ISSN 0798 1015

Vol. 38 (Nº 39) Año 2017. Pág. 33

Balanço de carbono em três sistemas silvipastoril no Sudeste do Brasil

Carbon balance in three silvopastoral systems in the southeast of Brazil

Samuel José Silva Soares da ROCHA 1; Bruno Leão Said SCHETTINI 2; Eliana Boaventura Bernardes Moura ALVES 3; Paulo Henrique VILLANOVA 4; Carlos Moreira Miquelino Eleto TORRES 5; Laércio Antônio Gonçalves JACOVINE 6; Sílvio Nolasco de Oliveira NETO 7; Daniel BRIANEZI 8

Recibido: 24/03/2017 • Aprobado: 24/04/2017

Conteúdo

1. Introdução

2. Material e métodos

3. Resultados e discussão

4. Conclusões

Agradecimentos

Referências

1. Introdução

O Brasil assumiu, em 2009, um compromisso voluntário de reduzir suas emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE). Para isto, foi instituída a Política Nacional sobre Mudança do Clima (PNMC), por meio da Lei nº 12.187 de 29 de dezembro de 2009 (BRASIL, 2009), que apresenta o compromisso nacional de ações de mitigação das emissões de GEE. Assim, do total da meta de redução de GEE que o Brasil propôs, aproximadamente 90% são originários da agropecuária e da mudança no uso da terra, que representam 75% das emissões de GEE nacionais (MCTI, 2009; CARDOSO, 2012)

Dentre os planos propostos para reduzir as emissões de GEE brasileiras está o Plano para Consolidação de uma Economia de Baixa Emissão de Carbono na Agricultura (Plano ABC), com objetivos de incentivar os produtores rurais a adotarem técnicas agrícolas de baixo impacto negativo sobre o meio ambiente, através de práticas que emitam menos GEE, tal como: a integração Lavoura-Pecuária-Floresta e Sistemas Agroflorestais (BRASIL, 2012).

A inclusão do componente arbóreo em pastagens auxilia na atenuação das emissões de CO2, funcionam como sumidouros de carbono (TORRES et. al, 2014). Ao considerar que, nas propriedades rurais que se encontram as principais fontes emissoras de GEE no Brasil, oriundas prioritariamente de processos bióticos inerentes ao uso e ao manejo do solo e à fisiologia especifica de animais de rebanho (fermentação entérica de bovinos ruminantes) (MCT 2010; CERRI et. al., 2016).

Um dos compromissos brasileiro, dentro do Plano ABC, é o aumento da área desses sistemas de Integração Lavoura-Pecuária-Floresta em 4 milhões de hectares, o que corresponderia a um potencial de mitigação de 18 a 22 milhões t CO2 equivalente (BRASIL, 2012). Entretanto, não existe uma especificidade local em relação ao real potencial de mitigação desses sistemas, levando em consideração as peculiaridades climáticas, fisiograficas, edáficas e condições de manejo existentes, sendo as estimativas apresentadas pelo governo brasileiro de maneira generalizada.

Deste modo, a geração do balanço de GEE nesses sistemas é importante no contexto das mudanças climáticas e pode contribuir para o refinamento das estimativas em relação ao potencial de mitigação desses sistemas, auxiliando assim na promoção políticas públicas e ações dentro do Plano ABC.

2. Material e métodos

2.1. Caracterização da área de estudo

O estudo foi realizado em propriedades localizadas na zona rural do município de Porto Firme, na região da Zona da Mata, Minas Gerais, Brasil. As coordenadas da região são 43° 01’W e 20° 69’S. O clima é do tipo Cwa, segundo o sistema de Köppen. O solo da região foi classificado como Latossolo Vermelho-Amarelo Distrófico e Cambissolo Distrófico (FERNANDES, 1996). Nas propriedades rurais foram implantados três sistemas silvipastoris, aos 60, 96 e 72 meses, denominados SSP 1, SSP2 e SSP 3 respectivamente. O componente arbóreo foi formado por clones de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla e o componente forrageiro pela espécie Brachiaria decumbens (capim-braquiária).

