Alimentando 10 bilhões de pessoas: Mais alimentos em menos terra

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Atualizado em: 14 Dec 2020

Com a estimativa de que a população mundial irá atingir 9,7 bilhões em 2050 , serão necessários ainda mais alimentos e terras. Entretanto, como vimos no capítulo anterior, limpar o terreno para a agricultura causa impactos consideráveis ao meio ambiente . Para alimentar a crescente população mundial de maneira sustentável , teremos que produzir mais comida por unidade de terra . Isso significa aumentar a produtividade das plantações.

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Aumentando a Produtividade das Plantações

O rendimento ou produtividade da plantação se refere ao volume da colheita em dada quantidade de terra . Atualmente, as colheitas costumam render entre 20 e 80% do que poderiam . Essa perda de produtividade é especialmente grande em países em desenvolvimento e, por isso, é importante que esses lugares sejam o foco dos nossos esforços para aumentar a produtividade das plantações globalmente .

Neste capítulo, vamos analisar fatores que mantêm a produtividade baixa – como o clima, a saúde das plantas e a qualidade do solo – e, em seguida, veremos o que pode ser feito para contornar esses problemas.

Problema 1: As condições meteorológicas e o clima

As plantas precisam de luz e CO₂ para produzir alimento através do processo de fotossíntese . Entretanto, as maiores restrições à produtividade vêm da quantidade de água disponível e da temperatura .

Sem água, as plantas têm dificuldade em produzir alimento e obter nutrientes . Além disso, elas também usam água como um controlador de temperatura; portanto, quanto maior a temperatura, mais água é necessária .

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Porque as plantas precisam de água

É esperado que as mudanças climáticas aumentem as temperaturas e reduzam a disponibilidade de água em diversas regiões, o que resultará em perdas catastróficas de safras .

Problema 2: Pragas, ervas daninhas e doenças

Ao redor do mundo, entre 20 e 40% de todas as colheitas são perdidas devido a pragas, ervas daninhas e doenças . As mudanças climáticas e a agricultura intensiva adotada por muitos agricultores têm chances consideráveis de agravar essas perdas .

No entanto, essas monoculturas são mais vulneráveis a pragas e doenças: se o invasor desenvolver resistência às defesas de apenas uma planta, toda a plantação pode ser destruída !

As ameaças biológicas mais sérias para o rendimento dos cultivos são as ervas daninhas . Em uma plantação desprotegida, sozinhas, elas causariam a perda de 32% da colheita .

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Ervas daninhas são a maior ameaça biológica às plantações

Controladores de ervas daninhas, como os herbicidas e a técnica de lavoura, previnem mais de dois terços dessas perdas . Porém, o uso excessivo de herbicidas estimula as ervas daninhas a desenvolverem uma resistência , e a remoção física através da lavoura contribui para a degradação do solo .

Problema 3: Degradação do solo

Nitrogênio, fósforo e potássio são três dos nutrientes mais importantes para o crescimento das plantas . A carência de qualquer um deles limita consideravelmente o rendimento da colheita .

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Elementos importantes para a nutrição de plantas

Até agora, discutimos três problemas – qualidade do solo, pragas e clima – que reduzem de forma significativa a produtividade das plantações. Mas o que pode ser feito para resolver isso?

Solução 1: Melhorar a qualidade do solo

Todo material biológico que está no solo, vivo ou morto, é chamado de matéria orgânica .

Aumentar a quantidade de matéria orgânica no solo é fundamental para melhorar a sua qualidade . Por quê?

  1. Nutrientes são liberados no solo quando microrganismos decompõem organismos mortos .
  2. Microrganismos presentes no solo competem com pestes, além de melhorar a capacidade das plantas de se protegerem de doenças .
  3. O aumento da quantidade de matéria orgânica no solo aumenta a quantidade de carbono que pode ser armazenado nele .
  4. A matéria orgânica presente no solo o mantém consistente, aumentando a sua capacidade de reter água e reduzindo o risco de erosão .
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Benefícios da Matéria Orgânica no Solo

Quando o solo fica exposto, ele perde mais água por evaporação e tem um risco maior de ser levado embora pela ação da chuva e do vento . Solos expostos também são mais vulneráveis a ervas daninhas . “Plantas de cobertura” de crescimento rápido, como o centeio e o trigo sarraceno, podem ser usadas para competir com ervas daninhas e proteger o solo .

Uma alternativa é adicionar uma cobertura vegetal, como palha, para proteger a superfície do solo . Essa técnica é chamada de mulching .

Por fim, regar os cultivos de maneira mais eficiente é outra maneira de reduzir a degradação do solo, além de diminuir o consumo de água .

Solução 2: Agroecologia

Na natureza, os nutrientes circulam entre as plantas e o solo conforme as plantas crescem e morrem.

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Ciclo natural dos nutrientes

Quando utilizamos a terra para a agricultura, esse ciclo é interrompido, já que as plantas são colhidas antes que possam devolver os nutrientes ao solo.

Image of Fluxo dos nutrientes em um sistema agrícola

Fluxo dos nutrientes em um sistema agrícola

A agroecologia é uma técnica de cultivo que tem por objetivo imitar esses ciclos naturais . Ao utilizar as relações entre plantas, animais e ambiente, os sistemas agroecológicos reduzem a necessidade por insumos, aumentando a sua produtividade e sustentabilidade, ao mesmo tempo em que reduzem a poluição e os desperdícios gerados no processo .

