Reparando a ruptura de carbono do solo

Melhorando a agricultura e o meio ambiente

24 min readOct 10, 2022

por Fred Magdoff. Publicado em 1º de abril de 2021 em Monthly Review.

Traduzido por Rafaela Debastiani. Revisado por Débora Cunha, Rebecca Borges e Rafaela Milara.

Não deverei estar em comunhão com a terra?
Não sou eu mesmo em parte folhas e humo? — Henry David Thoreau 1

Quando estudei a fertilidade do solo como um estudante de graduação, em meados da década de 1960, a matéria orgânica do solo foi reconhecida como algo que ocorria, mas recebia pouca ênfase nos livros ou nas discussões em sala de aula. Houve alguns cursos sobre biologia do solo, mas o foco dos estudos práticos da fertilidade do solo estava nos elementos individuais necessários às plantas, em como eles se comportavam no solo e em como determinar se estavam presentes em quantidades suficientes nas formas que estavam disponíveis para as plantas usarem. É claro que nos concentramos nos elementos retirados do solo em quantidades relativamente grandes, dos quais comumente se constatava deficiência — nitrogênio, fósforo e potássio. Se fossem necessárias adições de nutrientes específicos, aprendíamos quanto devia ser adicionado, que fertilizante devia ser usado e como e quando era melhor aplicá-lo. O cultivo de leguminosas para fornecer nitrogênio às safras seguintes pode ter sido mencionado de passagem, mas a ênfase esmagadora estava nos fertilizantes comerciais. A “lei do mínimo” afirma que haverá um elemento — por exemplo, nitrogênio — que será mais deficiente. Mas, se adicionarmos a quantidade certa de fertilizante de nitrogênio para corrigir a deficiência, a falta de fósforo ou de potássio suficiente (ou de algum outro nutriente) pode limitar a produção. Portanto, precisávamos ter certeza de que nenhuma deficiência de elementos limitaria o crescimento da planta. Mas ter uma quantidade adequada dos elementos essenciais é apenas uma característica da saúde do solo, um conceito muito mais amplo do que o antigo conceito de “fertilidade do solo”.

Os ciclos e os fluxos globais

Existem vários fluxos e ciclos importantes que operam nos níveis local, regional e global. Os fluxos ocorrem quando as substâncias se movem de um local para outro. Um ciclo é um tipo de fluxo no qual a substância retorna ao local de onde veio de forma geral. Em um nível muito local, um verdadeiro ciclo ocorrerá quando os nutrientes removidos do solo por uma planta anual retornarem ao solo quando a planta morrer. Mesmo sendo comida parcialmente por um inseto ou um herbívoro, a maioria dos nutrientes normalmente retornará ao solo não muito longe do local de origem. O ciclo hidráulico, em contraste, funciona em um nível mais regional ou global, pois a água evapora das folhas das plantas ou dos lagos e do oceano, viaja pela atmosfera por uma certa distância e então cai na terra como chuva ou neve. Um exemplo de fluxo que não é um ciclo é a erosão do solo à medida que a água corre sobre sua superfície, com os sedimentos erodidos fluindo por córregos e rios para se depositar no fundo do oceano.

O material orgânico do solo é um reservatório importante de carbono terrestre e participa do ciclo global do carbono. Uma porção do dióxido de carbono atmosférico removido pelas plantas é depositado no solo como raízes e resíduos acima do solo que são incorporados pela ação de minhocas ou outros organismos maiores. Uma parte desse material orgânico (carbono) permanece no solo e outra parte é utilizada como alimento por organismos do solo, como bactérias e fungos, emitindo dióxido de carbono que se difunde de volta para a atmosfera. Em solo saudável, há uma grande rotatividade de carbono, já que uma parte dos resíduos adicionados serve como fonte de alimento para “um repositório importante da biodiversidade terrestre, abrigando cerca de um quarto de todas as espécies da Terra”.2 À medida que a multidão de organismos avança em suas atividades, os solos respiram como se fossem um único organismo, com o oxigênio se difundindo para baixo e o dióxido de carbono se difundindo de volta para a atmosfera, completando um ciclo.

Cerca de três vezes mais carbono é armazenado nos solos do que ocorre na atmosfera como dióxido de carbono. Um solo que tem 1% de matéria orgânica (ou cerca de 0,6% de carbono) em sua superfície (aproximadamente 18 centímetros de profundidade) armazenaria o equivalente aproximado em carbono de todo o dióxido de carbono da atmosfera acima desse solo.3 E a camada superficial dos solos da região temperada normalmente contém entre 1% e 6% de matéria orgânica. O quanto está presente em um determinado solo depende de muitos fatores.

Durante muito tempo, os tipos individuais de solo desenvolvem suas características únicas como resultado dos efeitos combinados do clima local e da vegetação que neles cresce, bem como das fontes de minerais (material de origem) a partir das quais o solo se desenvolve. Com o passar dos anos, os solos na base das encostas recebem solo erodido. O processo de erosão remove das laterais dessas encostas o solo superficial, rico em matéria orgânica, enriquecendo os solos na base.