2.2. Determinação da biomassa e carbono florestal

A biomassa presente no tronco de cada árvore foi obtida pela multiplicação do volume do tronco com casca estimado pela densidade básica média da madeira dos clones nos três sistemas. Para obtenção do volume, cubaram-se as árvores-amostra pelo método não destrutivo, utilizando o aparelho Pentaprisma de Wheeler. O volume do tronco com casca foi obtido por meio da fórmula de Smalian. De posse dos dados de DAP, altura total e volume do tronco com casca das árvores-amostra, utilizando-se o software Statistica 12.0 (STATSOFT, INC, 2013), gerou-se equações a partir dos modelos propostos por Schumacher & Hall (1933) modificado para estimar o volume total de cada povoamento.

Para determinação da densidade básica da madeira foram coletadas amostras de madeira no Diâmetro à Altura do Peito (DAP) das árvores cubadas, com auxílio de um trado mecânico Haglöf®. O cálculo da determinação da densidade básica foi feito segundo a norma NBR 11941 (ABNT, 2003).

O estoque de carbono fixado na biomassa do tronco com casca foi estimado por meio da multiplicação dos valores de biomassa obtidos pelo fator 0,47, já que a biomassa seca é formada, em média, por 47 % de carbono (IPCC, 2006). O incremento médio anual de carbono (IMAC) e o incremento médio anual de CO_2e (IMACO_2e) do tronco com casca do, foi obtido dividindo-se o estoque total de carbono e de CO_2e pela idade de cada sistema, respectivamente.

2.3. Inventário de Emissões de GEE

Os cálculos das emissões de GEE foram baseados nas metodologias do Guia de Orientação para Inventários Nacionais de Gases de Efeito Estufa (IPCC, 2006). Foram calculadas emissões oriundas de fertilizações nitrogenadas, da calagem e da bovinocultura.

As emissões totais de óxido nitroso (N₂O), pelo uso de fertilizantes, foram calculadas pelo somatório das emissões diretas e indiretas deste composto (IPCC, 2006). Foram aplicados fertilizantes químicos NPK, na dosagem de 0,160 Kg.planta-1 e formulação 06-30-06 para o plantio e na dosagem de 0,250 Kg.planta-1 e formulação 20-05-20 para práticas de manutenção.

Para o plantio do capim-braquiária foram aplicadas 2 t.ha^-1 de calcário dolomítico, CaMg(CO₃)2, em área total para cada sistema. No SSP 2, foi aplicado ainda 0,5 kg de calcário por planta de eucalipto, em uma prática de manutenção do solo em 2007.

Calculou-se também a emissão do componente animal no sistema. O bovino emite GEE basicamente por três processos: fermentação entérica, decomposição e deposição de dejetos (JIAO et. al, 2014). De acordo com MCTI (2010), cada unidade animal criada em sistema extensivo a pasto no Brasil emite, em média, entre 55 e 58 kg CH4.ano^-1. Assim, adotou-se o valor máximo proposto (58 kg Kg CH4 ano^-1) para cálculo das emissões de CH4.

Para as emissões relacionadas ao manejo de dejetos, estimou-se, a emissão de N₂O proveniente da deposição das fezes e urina do animal na pastagem da mesma maneira que foi calculada a emissão de N₂O pelo uso de fertilizantes. Esse tipo de manejo gera quantidades pequenas de CH4, entretanto a emissão de N₂O é elevada (LESSA, 2011). Considerou-se uma unidade animal (u.a.) por hectare, referente à lotação média em cada propriedade, esse componente foi inserido no sistema a partir do terceiro ano.

Para conversão da emissão total de N₂O e do CH4 em dióxido de carbono equivalente (CO_2e), multiplicou-se o valor obtido pelo Potencial de Aquecimento Global (PAG) dos respectivos gases.. Segundo ABNT NBR ISO 14.064 (2007), PAG é o fator que descreve a intensidade de irradiação de uma unidade de massa de um GEE, relativa a uma unidade equivalente de CO2 durante um período de tempo.

