemos abaixo e que completamos após com algumas elucidações sobre a matéria conforme a pesquisa brasileira oficial. O leitor msg, nos brinda sempre com comentários pertinentes aos assuntos do blog, e que vem enriquecer os nossos conhecimentos e dos nossos leitores.
Caro colega Gismonti

Pelo que  tenho lido, em que se inclui um texto seu, é grande o interesse aí, sobretudo,no Rio Grande do Sul,

pela cultura do arroz. Sendo ela responsável por parte das emissões de metano,que se vão dando onde haja condições  de  anaerobiose,  estando  assim  muito  bem  acompanhada,  que  várias  são  essas  condições,

pareceu-me não ser descabido lembrar aqui os dois seguintes trabalhos sobre mitigação dessas emissões,referidos em dois comentários. Como se sabe,a cultura do arroz,por via da anaerobiose,é responsável por apreciáveis emissões de metano. Dada a vital importância desta cultura,tem-se procurado minorar essas emissões. Foi o que cientistas chineses conseguiram, drenando os campos de arroz uma vez em cada ciclo.

http://www.theecologist.org/News/news_round_up/271647/
draining_paddy_fields_could_cut_methane_from_rice
_production.html

Para além do seu interesse como adubo,para o arroz,as escórias podem diminuir as emissões de metano. Foi o que se verificou num estudo que vem em Waste Management,de Outubro,2009. Parece ter isso resultado de as escórias conterem produtos,como óxidos de ferro e de manganês, e sulfatos,que,preferencialmente,seriam os agentes oxidantes,quer dizer,captadores de electrões,deixando em paz carbono de materiais orgânicos.

Crendo não estar a abusar do seu espaço,desejo-lhe muito boa saúde.

Este foi o comentário de "msg" e abaixo vocês poderão verificar o que diz a nossa pesquisa.

Nos últimos anos muito se fala sobre o efeito estufa. Os gases responsáveis por este efeito são o CO2, metano CH4, o óxido nitroso N2O e o clorofluorcarbonos CFCs. O gás carbônico - CO2 - tem sua emissão no revolvimento do solo, na queima de fósseis; o metano - CH4 - aparece nos solos alagados ou nas lavouras sob inundação, como é o caso da cultura do arroz irrigado; o óxido nitroso - N2O - tem sua participação oriunda da aplicação de fertilizantes nitrogenados, logo após a sua aplicação no solo; os clorofluorcarbonos - CFCs - provêm da atividade industrial. No caso do metano, as lavouras sob inundação são responsáveis por 40% do metano emitido para a atmosfera. Destes 40%, a lavoura de arroz irrigado contribui com 37%. Mas vamos descartar que o metano seja o principal responsável pelo efeito estufa, assim como as lavouras de arroz irrigado sejam as principais responsáveis pela produção de gás metano.

O metano, em reação com o oxigênio - O2 -, em presença do ácido nítrico, forma ozônio; com as HO-, na atmosfera, forma água.

Segundo a literatura, a concentração troposférica de metano é de 4.700 teragramas. Uma teragrama - Tg - é igual a 10¹² g, e a emissão de metano oriunda de solos alagados e de lavouras de arroz irrigado é estimada em 145 Tg/ano, com um aumento anual de 1% nesta concentração. Este valor deve aumentar mais porque o crescimento da população, a demanda de alimentos, a necessidade de novas áreas para o plantio, o aumento da área plantada com culturas sob inundação, serão os fatores principais para que isto aconteça.

Nas lavouras de arroz irrigado, o metano é o produto final da decomposição anaeróbica de compostos orgânicos. No solo, as maiores fontes são a matéria orgânica, os exudatos liberados pelas raízes, e aquela matéria orgânica proveniente da decomposição de resíduos vegetais deixados na lavoura.

Os solos, pelo alto teor de carbono - C% - e à baixa decomposição dos materiais orgânicos em condições anaeróbias, sob a ação de bactérias metanogênicas, são muito propícios à produção de metano.

O metano é produzido na camada reduzida do solo: parte é liberado para o subsolo e parte é oxidado pelas bactérias presentes nesta camada, e na rizosfera onde tem oxigênio. Por outro lado, o metano é absorvido pelas raízes do arroz junto com a água e os gases são emitidos para a atmosfera. Ou em estado gasoso, sem necessidade de água.

Existem muitos fatores que contribuem para a emissão de metano:

1 - matéria orgânica - proveniente de resíduos de palha, adubação verde, são as contribuintes consideráveis para a emissão de metano. Quando a palha é queimada há uma diminuição na emissão de metano. Mas isto não é uma prática recomendável, pois haverá emissão de CO2 para a atmosfera e reduzirá a incorporação de matéria orgânica.

2 - teor de água do solo - A quantidade de água existente no solo influi na produção de metano. Quando este conteúdo é menor que 23%, a produção de metano é baixa.