À medida que os solos se desenvolvem a partir de vários depósitos, como sedimentos soprados pelo vento (chamados de loess), ao longo das margens de rios ou antigos fundos de lagos, ou de rochas em desintegração, a matéria orgânica tende a se acumular conforme as raízes morrem e são substituídas por novas e conforme a secreção das raízes fornece alimento para vários organismos. Quase metade das substâncias produzidas durante a fotossíntese pelas folhas das plantas são transportadas para as raízes para a respiração e, em seguida, para fora das raízes, adicionando diretamente aos suprimentos de materiais orgânicos do solo. Parte é usada para o crescimento de novas raízes e parte é exsudada na zona ao redor das raízes, a rizosfera, apoiando o crescimento de grandes populações de uma ampla variedade de organismos. Quando os solos são jovens, mais resíduos orgânicos são adicionados do que o que é decomposto pelos organismos do solo, e o conteúdo de matéria orgânica se acumula, finalmente atingindo um platô. Isso significa que, em condições naturais, os solos tendem a ser sumidouros de carbono por longos períodos de tempo. Assim, em solos não perturbados, uma porção do carbono removido da atmosfera normalmente flui para o solo e permanece lá. O nível de “platô” de matéria orgânica que se acumula depende de vários fatores, como os tipos de minerais presentes, o clima e a vegetação.

Carbono, vida e solo

O carbono é o elemento que fornece a espinha dorsal para a estrutura das moléculas orgânicas usadas por todos os organismos vivos. Substâncias baseadas em carbono fornecem energia para a maior parte da vida, incluindo os humanos. Mas de onde vêm o carbono e a energia contidos nessas moléculas? À medida que as plantas verdes usam a energia do sol para realizar a fotossíntese, o dióxido de carbono é capturado da atmosfera e usado para fazer a infinidade de compostos de que a planta precisa. Os carboidratos (açúcares, amido), os lipídios e as proteínas, formados a partir dos produtos da fotossíntese durante o crescimento das plantas, todos contêm carbono que veio da atmosfera. Eles também contêm energia armazenada em sua estrutura molecular para uso posterior pela planta ou por um organismo que a consome.

Com a exceção de peixes e outros organismos aquáticos, todos os alimentos que consumimos são derivados de plantas terrestres, direta ou indiretamente, como quando comemos produtos de animais que se alimentaram de plantas. Em outras palavras, dependemos das plantas que crescem no solo (por meio das raízes) e sobre ele. As plantas cultivadas em campos agrícolas fornecem a energia de que precisamos para viver e o carbono para produzir os compostos químicos orgânicos em nossos corpos. As plantas têm cerca de 50% de carbono em peso seco, mas também contêm outros 16 elementos químicos essenciais para seu crescimento e sua reprodução. E, apesar de o carbono nas plantas ser derivado da atmosfera e um pouco de oxigênio atmosférico ser usado quando as plantas respiram (embora as plantas liberem mais oxigênio como subproduto da fotossíntese do que usam na respiração), outros elementos necessários são fornecidos pelo solo. Portanto o cálcio e o fósforo nos ossos e dentes, o nitrogênio nas nossas proteínas, o enxofre, o potássio, o magnésio e outros elementos em animais são todos retirados do solo pelas plantas. O solo não é apenas um lugar para ancorar a planta; é a fonte de abastecimento de água da planta, bem como dos minerais de que necessita. O solo é, portanto, a fonte da energia de que necessitamos e que obtemos com uma alimentação saudável. É literalmente verdade, como diz o Antigo Testamento da Bíblia Hebraica, “pois tu és solo” (em português: “pó”).4 Um breve resumo da importância do solo é fornecido por um relatório da Missão Saúde do Solo e Alimentação, da Comissão Europeia:

A vida na Terra depende de solos saudáveis. O solo sob nossos pés é um sistema vivo — lar de muitas plantas e animais fascinantes, cujas interações invisíveis garantem o nosso bem-estar e o do planeta. Os solos nos fornecem alimentos nutritivos e outros produtos, bem como água limpa e habitats prósperos para a biodiversidade. Ao mesmo tempo, os solos podem ajudar a retardar o início das mudanças climáticas e nos tornar mais resistentes a eventos climáticos extremos, como secas e inundações. Os solos preservam nosso patrimônio cultural e são uma parte fundamental das paisagens que todos nós valorizamos. Em termos simples, solos de vida saudável mantêm-nos, e o mundo ao nosso redor, vivos.5

O carbono do solo é encontrado em duas formas gerais: como material orgânico e como um componente de minerais, como calcário (carbonato de cálcio — CaCO3). Em regiões úmidas, quase todo o carbono está em formas orgânicas (matéria orgânica do solo), exceto nas camadas subsuperficiais de solos derivados de calcário. Em regiões áridas, é comum encontrar calcário mesmo na superfície do solo. A discussão do carbono do solo vai se referir exclusivamente às formas orgânicas de carbono.

