Manejo na produção animal pode alterar positivamente o balanço mundial de nitrogênio e fósforo

Há algumas semanas iniciamos aqui pelo MilkPoint discussões sobre o uso de alguns elementos químicos (nutrientes) pela agropecuária, em especial o nitrogênio (N). Neste texto daremos continuidade ao assunto adicionando o fósforo (P) na análise e procurando apresentar estimativas do balanço desses dois elementos na agropecuária mundial até o ano de 2050 e o que poderia ser feito para tornar tal balanço menos impactante ao ambiente e à sociedade.

Para embasar nossa discussão, apresentaremos os principais resultados da pesquisa elaborada por Alex Bouwman, da agência holandesa de avaliação ambiental e seus colaboradores (Bouwman et al., 2011). A pesquisa foi realizada considerando o balanço de N e P para a agropecuária do mundo como um todo, para o período de 1900 a 2050. Portanto, os resultados partem de dados reais projetando-os para o futuro por meio de estimativas e modelos matemáticos.

A produção agropecuária é a principal causa de alterações antropomórficas (causadas pelos seres humanos) nos ciclos do nitrogênio (N) e do fósforo (P). Parte significativa do N é perdida para o ambiente nas formas de gás amônia (NH3), óxido nitroso (NO2) e óxido nítrico (NO). São três gases altamente impactantes no ambiente. A amônia contribui para a eutrofização (fenômeno causado pelo excesso de nutrientes em um reservatório de água, provocando aumento excessivo de algas) e para a acidificação (dos mananciais hídricos e dos oceanos). O óxido nitroso é um dos gases causadores do efeito estufa. O óxido nítrico (NO) é um dos gases mais danosos à camada de ozônio. Outra parte do nitrogênio, bem como o fósforo, são perdidos para o ambiente pela água superficial e pelos lençóis freáticos, causando contaminação das bacias hidrográficas e, consequentemente, uma série de problemas ambientais para as mais diversas formas de vida.

No início do século XX (ano 1900), os balanços de N e de P na agropecuária estavam praticamente equilibrados, sendo que suas aplicações como insumo eram bastante pequenas. Entre 1900 e 1950 a disponibilização de N no solo praticamente dobrou atingindo 36 Tg/ano (Tg significa “teragrama” e corresponde a 1 bilhão de kg) e a aplicação de P aumentou oito vezes, para atingir 2 Tg/ano. Entre 1950 e 2000, a disponibilização mundial de N na agropecuária aumentou praticamente quatro vezes o nível de 1950, atingindo 138 Tg/N e a disponibilização de fósforo aumentou mais de cinco vezes, atingindo 11 Tg/ano. Esses aumentos expressivos permitiram a produção de um grande volume de alimentos para suprir a população crescente, porém, também tiveram o seu custo para o ambiente. Mas o pior é que a maior parte desse volume não é aproveitada pelas plantas e pelos animais, sendo simplesmente perdida para o ambiente. A agropecuária mundial ainda é muito ineficiente no uso desses e de outros elementos químicos. Isso provoca danos ao ambiente e perdas econômicas para produtores e consumidores.

Pesquisas mostram que o total de N e P gerado pela produção animal excede o total de N e P utilizado como fertilizante (ver, por exemplo, o trabalho de Bouwman et al., 2009). Dessa forma, pode-se concluir que, de fato, a atividade da produção animal é a que mais influencia o ciclo desses elementos. É difícil para nós, que trabalhamos com a agropecuária, termos que assumir este fato, mas é uma realidade que precisa ser encarada. Portanto, resta-nos pensar o que podemos fazer para tentar revertê-la. Manejos agrícolas e pecuários alternativos, a melhor integração entre a produção vegetal e a animal e o adequado balanceamento na alimentação dos animais podem reduzir efetivamente essas aplicações de N e de P. A alteração da dieta humana eventualmente também pode contribuir no contexto.

A produção animal no mundo aumentou significativamente durante o Século XX. Esse aumento foi, em grande parte, proporcionado pela intensificação dos sistemas produtivos e essa trouxe mudanças expressivas na composição da dieta dos animais: diminui-se a dependência dos chamados sistemas abertos de produção (como, por exemplo, produção a pasto), migrando-se para os sistemas de confinamento, que implicam o uso de alimentos concentrados e suplementos, tanto para monogástricos quanto para ruminantes.

É sabido que o avanço tecnológico na nutrição proporcionou maior eficiência no sentido de migração dos nutrientes para a elaboração de carne e leite e menos para a manutenção do animal. Portanto, houve aumento na conversão alimentar. Porém, esse suposto aumento de eficiência deve ser visto com as devidas ressalvas, devido aos enormes volumes de perdas de nutrientes que acontecem nos sistemas de produção vegetal que são necessários para sustentar a nutrição dos animais confinados. Ganha-se de um lado, mas perde-se do outro. O resultado final é questionável. O que importa, de fato, é que em termos ambientais, para se considerar o efeito da produção animal, não se pode abrir mão de considerar, concomitantemente, a produção vegetal que a sustenta, pois esta é a base da primeira.

O conceito de provisão ou balanço de nutrientes passa a ser útil para esse tipo de análise. De forma simplificada, essa provisão é dada pela seguinte conta: a soma de todos os nutrientes que entram no sistema (que são aplicados e disponibilizados no solo pela adubação, aplicação de esterco ou fixação biológica) menos a soma de todos os nutrientes que saem do sistema na forma de produto vegetal ou produto animal. O que sobra dessa diferença pode ser, de certa forma, considerado como perda.