2.4. Cálculo do balanço de emissões de GEE

Para o cálculo do balanço de carbono, ou seja, a relação entre a estocagem e emissão de carbono nos sistemas, contrastou-se as emissões de GEE, gerada pelas atividades de adubação nitrogenada, calagem e pecuária nos sistemas, e o Incremento Médio Anual de CO_2e (IMACO_2e) do componente arbóreo presente nas duas propriedades.

3. Resultados e discussão

3.1. Biomassa e Incremento Médio Anual de Carbono e CO_2e

O SSP 1 apresentou um IMAC de 5,66 tC ha^-1.ano^-1, superior ao encontrado no SSP 2 e 3, que foi de 5,31 tC ha^-1.ano^-1 e 3,35 tC ha^-1.ano^-1 , respectivamente (Tabela 1). Apesar dos valores serem próximos, a diferença entre o SSP 1 e SSP 2 pode ser explicada pela menor número de arvores por área e pela idade do SSP 2, visto que, com o passar dos anos, o crescimento e a produção tendem a se estabilizar, resultando em um decréscimo no IMAC.

Tabela 1 - Estoque de biomassa, carbono, CO_2e, IMAC e IMACO_2e do tronco com casca  em sistemas silvipastoris
Tabela 1 - Stock biomass, carbon, CO_2e , IMAC and IMACO_2e of the trunk with bark in silvopastoral systems

Para os sistemas 2 e 3, ambos com espaçamento 8 x 4 m, a diferença entre os IMACs, ocorre pela densidade básica média da madeira dos clones de eucalipto, superior no SSP 2. O maior valor médio da densidade foi encontrado no sistema cujo eucalipto foi plantado em maior espaçamento e maior idade. Isto é semelhante ao encontrado por Torres (2015) trabalhando em sistemas agroflorestais, que obteve os maiores valores médios da densidade em plantios com maiores espaçamentos. De acordo com Browning (1963), a variação na densidade básica refere-se a diferenças na estrutura celular. Quando há menor competição entre plantas, os fotoassimilados podem ser direcionados à produção de fibras com maior espessura.

Em relação à maior densidade da madeira na idade de 96 meses, Ribeiro & Zani Filho (1993) avaliando as densidades básicas de E. grandis e E. dunnii, entre as idades de 63 e 100 meses, observaram um aumento da densidade com a idade e verificaram também uma tendência de estabilização da densidade básica após uma certa idade da planta.

Os valores nos três SSPs também foram superiores aos observados por Müller (2009), que estudando o acúmulo de carbono em um sistema silvipastoril composto por faixas de pastagem intercaladas com Eucalyptus grandis, no espaçamento de 3x3 m dentro das faixas de árvores, aos 10 anos de idade, encontrou um valor de 1,17 tC ha^-1.ano^-1. Tsukamoto Filho et al. (2004), ao estudar a fixação de carbono em um sistema agrissilvipastoril com eucalipto, aos 11 anos, com espaçamento de 10 x 4 m, no município de Paracatu, MG, observaram massa de carbono na madeira correspondente a 5,17 t C ha^-1ano^-1. Este valor é próximo ao encontrado para o SSP 1 e 2 do presente estudo.

3.2. Inventário de Emissões de GEE

Para a cultura do eucalipto, o SSP 2 apresentou uma maior emissão em relação aos demais (Tabela 2).

Tabela 2 - Emissão de CO_2e em t ha^-1, por ano de manejo, de sistemas silvipastoris
Table 2 - CO_2e emission in t ha^-1 per year of management, of silvopastoral systems

Isso ocorre, pois nesse sistema foi realizado um maior número de adubações de cobertura, que apresentam uma maior concentração de nitrogênio na formulação do fertilizante químico NPK. Já o plantio do capim-braquiária proporcionou a segunda maior emissão nos três sistemas, sendo responsável por 13,91%, 8,29% e 11,46% da emissão total, respectivamente. Tal fato ocorre, porque para a implementação do capim foi realizada a calagem, com aplicação em área total de 2 t.ha^-1, ao contrário da adubação nitrogenada, aplicada no fundo das covas ou sulcos de plantio do eucalipto, portanto em menores quantidades quando comparado ao calcário.