O que é matéria orgânica do solo?

Carbono orgânico do solo é outro termo para matéria orgânica. Há mais de cem anos, a matéria orgânica do solo foi descrita em uma publicação agrícola como a “viva”, a “morta” e a “muito morta”. A “viva” — as raízes das plantas e a miríade de organismos que vivem dentro e ao redor das raízes, bem como na maior parte do solo — representa cerca de 15% do carbono do solo. A “morta” se refere aos resíduos relativamente novos de plantas, animais, bactérias e outros organismos mortos, todos em vários estágios de decomposição, à medida que são usados como fontes de alimento por organismos vivos. A “muito morta” é a matéria orgânica em estágios avançados de decomposição, às vezes relativamente estável ou, de outra forma, não muito disponível para os organismos usarem. O carvão (carbono negro), formado quando a vegetação é queimada e os resíduos são posteriormente incorporados ao solo, também é muito estável. Como mencionado, quando os organismos metabolizam ao decompor resíduos, eles liberam dióxido de carbono, que então se dissipa para cima, de volta à atmosfera. No entanto, uma parte do resíduo orgânico do solo fica “presa” dentro de agregados de solo ou adere firmemente às partículas de argila e torna-se inacessível aos organismos decompositores. Essas fontes são muito mais estáveis do que outros materiais orgânicos no solo e se acumulam com o tempo.

Rupturas no solo reconhecidas e não reconhecidas: nutrientes versus matéria orgânica

Grandes rupturas e distúrbios em muitos fluxos e ciclos importantes nos solos têm surgido nas últimas centenas de anos, acelerando-se especialmente após a Segunda Guerra Mundial — nos ciclos do carbono, do nitrogênio, hidráulico (da água) e geral de nutrientes. Os distúrbios dos ciclos da natureza que ocorrem rapidamente têm muitas implicações para os humanos e outros organismos que evoluíram e aumentaram suas populações em condições de mudança lenta.

A ruptura na ciclagem de nutrientes foi reconhecida por Justus von Liebig durante o século XIX, quando mais e mais alimentos, em vez de serem consumidos localmente, eram transportados do campo para as cidades, e mesmo entre países. À medida que isso ocorria, os nutrientes contidos nas culturas alimentares e nos animais que saíam das fazendas não eram devolvidos aos campos. Para evitar que os nutrientes (e os resíduos humanos nos quais estavam contidos) se acumulassem nas cidades, esses resíduos eram em sua maioria despejados nos rios. Em outras palavras, uma parte dos nutrientes que antes retornavam para o solo nas fazendas camponesas agora não voltava para a terra, mas participava de um fluxo, tornando-se poluente da água ao longo do caminho. Esse fluxo unidirecional resultou no esgotamento dos nutrientes do solo necessários para a produção de safras futuras. Karl Marx, seguindo Liebig, explicou isso no primeiro volume de O capital:

A produção capitalista, ao reunir a população nos grandes centros e causar uma preponderância cada vez maior da população urbana… perturba a circulação da matéria entre o homem e o solo, ou seja, impede o retorno ao solo de seus elementos consumidos pelo homem na forma de alimentos e roupas; portanto, viola as condições necessárias para a fertilidade duradoura do solo.6

Isso continua sendo um problema até hoje, com a maioria dos resíduos humanos nas cidades contaminados com uma variedade de metais tóxicos e produtos químicos orgânicos industriais. Portanto é imprudente aplicar muitos efluentes de esgoto em terras agrícolas. Esse problema e aquele decorrente de fazendas industriais de criação que separaram os animais da terra em que sua alimentação é cultivada — criando uma superabundância de nutrientes perto dos animais enquanto a terra cultivada está em constante necessidade de fertilizante para repor os nutrientes perdidos — resultaram na necessidade de aplicar grandes quantidades de fertilizantes comerciais à maioria dos solos agrícolas.

O que não foi reconhecido pelos cientistas ocidentais no século XIX é que o esgotamento da matéria orgânica do solo era uma ameaça ainda maior à preservação da “fertilidade duradoura do solo” do que o esgotamento de nutrientes. No entanto, em 1911, após retornar de longas viagens, Franklin H. King, do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, publicou a obra Farmers of Forty Centuries [Agricultores de quarenta séculos], na qual afirmava que a chave para a agricultura produtiva contínua no Leste Asiático era o criterioso ciclo de nutrientes de volta ao solo. King escreveu sobre os fazendeiros na China: “Estrumes de todos os tipos, humano e animal, são religiosamente guardados e aplicados nos campos de uma maneira que garante uma eficiência muito acima de nossas próprias práticas”.7 Verdade, isso é o ciclo de nutrientes. Mas o retorno de estrume humano e de animais de criação ao solo também significa adição de matéria orgânica.

