Modelo prevê emissões de metano em lavouras de arroz

Uma pesquisa realizada pela Embrapa Meio Ambiente, com apoio da Apta Regional de Pindamonhangaba, 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 importante para o monitoramento de metano, um dos gases de efeito estufa (GEE) na agricultura, pois oferece a observação rápida, econômica e abrangente da influência de diversos fatores que contribuem com a emissão desse gás durante a safra e, assim, viabilizando estratégias alternativas ao manejo da cultura para minimizar essas emissões. 

O estudo realizado 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. 

De acordo com 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. 

Desafio das emissões no arroz irrigado

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, explica 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. 

Ferramenta reduz custos e amplia análises

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. Atualmente, muitos países utilizam fatores médios de emissão para estimar a contribuição da agricultura às mudanças climáticas. Modelos calibrados com dados obtidos em condições brasileiras tornam as estimativas obtidas por simulações mais representativas da realidade nacional, aumentando a confiabilidade das informações utilizadas em políticas públicas e nos compromissos internacionais relacionados ao clima. 

A pesquisa também reforça uma tendência atual crescente na agricultura moderna: a integração entre experimentação de campo e ferramentas digitais para compreender processos ambientais complexos e apoiar decisões mais eficientes. À medida que os modelos computacionais se tornam mais precisos, eles passam a desempenhar papel estratégico na construção de sistemas agrícolas mais sustentáveis, resilientes e preparados para enfrentar os desafios das mudanças climáticas.

Por essa razão, as pesquisadoras destacam ainda que o desempenho dessas ferramentas digitais, incluindo do DNDC, dependem da qualidade das informações inseridas, especialmente dos dados climáticos, das características físicas e químicas do solo, das cultivares e das práticas de manejo adotadas na propriedade. Por isso, a ampliação de estudos em diferentes regiões produtoras para a obtenção e divulgação dessas informações-base são fundamentais para aperfeiçoar as simulações e ampliar sua aplicação e validações em todo o País. 

Para a rizicultura brasileira, os resultados representam mais do que um avanço metodológico. Eles demonstram que a combinação entre ciência, monitoramento e simulação numérica fundamentada em modelagem matemática pode acelerar o desenvolvimento de tecnologias capazes de reduzir as emissões de gases de efeito estufa, fortalecer a agricultura de baixo carbono e contribuir para a produção de alimentos de forma ambientalmente mais responsável.