Simulador computacional prevê emissões de metano em lavouras de arroz

Uma pesquisa em uma lavoura de arroz irrigado do Vale do Paraíba, em São Paulo, demonstrou que simulações computacionais utilizando o modelo DNDC (DeNitrification-DeComposition) foram capazes de estimar, com elevada precisão, as emissões de metano produzidas durante o cultivo em diferentes safras. O resultado representa um avanço para o monitoramento de metano, um dos gases de efeito estufa (GEE) na agricultura.

Realizado pela Embrapa Meio Ambiente, com apoio da APTA Regional de Pindamonhangaba, o estudo oferece a observação rápida, econômica e abrangente da influência de diversos fatores que contribuem com a emissão do gás metano durante a safra, viabilizando estratégias alternativas ao manejo da cultura para minimizar essas emissões. 

A pesquisa comparou as emissões de metano registradas durante três diferentes safras, em uma área da Apta Regional de arroz irrigado, com aquelas simuladas no modelo DNDC para essas mesmas condições. Trata-se de uma das ferramentas computacionais mais utilizadas internacionalmente para estimar os fluxos de carbono e nitrogênio nos sistemas agrícolas. 

Segundo Magda Lima, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente, a análise mostrou que o modelo DNDC conseguiu reproduzir satisfatoriamente o comportamento das emissões ao longo do ciclo da cultura, indicando seu potencial para apoiar inventários de gases de efeito estufa, pesquisas científicas e o planejamento de estratégias voltadas à redução das emissões. 

Precisão na leitura da emissão de gases

O arroz irrigado ocupa posição estratégica na produção mundial de alimentos, mas também é uma das fontes agrícolas de metano, um gás de efeito estufa com elevado potencial de aquecimento global. Em ambientes alagados, característicos desse sistema de cultivo, a ausência de oxigênio favorece a atividade de microrganismos que produzem metano durante a decomposição da matéria orgânica. 

Parte desse gás é liberada para a atmosfera, contribuindo para as mudanças climáticas. Por isso, explicou Lima, conhecer com precisão quanto de metano é emitido pelas lavouras durante o ciclo de cultivo tornou-se uma prioridade para pesquisadores e formuladores de políticas públicas. Entretanto, a medição direta dessas emissões em campo exige recursos financeiros, equipamentos sofisticados, equipes especializadas e campanhas de monitoramento contínuas, o que limita sua aplicação em grandes áreas agrícolas. 

Foi justamente nesse contexto que pesquisas realizadas pela Embrapa Meio Ambiente vêm avaliando o desempenho do modelo DNDC em arroz irrigado por inundação em diferentes cenários de cultivo. A ferramenta reúne, para cada cenário, informações sobre cultivar, fatores climáticos, características do solo e manejo agrícola e da irrigação, simulando o desenvolvimento da planta concomitantemente aos processos biológicos responsáveis pela produção e emissão de gases de efeito estufa. 

Segundo Maria Conceição Pessoa, pesquisadora da Embrapa Meio Ambiente, o DNDC já havia sido calibrado e validado pela Embrapa Meio Ambiente e Apta, há cerca de 16 anos atrás, considerando outra cultivar de arroz irrigado e as características locais à época reproduzindo bons resultados e, agora, novamente comprova sua eficácia ao apresentar ótimos resultados também com base em outra cultivar e características locais (clima e manejo dos cultivos paulistas). 

Os resultados mostraram que as simulações acompanharam de forma consistente a dinâmica de emissão observada no campo durante toda a safra. Os maiores picos de emissão ocorreram nos períodos de inundação da lavoura, quando predominam condições favoráveis à produção de metano pelos microrganismos presentes no solo. À medida que a disponibilidade de água se modificava, o modelo também reproduz a redução das emissões, demonstrando sensibilidade às alterações nas condições de manejo da água e ambientais. 

Segundo Pessoa, a boa concordância entre os dados medidos e os simulados para diferentes safras indica que o DNDC apresenta potencial para ser utilizado como uma ferramenta confiável para estimar emissões sazonais de metano em sistemas de arroz irrigado paulista, portanto para o maior produtor do Sudeste brasileiro. Isso amplia as possibilidades de avaliação de diferentes práticas de manejo sem a necessidade de realizar medições complexas em todas as áreas de produção.

Simulação de cenários

Além de reduzir custos de pesquisa local, a simulação igualmente permite investigar cenários futuros e avaliar, por exemplo, como mudanças no manejo da irrigação, na adubação ou na incorporação de resíduos vegetais podem influenciar nas emissões de metano. Dessa forma, produtores e pesquisadores teriam como identificar previamente estratégias capazes de reduzir o impacto ambiental da atividade, sem comprometer a produtividade das lavouras. 

Outro aspecto relevante é a contribuição da pesquisa para o aprimoramento dos inventários nacionais de emissões de gases de efeito estufa. O estudo completo, publicado no Journal of Engineering Research.