Ruptura nos fluxos e nos ciclos do carbono do solo

O nível de matéria orgânica em solos não perturbados entra em equilíbrio dependendo dos múltiplos fatores discutidos. No entanto, quando os solos são perturbados pela escavação com uma pá, pelo arado ou pela gradagem, a sua estrutura é quebrada, e partículas de matéria orgânica que não eram acessíveis aos organismos por estarem dentro de agregados, de repente, ficam disponíveis, assim como oxigênio na atmosfera. Isso causa uma explosão da atividade biológica, que libera alguns nutrientes para as plantas usarem, mas também causa um grande aumento na decomposição da matéria orgânica, com o carbono sendo convertido em dióxido de carbono e difundido na atmosfera acima. Geralmente, isso converte os solos de sumidouros de carbono em fontes de carbono, com o efeito final de enriquecer a atmosfera com dióxido de carbono em vez de removê-lo. Durante o processo de conversão da floresta ou das savanas em solo agrícola, muita matéria orgânica é perdida conforme o dióxido de carbono flui para a atmosfera. E, embora a taxa de perda possa diminuir após alguns anos, os solos podem continuar a ser fontes de dióxido de carbono por anos após sua conversão para a agricultura. A mudança no uso da terra da floresta e da savana para agricultura, auxiliada por tratores cada vez maiores e implementos agrícolas capazes de trabalhar em campos imensos, contribuiu com quantidades substanciais de dióxido de carbono para a atmosfera, colaborando para o aquecimento global e a desestabilização do clima. O principal cientista do solo, Rattan Lal, estimou que cerca de 110 a 130 bilhões de toneladas (gigatoneladas) de carbono foram perdidas nos solos agrícolas. (Esse valor é muito grande quando comparado à contribuição anual de 10 gigatoneladas estimada para os combustíveis fósseis.)8 O metano (CH4), outro gás de efeito estufa que contém carbono, também é perdido em solos agrícolas inundados durante a produção de arroz.

Embora as práticas agrícolas contribuam para os gases atmosféricos de efeito estufa, há um grande problema adicional — à medida que a matéria orgânica do solo se esgota, os solos se tornam menos saudáveis. Os solos podem perder metade da matéria orgânica (carbono) quando cultivados por muitos anos. Portanto a perda de matéria orgânica do solo e a correspondente realocação maciça de carbono para a atmosfera (como dióxido de carbono) constituem a ruptura de carbono do solo. Conforme a matéria orgânica do solo diminui como resultado da ruptura, os solos retêm menos água, fornecem níveis mais baixos de nutrientes às plantas e têm menor diversidade biológica. À medida que a estrutura do solo se deteriora, as plantas se tornam mais suscetíveis a doenças e insetos. Quanto menos água consegue se infiltrar, mais água escorre pela superfície, carregando partículas de solo. Uma espiral descendente ocorre, com menos matéria orgânica, levando a mais erosão da camada superior do solo e a mais perda de matéria orgânica, degradando severamente o solo em um ciclo de retroalimentação autorreforçado e acelerado.

Estima-se que cerca de um terço dos solos do mundo estão significativamente degradados. Embora existam várias maneiras de ocorrer degradação do solo, a ruptura no fluxo e no ciclo de carbono atmosfera-solo teve maior efeito prejudicial de longo prazo na agricultura do que a ruptura no ciclo de nutrientes que preocupava os cientistas agrícolas do século XIX. Se um solo tiver baixo teor de nitrogênio ou fósforo disponível, a adição de fertilizante contendo esses elementos pode aumentar muito a produtividade. Essa ênfase em nutrientes levou ao foco em fertilizantes comerciais — especialmente nitrogênio, fósforo e potássio — como a principal forma de melhorar o solo, tornando-se a base para uma enorme indústria agroquímica. Ao mesmo tempo, outras questões de solo não foram consideradas com o mesmo vigor.

Caiu como Lúcifer

Por muito tempo, pensou-se que a matéria orgânica do solo era importante para os solos e responsável pela cor escura da camada superficial, ou solo superficial. Em 1676, John Evelyn escreveu sobre o que hoje chamamos de solo superficial, a camada superior que é altamente enriquecida em matéria orgânica (conhecida como mould, em inglês): “Começo com o que comumente se apresenta primeiro sob a Relva removida, e que, por nunca ter sido violado pela Pá, ou recebido qualquer mistura externa, chamaremos de Terra-Virgem; não a dos Quimistas (químicos), mas como a que encontramos a cerca de trinta centímetros de profundidade, mais ou menos, em nossos campos, antes que você chegue a qualquer alteração manifesta de cor ou perfeição. Este Bolor superficial é o melhor e mais doce”.9