Em relação à pecuária, observa-se que o componente bovino foi o que representou a maior fonte de emissão de CO_2e nos três SSPs, correspondendo a 84,92 % das emissões oriundas do SSP 1, 88,65 % do SSP 2 e 87,45 %  das emissões do SSP 3. Isso se deve ao fato da quantidade de gases gerados, além do elevado PAG do óxido nitroso e metano.

3.3. Balanço de Carbono

Os três sistemas apresentaram balanço de carbono positivo até as idades analisadas (Figura 1).

Figura 1 – Estoque, emissão e balanço de carbono total em sistemas
silvipastoris com eucalipto e capim-braquiária em Porto Firme, MG.
Figure 1 – Stock , emission and total carbon balance in silvopastoral
systems with eucalyptus and brachiaria in Porto Firme , MG

Analisando-se os valores, pode-se observar que são superiores aos encontrados por Torres (2015) em sistemas agroflorestais, aos 44 meses, com espaçamento 8 x 3 m,  que obteve o balanço positivo de carbono em um sistema agrissilvipastoril com feijão de 42,76 tCO_2e ha^-1 e 36,22 tCO_2e  ha^-1 para um sistema silvipastoril. Deste modo, o componente arbóreo presente nos três sistemas silvipastoris, desconsiderando o carbono estocado em galhos, folhas e abaixo do solo, neutraliza toda a emissão de GEE gerada pelas atividades de adubação nitrogenada, calagem e pecuária.         

A emissão total dos três SSPs é compensada no período de um ano, visto que o IMACO_2e foi de 20,75 tCO_2e ha^-1.ano^-1 ,19,49 tCO_2e ha^-1.ano^-1 e 12,30 tCO_2e ha^-1.ano^-1  para os sistemas 1, 2 e 3, respectivamente. Em contrapartida, as emissões totais de GEE nos mesmos foram de 6,83, 11,45 e 8,29 tCO_2e ha^-1, respectivamente.                         

Ao considerar os valores apresentados pelo Governo Federal no Plano ABC como base de cálculo para o potencial de mitigação de sistemas Integração Lavoura-Pecuária-Floresta, um hectare teria um potencial de mitigação de 3,79 tCO_2e.ano^-1, valor inferior aos encontrados nesse trabalho para os três sistemas avaliados na  região de Porto Firme, em Minas Gerais.                                           

A partir da média obtida nos três sistemas, 16,12 tCO_2e ha^-1.ano^-1, gera-se um saldo aproximadamente quatro vezes maior que o proposto no Plano ABC. Considerando o presente estudo e a meta de ampliação da área desses sistemas em cerca de 4 milhões de hectares, a estimativa do potencial de mitigação seria de 64,48 milhões t CO2 equivalente. Portanto, observa-se que o a base de cálculo apresentada subestima o potencial de mitigação desses sistemas na região avaliada.

4. Conclusões

Os sistemas silvipastoris estudados apresentam balanço anual de carbono positivo, com estoque médio de 16,12 tCO_2e ha^-1 ano^-1, contribuindo de forma efetiva para diminuir a concentração de GEE na atmosfera e para a mitigação das emissões geradas, consequentemente, para a atenuação das mudanças climáticas.

As informações geradas são importantes para subsidiar políticas públicas dentro de planos de agricultura de baixa emissão de Carbono. Com a adoção e avaliação de fatores locais é possível um reajuste em programas governamentais e um melhor refinamento dos dados para base de cálculo dos potencias mitigatórios desses sistemas.

Agradecimentos

A Universidade Federal de Viçosa, ao Departamento de Engenharia Floresta, ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo apoio financeiro.

Referências

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1. Pós-Graduando em Ciência Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG – samueljoserocha@gmail.com

2. Pós-Graduando em Ciência Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

3. Pós-Graduando em Ciência Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

4. Pós-Graduando em Ciência Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG

5. Professor Departamento de Engenharia Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.

6. Professor Departamento de Engenharia Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.

7. Professor Departamento de Engenharia Florestal - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG.

8. Professor – Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas, Departamento de Ciência e Tecnologia Ambiental - Belo Horizonte, MG.