3 - características do solo - solos com pequenas quantidades de O2, com alto teor de umidade e a alta matéria orgânica, criam condições ideais para as bactérias metanogênicas. Um solo inundado há o desaparecimento de oxigênio - O2 - decomposição anaeróbica da matéria orgânica, e reduções dos compostos como: NO3 para N2O e N2; Fe³ para Fe²; Mn4 para Mn²; SO²4 para SO2; acumulação de CO2 ou sua redução para CH4.

4 - pH - após a inundação da lavoura, o pH do solo torna-se neutro. As bactérias metanogênicas encontram condições ideais para a sua atividade nas camadas do solo onde o pH está na faixa de 6,4 a 7,8. A produção de metano diminui com o maior ou menor pH fora desta faixa.

5 - temperatura do solo - esta é importante para a produção do metano. A redução da altura da lâmina de água contribui para o aumento da temperatura no solo e a aumenta a produção de metano. A maior altura da lâmina pode diminuir a produção de metano pelo incremento da anaerobiose. A temperatura de 37% é decisiva para a máxima produção de metano.

É necessário a adoção de práticas como o manejo da água, da adubação, e a existência de cultivares de arroz irrigado que produzam menos fitomassa e menor número de aerênquimas. É claro que a existência destes novos cultivares não comprometa a produtividade da lavoura.

1 - drenagem - é um método para diminuir a produção de emissão de gases de metano para a atmosfera, ou seja, as drenagens periódicas. SASS et al, verificaram que uma drenagem de 2 a 3 dias, a cada três semanas, reduziu drasticamente a produção de metano a valores insignificantes. Entretanto, o arroz precisa de água em três fases distintas: no estabelecimento da lavoura; no afilhamento; no período que vai do do início da diferenciação da panícula e o enchimento de grãos.

Pesquisadores do Instituto Riograndense do Arroz - IRGA - são favoráveis à lâmina de água durante todo o ciclo da cultura até o enchimento dos grãos. As drenagens não seriam de bom alvitre porque têm uma série de inconveniências como: arraste das partículas do solo; arraste de nutrientes e fertilizantes aplicados; aumento no consumo de água; aumento nos custos de energia e de mão de obra; arraste de defensivos aplicados e não degradados ainda para fontes de água, contaminando-as; infestação de plantas invasoras e de caramujos.

2 - adubação - resultados de pesquisa mostraram que a uréia, em comparação com o sulfato de amônio, aumentou em até 2,7-4 vezes a emissão de metano quando a inundação foi mantida durante todo o ciclo da planta ou quando foi drenada a lavoura no início da diferenciação da panícula. O íon NH4 da uréia compete como metano para ser oxidado pelos organismos matanotróficos, aumentando a produção de amônio, enquanto o íon SO4 reage como aceptor de prótons em condições anaeróbicas, reduzindo a produção de metano.

3 - cultivares - aqueles cultivares que apresentam maior produção de massa verde são as que emitem maior quantidade de metano.

Cimélio Bayer, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS - destaca que os gases de efeito estufa, encontrados na atmosfera, são necessários para a existência de formas de vida conhecidas no mundo. A presença de CO2, CH4 e N2O mantêm a temperatura média da Terra ao redor de 15 ºC, o que se trata de um efeito estufa natural. Por outro lado, o chamado "aquecimento global", pelo aumento da temperatura, seria o resultado de diferentes condições climáticas como, a distribuição irregular de chuvas e a elevação do nível de água dos oceanos. Na década de 70, usava-se, nas lavouras de arroz do RS, 15.000 m³ de água para produzir 4.000 kg/ha. Em fins de 1990, a quantidade era de 12.000 m³/ha para produzir 5.000 kg/ha. Atualmente se usa 8.000 m³/ha para produzir uma média de 7.000 kg/ha. A tendência é reduzir mais.

Nas lavouras de soja e milho, as emissões de N2O são menores em solos com plantio convencional. Nos solos de plantio direto, a emissão N2O é maior na presença de resíduos de soja do que em milho. No plantio convencional, o preparo do solo não afetou as emissões de óxido nitroso - N2O.

Os resíduos de soja, no plantio direto, apresentam uma menor absorção de metano. Já com milho, a taxa de oxidação do metano apresenta uma relação negativa com o conteúdo de NH4 do solo. Isto sugere a inibição temporária da oxidação do metano em presença de altas concentrações de NH4. As temperaturas do solo influem positivamente na emissão de CH4.

Quanto ao CO2, no plantio direto há emissão de gás, enquanto o plantio convencional não influencia na emissão de CO2, e são relacionadas positivamente com a temperatura do solo. A recomendação da pesquisa é que seja feito uma rotação soja/milho. No plantio direto emendar o plantio da cultura seguinte para que ela absorva o N mineral produzido pela cultura anterior, diminuindo as emissões de gases de efeito de estufa, em especial o N2O.