Dois séculos depois, Charles Darwin usou os termos terra vegetal e húmus para se referir à camada superficial do solo que é enriquecida em matéria orgânica e descreveu como as minhocas ajudavam a formar “o húmus rico e de cor escura que quase em toda parte cobre a superfície da terra com uma camada ou manto bem definido”.10

Assim que se descobriu que o carbono era tão importante para as plantas, a questão passou a ser: De onde vem o carbono das plantas? Alguns acreditavam que vinha do material carbonáceo da matéria orgânica do solo. Mas, em 1804, o cientista suíço Théodore de Saussure publicou um livro contendo resultados de experimentos demonstrando que o carbono nas plantas, e, portanto, a maior parte de seu peso seco, vem da atmosfera, e não do solo. Só no final do século a importância de sua obra se tornou amplamente aceita.

Em meados do século XIX, o “pai” da química agrícola, Liebig, afirmou que “a Crença no valor do Húmus [matéria orgânica] não existe mais” e que o importante era que os solos contivessem boas quantidades dos elementos essenciais de que as plantas precisam.11 Fertilizantes manufaturados poderiam substituir os efeitos da aplicação de estrume — “os sais de amônia tomaram o lugar e produziram o efeito da matéria orgânica em decomposição”.12 Liebig pensava que a matéria orgânica ajudava alguns solos e podia prejudicar outros, mas o que era realmente crítico era a presença de quantidades suficientes de elementos essenciais, como nitrogênio, fósforo e potássio.

Com tantas plantas provenientes da atmosfera e com o aumento da ênfase na importância dos nutrientes do solo, a valorização da importância da matéria orgânica do solo diminuiu. Em 1908, três cientistas de Vermont descreveram essa transição em cores vivas: “Uma vez exaltado como o ingrediente essencial do solo, a estrela brilhante no firmamento do cultivador de plantas, ele [o húmus] caiu como Lúcifer quando os químicos agrícolas do segundo trimestre do último século demonstraram a origem aérea da maior parte da estrutura da planta”.13

A importância da matéria orgânica do solo (carbono orgânico)

Na primeira década do século XX, os três cientistas já mencionados foram incumbidos de descobrir por que os solos de Vermont haviam se deteriorado tanto. “Costuma-se dizer que o solo está exausto, esgotado, desgastado, e a noção popular é que seu conteúdo de alimento para as plantas, se não foi totalmente perdido, foi pelo menos reduzido a um mínimo… Essa concepção comum da natureza da dificuldade e do que constitui ‘fertilidade’ é incompleta. Ela enfatiza demais a fase química. Fertilidade e alimento para as plantas não são sinônimos”.14

A conclusão do estudo deles foi que, embora houvesse outras explicações, “o esgotamento do suprimento de húmus do solo [matéria orgânica] pode ser uma causa fundamental da redução da produtividade das colheitas. O sistema de cultivo único, o pousio, a escassez de estrume, a ausência de adubação verde; a não utilização de leguminosas ou gramíneas na rotação; o desmatamento, os incêndios, o uso contínuo de fertilizantes comerciais; tudo isso tende a reduzir excessivamente o conteúdo de húmus”.15 Somente depois de um século, os cientistas e fazendeiros reconheceram totalmente a importância avassaladora da matéria orgânica do solo — algo que ficou claro para aqueles cientistas no estado “atrasado” de Vermont em 1908.

A matéria orgânica do solo é tão crítica para a saúde do solo porque melhora essencialmente todas as suas propriedades biológicas, químicas e físicas. Ela fornece alimentos para estimular a atividade biológica e a diversidade no solo não rizosférico e raízes — o microbioma ao redor e sobre as raízes das plantas é tão importante para a saúde das plantas quanto a microbiota no intestino humano é para a nossa saúde. A matéria orgânica também ajuda as partículas do solo a se aglomerarem, permitindo, assim, uma maior infiltração da chuva e o armazenamento de água. Também é um depósito de nutrientes para as plantas usarem, retarda as mudanças na acidez, torna o solo menos sujeito à compactação e assim por diante. Uma das maneiras de entender a importância da matéria orgânica do solo é estudar o que acontece quando ela diminui. À medida que a matéria orgânica diminui, ocorre uma queda na diversidade e na atividade dos organismos do solo; a estrutura do solo se deteriora; a erosão se intensifica, porque mais água escorre do campo durante tempestades intensas, levando consigo as partículas do solo; a infiltração e o armazenamento de água para as plantas usarem posteriormente diminui; o solo fica mais sujeito à compactação; e diminuem os rendimentos das colheitas.

Qual é o problema?