Diferentes cultivos precisam de diferentes quantidades de nutrientes . Portanto, o plantio de vários cultivos no mesmo solo, de forma simultânea ou rotativa, garante o consumo eficiente dos nutrientes sem esgotá-los .

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Rotação de culturas e interplantio

O interplantio aumenta a diversidade dos sistemas agrícolas . Sistemas mais diversos estão mais protegidos contra adversidades econômicas e naturais .

Vamos dar uma olhada em um exemplo desse tipo de sistema. Na agrossivicultura, as árvores e a plantação (e, às vezes, os animais) crescem juntos, no mesmo terreno .

Então, o que há de tão positivo nisso ?

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Agrossilvicultura

As árvores armazenam grandes quantidades de carbono na sua madeira e raízes . Além disso, quando a qualidade do solo é melhorada, elas aumentam a sua capacidade de absorver CO₂ da atmosfera !

Quando culturas diferentes são cultivadas no mesmo terreno, elas são menos vulneráveis a doenças e pragas .

Algumas plantas ajudam a proteger a plantação de pragas através de sinalização química. E isso faz milagres. Nas regiões leste e sul da África, larvas de brocas do caule causaram uma redução de até 80% na produção de milho !

As mariposas adultas de brocas do caule botam seus ovos em plantações de milho. No entanto, elas preferem fazer isso em um capim nativo (“Capim Napier”), que, então, quando presente ao longo dos limites do terreno, as “atrai” para longe do cultivo .

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Atrair

Por outro lado, uma planta chamada Silverleaf desmodium produz substâncias químicas que repelem essas mariposas, além de também proteger a plantação contra ervas daninhas parasitas .

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Repelir

Quando utilizadas em conjunto, essas plantas criam um poderoso mecanismo de defesa “repelir-atrair” (do inglês, push-pull) contra insetos e ervas daninhas :

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Tecnologia repelir-atrair

Além de proteger os cultivos, o Desmodium é um exemplo de um grupo de plantas capazes de adicionar nitrogênio ao solo . Essas plantas (incluindo feijão e ervilhas ) têm uma relação especial com um certo grupo de bactérias que vivem em suas raízes . Essas bactérias capturam nitrogênio da atmosfera e o fornecem à planta em troca de alimento .

Uma parte desse nitrogênio acaba no solo . Por esse motivo, o plantio de Desmodium em rotação ou simultaneamente a outras culturas restaura o nitrogênio do solo e reduz a necessidade de fertilizantes .

Solução 3: Agricultura de precisão

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Agricultura de precisão

A qualidade do solo pode variar de maneira significativa em um mesmo terreno, tanto em sua extensão física quanto ao longo das estações do ano . A agricultura de precisão envolve o uso de tecnologias para mensurar essa variação e ajustar-se a ela. Ao utilizar modelagem e sensoriamento personalizados para cada terreno, o uso de água, fertilizantes e pesticidas pode ser otimizado, e o rendimento das colheitas, maximizado, ao mesmo tempo em que se reduz o desperdício .

A agricultura de precisão reduz os custos econômicos e ambientais da agricultura . Como?

  1. Evita emissões desnecessárias de óxido nitroso e a poluição de nutrientes causada pela aplicação ineficiente de fertilizantes (ver capítulo anterior) .
  2. Reduz a necessidade de energia, uma vez que a água é bombeada apenas para plantas que estejam secas .
  3. Reduz o acúmulo de pesticidas, minimizando o risco de as pragas desenvolverem resistência e limitando o vazamento desses venenos nos ecossistemas locais .

Os estados nutricional e de saúde da planta podem ser monitorados através de sensores e scanners acoplados a tratores, e drones podem sobrevoar o terreno em busca de ervas daninhas e outras pestes agrícolas .

Inteligência artificial e GPS podem ser usados para otimizar as rotas dos tratores, o que minimiza a compactação do solo e o consumo de combustível .

Na verdade, o próprio uso de tratores poderia ser evitado! Foram desenvolvidos robôs autônomos que aplicam fertilizantes e pesticidas nos exatos locais onde estes são necessários . O uso desses robôs reduz os custos com mão de obra, a compactação do solo e as emissões de CO₂

Robôs também podem ser usados para a remoção não química de ervas daninhas. Elas podem, por exemplo, ser eletrocutadas, evitando a necessidade de herbicidas químicos .

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Robôs para a remoção não química de ervas daninhas

Robôs não são baratos, e os custos impediram que muitos agricultores adotassem essas práticas, especialmente em países em desenvolvimento . Levar essas tecnologias, novas e velhas, a esses lugares vai ser essencial se quisermos produzir alimentos o suficiente . Para isso, precisaremos de grandes investimentos e do compartilhamento de conhecimentos e recursos entre diferentes países .

Conclusões

Claramente, as técnicas tradicionais da agricultura precisam de mudanças. Tanto soluções naturais quanto tecnológicas serão necessárias para aumentar o rendimento das colheitas ao mesmo tempo em que se reduz o desperdício e o uso de recursos. Mas e se pudéssemos melhorar as próprias plantações?

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