À medida que a matéria orgânica diminui e os fazendeiros usam rotações de lavoura ruins, ou nenhuma rotação, bem como o cultivo intensivo de seus solos — deixando o solo nu por longos períodos –, os seguintes problemas começam a ocorrer: baixa disponibilidade de nutrientes; baixa capacidade de retenção de água; compactação do solo; e problemas crescentes com doenças de plantas e infestações de insetos. A resposta convencional tem sido ver os “problemas” que se desenvolvem como questões distintas, cada qual resolvido por seu próprio remédio: aplicar mais fertilizantes, irrigar com mais frequência, usar fungicidas e inseticidas e empregar equipamentos pesados para tentar quebrar camadas de solo compactas. Esses “remédios”, é claro, criam, então, seus próprios problemas, como fertilizantes e pesticidas que contaminam as águas subterrâneas e superficiais e o desenvolvimento de resistência aos pesticidas em insetos e ervas daninhas (causando um ciclo vicioso no uso de pesticidas (pesticide treadmill) à medida que novos são introduzidos e níveis mais elevados de pesticidas mais velhos são usados).

Em vez de ver essas ocorrências negativas como “problemas”, elas são mais bem compreendidas como sintomas de um problema subjacente mais profundo: solos débeis. Uma vez entendido dessa forma, uma abordagem totalmente diferente é necessária. Promover a formação de solos saudáveis implica uma abordagem preventiva (em vez da reativa, descrita anteriormente, que reage a cada “problema” como se fosse um incidente isolado), que incentiva práticas que minimizem o desenvolvimento de condições que prejudicam a produtividade das plantas. Ela se esforça para imitar os pontos fortes de sistemas naturais não perturbados e para criar condições que sejam ideais para as plantas — especialmente uma alta população de organismos de solo ativos e diversos, disponibilidade ideal de nutrientes para as plantas, boa estrutura do solo para exploração de raízes, bem como para um bom armazenamento de água, com vazão de chuva e erosão mínimas e baixos níveis de compactação. Construir a saúde do solo tem, na verdade, a ver com melhorar o habitat do solo para que as plantas possam crescer ao seu máximo potencial, assim como precisamos prestar atenção para melhorar o habitat no campo acima do solo. Construir e manter a matéria orgânica, embora não seja o único problema, está no cerne do desenvolvimento de solos saudáveis.16

Solos saudáveis

Para criar e preservar uma agricultura próspera permanente para as incontáveis gerações que virão, é essencial administrar e cuidar dos solos usando práticas que construam e mantenham solos saudáveis. Existem três aspectos gerais de um solo saudável: químico, biológico e físico. Quimicamente, um solo saudável tem pH (estado ácido/base) moderado, reservas suficientes de nutrientes para as plantas crescerem e não contém produtos químicos que prejudiquem as plantas. Biologicamente, ele contém uma população diversa e ativa de organismos, desde micro-organismos — como bactérias e fungos –, a animais de pequeno porte — como nematoides e ácaros –, até animais maiores — como minhocas e besouros. É a diversidade de organismos no solo que ajuda a manter sob controle potenciais doenças vegetais ou pragas de insetos transmitidas por meio do solo. Um número significativo de organismos do solo também promove o crescimento das plantas de várias maneiras: ajudando a tornar os nutrientes mais disponíveis, induzindo-as a produzirem produtos químicos para se defenderem de doenças e fornecendo produtos químicos que estimulam o seu crescimento. As micorrizas, um grupo de fungos, são especialmente importantes, porque entram na raiz enquanto suas finas hifas crescem no solo não rizosférico (às vezes, conectando-se a outras plantas) e, ao obter o sustento da planta, ajudam a transportar água e fósforo para as raízes. E, fisicamente, um solo saudável tem uma estrutura que permite que os sistemas de raízes das plantas explorem e se desenvolvam facilmente, permite que a chuva se infiltre de maneira mais fácil (e não escoe do campo) e é capaz de armazenar muita água para abastecer as plantas no período entre chuvas ou eventos de irrigação.

Armazenamento (sequestro) de carbono em solos

A Terra já está muito quente, e, mesmo que o uso de combustível fóssil possa ser eliminado em breve, ficará ainda mais quente com os ciclos de retroalimentação que já estão ocorrendo e continuam aumentando as emissões de gases de efeito estufa. Assim, os cientistas do clima sugerem que devemos ter planos para a absorção de dióxido de carbono (“emissões negativas”). James Hanson e colaboradores defendem que isso deve incluir “práticas agrícolas e florestais aprimoradas, como reflorestamento e medidas para melhorar a fertilidade do solo e aumentar seu conteúdo de carbono”.17 Para ter um impacto significativo no problema, essas ações precisariam ser realizadas sobre vastas porções do mundo.

Como muitos solos estão empobrecidos de matéria orgânica e o aumento desta tem efeitos positivos profundos sobre a saúde do solo e há muito carbono na atmosfera (como dióxido de carbono), certamente faz sentido promover práticas que aumentem o conteúdo de matéria orgânica do solo. Um exemplo de proposta para o “sequestro de carbono” é a iniciativa francesa 4 por 1000, que visa aumentar a matéria orgânica do solo em 0,4% ao ano.18 De todas as propostas para tentar reduzir o dióxido de carbono atmosférico (muitas das quais envolvem geoengenharia em grande escala), aquelas que também ajudam a curar a ruptura no ciclo de carbono do solo fazem mais sentido. E, pelo bem do meio ambiente e da agricultura, programas de promoção da saúde do solo devem ser realizados em todos os lugares, para ajudar os agricultores a aumentar a produtividade de seus solos.

Aumentar significativamente a matéria orgânica em todos (ou na maioria) dos solos agrícolas do mundo não é uma tarefa trivial. Isso exigiria grandes iniciativas governamentais contínuas para educação e assistência aos agricultores. No entanto, o sequestro de carbono no solo não é a “solução mágica” para combater o aquecimento global que alguns acreditam ser. Se grandes quantidades de carbono pudessem ser sequestradas nos solos, isso apenas diminuiria a taxa de aumento do dióxido de carbono na atmosfera. Além disso, à medida que a matéria orgânica aumenta, a taxa de aumento diminui e, finalmente, chega ao fim: os solos têm uma capacidade finita de armazenar carbono como matéria orgânica. Assim, o sequestro de carbono nos solos não substitui a rápida redução do uso de combustíveis fósseis.

Com a atenção cada vez maior ao uso do solo como local para armazenar carbono, novos esquemas surgem de tempos em tempos. Um deles, por exemplo, envolve a aplicação anual de grandes quantidades de pó de rocha (rocha moída) em vastas áreas de terras agrícolas, com reações químicas supostamente convertendo dióxido de carbono em outras formas químicas à medida que a poeira sofre decomposição e reações químicas (intemperismo). Outro esquema propôs criar culturas com sistemas radiculares maiores, porque um determinado peso em raízes, já estando no solo, adiciona mais matéria orgânica ao solo ao longo do tempo do que a mesma quantidade de resíduos da cultura na superfície. Existem problemas práticos e teóricos em cada uma dessas propostas.19

Criando solos mais saudáveis

Em vez de focar apenas no armazenamento de carbono nos solos, as práticas que contribuem para o desenvolvimento de solos saudáveis devem ser promovidas em todo o mundo para o bem dos agricultores — especialmente aqueles com poucos recursos — e do meio ambiente. Solo saudável não é apenas uma questão de remover o dióxido de carbono da atmosfera armazenando mais carbono, embora isso vá acontecer. Solos saudáveis significam menos uso de pesticidas e fertilizantes comerciais — os quais exigem muita energia para serem produzidos e, frequentemente, resultam em poluição ambiental. (A produção de fertilizantes de nitrogênio usa combustível fóssil tanto como matéria-prima quanto como fonte de energia para impulsionar o processo. Compare isso com a produção de nitrogênio por leguminosas, usando a energia do sol para produzir formas de nitrogênio que as plantas podem usar.) Também haverá menos escoamento superficial e erosão, resultando em mais armazenamento de água no solo para as plantas utilizarem, bem como águas superficiais mais limpas. Assim, solos saudáveis são mais resilientes a períodos de seca e chuvas intensas ocorrendo com mais frequência devido à desestabilização do clima.

Não existe uma receita ou fórmula exata para melhorar a saúde do solo, porque as práticas precisam ser modificadas e personalizadas para os solos, as safras cultivadas e os animais criados em cada fazenda. No entanto, existem abordagens gerais que se aplicam amplamente.

Todas as práticas de exemplo listadas contribuem para uma ou mais das seguintes questões: cultivo de plantas saudáveis com fortes capacidades de defesa, promoção de organismos benéficos e supressão de pragas.20 Muitas podem ajudar a manter ou aumentar a matéria orgânica do solo (sequestro de carbono).

Manter o solo coberto com vegetação viva (e raízes vivas no solo) durante a maior parte do ano possível, usando culturas de cobertura entre as culturas econômicas.
Reduzir a perturbação do solo (preparo do solo) com equipamentos adequados, mantendo os resíduos da cultura na superfície.
Usar rotações complexas, incluindo perenes, se possível, e intercalando para fornecer diversidade acima e abaixo do solo.
Usar leguminosas para “cultivar nitrogênio” para grãos e vegetais.
Adicionar quantidades apropriadas de fontes variadas de matéria orgânica regularmente, cultivando safras de alta biomassa e culturas de cobertura, ou trazendo materiais como esterco, composto de esterco e resíduos de cozinha para o campo.
Integrar animais aos sistemas de cultivo.

O reconhecimento da importância da saúde do solo — incluindo a necessidade de aumentar a matéria orgânica na maioria dos solos do mundo — tem se espalhado pela comunidade científica para fazer incursões na comunidade agrícola, bem como em agências agrícolas nacionais e internacionais, como o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos e a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação, mas a maioria dos agricultores confia nas indústrias agrícolas para obter informações. Essas indústrias estão por trás da maior parte da promoção de técnicas agrícolas, especialmente aquelas que envolvem insumos como sementes, fertilizantes, pesticidas e equipamentos. Como há pouco dinheiro a ser ganho por empresas privadas que promovem práticas ecológicas que criam solos saudáveis e usam poucos insumos de fora da fazenda, será necessário atividades de divulgação e programas governamentais imensos e multifacetados para promover a implementação generalizada de tais práticas.

Se os programas de divulgação necessários puderem ser implementados com sucesso em uma grande parte dos solos agrícolas do mundo, a ruptura de carbono do solo poderá ser curada (retirando uma parte do dióxido de carbono da atmosfera para ser armazenado como matéria orgânica no solo), enquanto a multiplicidade de efeitos positivos do bom manejo da matéria orgânica do solo e outras práticas ecológicas irão melhorar os rendimentos das colheitas, diminuir a poluição causada pela agricultura e aumentar a resiliência de campos e agricultores diante de instabilidade climática.

Notas

Henry David Thoreau, Walden e A Desobediência Civil. Nashville: American Renaissance, 2010, p. 73.
Carlos Guerra et al., “Tracking, Targeting and Conserving Soil Biodiversity”, Science, v. 371, n. 6526, p. 270–71, 2021.
Para cálculos, ver Fred Magdoff e Chris Williams, Creating an Ecological Society: Toward a Revolutionary Transformation. Nova York: Monthly Review Press, 2017, p. 344, nota 15.
Embora a palavra hebraica afar (עָפָר) seja traduzida na versão do Rei Tiago (Gênesis 3:19) como “pó”, é mais bem traduzida como “terra” ou “solo” no contexto em que é usada. Existem também duas outras palavras hebraicas para “terra” ou “solo” — adamah (da qual o nome Adam é derivado, dando mais crédito à tradução como “pois tu és solo” [em portugués: “pó”]) e karka.
Cees Veerman et al., Caring for Soil Is Caring for Life. Luxemburgo: União Europeia, 2020.
Karl Marx, O Capital, v. 1. Londres: Penguin, 1976, p. 637–38.
Franklin H. King, Farmers of Forty Centuries. 1911; repr. Mineola: Dover, 2004, p. 9.
Virginia Gewin, “The World Food Prize Winner Says Soil Should Have Rights”, Civil Eats, 15 de julho de 2020.
John Evelyn, “A Philosophical Discourse of Earth, Relating to the Culture and Improvement of it for Vegetation, and the Propagation of Plants, & c.” (palestra, Royal Society, Londres, 29 de abril de 1675).
Charles Darwin, The Formation of Vegetable Mould. Londres: John Murray, 1904. Disponível em: <https://www.gutenberg.org/ebooks/2355>.
Justus von Liebig, Letters on Modern Agriculture. Nova York: John Wiley, 1859, Carta IV, xxii.
Ibidem.
L. Hills, C. H. Jones e C. Cutler, “Soil Deterioration and Soil Humus”, Seção VIII, Vermont Agricultural Experiment Station Bulletin, v. 135, p. 142–77, 1908.
Ibidem.
Ibidem.
Ray R. Weil e Fred Magdoff, “Significance of Soil Organic Matter to Soil Quality and Health”, em Magdoff e Weil (ed.), Soil Organic Matter in Sustainable Agriculture. Boca Raton: CRC, 2004, p. 1–43; Fred Magdoff e Ray R. Weil, “Soil Organic Matter Management Strategies”, Ibidem, p. 45–65; Fred Magdoff e Harold van Es, Building Soils for Better Crops. 3rd ed. Brentwood: Sustainable Agriculture Research and Education, 2009.
James Hanson et al., “Young People’s Burden: Requirement of Negative CO2 Emissions”, Earth System Dynamics, v. 8, p. 577–616, 2017.
Você pode descobrir mais sobre a iniciativa 4 por 1000 em https://www.4p1000.org/.
Por favor, corresponda-se com o autor para algumas ideias sobre esses esquemas de sequestro de carbono propostos. Existem desenvolvimentos promissores, como a criação de safras perenes de grãos no Land Institute em Salina, Kansas. O grão Kernza® foi desenvolvido a partir de um tipo de grama de trigo e possui um extenso sistema radicular (muito maior que o do trigo), que, combinado com seu crescimento perene, impactará positivamente os níveis de matéria orgânica. Embora não se reproduzam especificamente para um maior crescimento das raízes, as gramíneas perenes tendem a ter sistemas de raízes maiores do que os grãos anuais.
Magdoff e van Es, Building Soils for Better Crops. Uma nova edição do livro estará disponível em meados de 2021 em <sare.org>. Todas as cópias em PDF das publicações de Sustainable Agriculture Research and Education estão disponíveis para download gratuitamente. Cópias impressas disponíveis.

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