A partir dessa concepção de perdas, Bouwman e seus colegas consideraram o que aconteceria com o nitrogênio e o fósforo no mundo em 2050, se algumas alterações na produção animal viessem a ocorrer. Essas alterações seriam:

i) “Extensificação” dos sistemas produtivos (↑EX): representando uma migração de 10% da produção de ruminantes confinados para sistemas a pasto;

ii) Aumento na eficiência nutricional (↑EN): representando uma redução de 10% na taxa de excreção dos nutrientes por unidade de carne e de leite produzida;

iii) Melhoria no sistema de armazenamento de esterco (↑AE): representando uma redução de 20% na emissão de gases pelo uso de galpões fechados e reservatórios de esterco;

iv) Melhoria no sistema de integração agricultura-pecuária e uso de esterco (↑IE): aumento do percentual do esterco utilizado como fertilizante naqueles países que ainda não atingiram o mínimo de 25% de reaproveitamento do N e do P desses dejetos.

v) Mudança na dieta humana (≠DH): migração de 10% do consumo de carne de ruminantes para carne de frango.

Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 1.

Tabela 1. Balanço de nitrogênio (N) e fósforo (P) da agropecuária mundial, para os anos 1900, 1950, 2000 e previsão para 2050 sob diferentes tecnologias (valores em Tg/ano).

Para analisar os resultados estimados para 2050 devemos comparar a coluna “Mesmo padrão tecnológico” (que representa o que aconteceria se continuássemos com os mesmos manejos nos sistemas produtivos) com as colunas representativas das mudanças tecnológicas (as cinco demais colunas à direita da tabela).

Alguns dos principais resultados são:

“Extensificação” (↑EX): levaria a mudanças relativamente pequenas nas perdas totais, tanto de N quanto de P, ao redor de 1 Tg/ano para cada um deles, ou o equivalente a 1% e 6%, respectivamente. O maior volume de esterco produzido seria compensado pelo suprimento do mesmo às pastagens. Uma pequena redução no uso de fertilizante nitrogenados seria observada (menor necessidade de produção de grãos e concentrados). Contudo, o mesmo não aconteceria para os fertilizantes fosfatados.

Aumento na eficiência nutricional (↑EN): levaria a uma redução um pouco mais expressiva nas perdas de N, ao redor de 5 Tg/ano (equivalente a 3%). Para o P a redução nas perdas seria de 1 Tg/ano (equivalente a 6%). Apesar da redução das perdas, haveria necessidade de se aumentar a utilização de fertilizantes nitrogenados em 5 Tg/ano (5%) e de fertilizantes fosfatados em 1 Tg/ano (4%). Isso deveria ocorrer para compensar a redução no volume de esterco disponível e utilizado como fertilizante.

Melhoria no sistema de armazenamento de esterco (↑AE): surpreendentemente essa melhoria poderia levar a um aumento nas perdas totais de N. O armazenamento do esterco causaria menores perdas de N nas suas formas gasosas, especialmente amônia. Porém, o N seria direcionado e perdido por lixiviação. O adequado armazenamento por si só, pode não ser suficiente para reduzir o impacto ambiental do esterco. Para o P, praticamente não haveria efeito algum. Apesar do pequeno impacto global, a melhoria no sistema de armazenamento de esterco pode trazer ganhos locais.

Melhoria no sistema de integração agricultura-pecuária e uso de esterco (↑IE): levaria à uma redução de 14 Tg/ano nas perdas de N (equivalente a 8%) e de 2 Tg/ano (equivalente a 11%) nas perdas de P. Haveria uma redução de 22 Tg/ano (equivalente a 21%) no uso de fertilizantes nitrogenados e de 5 Tg/ano (equivalente a 22%) no uso de fertilizantes fosfatados. Parece ser a alternativa tecnologia que causaria a maior redução do impacto sobre o ambiente.

Mudança na dieta humana (≠DH): levaria a uma redução nas perdas de N ao redor de 5 Tg/ano (equivalente a 3%). Para o P, porém, a redução nas perdas não seria verificada. Não haveria redução no uso de fertilizantes nitrogenados e fosfatados. A taxa de excreção de N por quilo de carne de frango produzida é 1/10 da taxa excretada por quilo de carne bovina. Porém, a produção agrícola para suprir o maior volume de grãos necessário para a alimentação dos frangos – e suas subsequentes perdas significativas de N e P – poderia compensar negativamente a redução na taxa de excreção animal. Em síntese, se houvesse a migração da produção de ruminantes confinados para a produção industrial de frangos, haveria redução significativa nas perdas. Mas se houvesse a migração da produção de ruminantes a pasto para a produção industrial de frangos, tais ganhos seriam bem mais modestos ou mesmo nulos em termos globais.

Em síntese, das cinco estratégias consideradas, todas poderiam levar a algum ganho em termos ambientais, porém a mais efetiva seria realmente a melhoria nos sistemas de integração agricultura-pecuária, visando especialmente a maior e adequada utilização do esterco na própria agricultura. Em outras palavras, os maiores ganhos viriam de esforços de reciclagem – preferencialmente local – dos elementos necessários para a nutrição de plantas e animais. Uma pecuária forte se faz com uma agricultura forte.

Referências utilizadas:

Bouwman, A. F.; Beusen, A. H. W.; Billen, G. (2009) Human alteration of the global nitrogen and phosphorus soil balances for the period 1970–2050, Global

Biogeochemical Cycles, 23, GB0A04. Disponível em: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2009GB003576/pdf

Bouwman, A.F.; Goldewijk, K.K.; Van Der Hoek, K.W.; Beusen, A.H.W.; Van Vuuren, D.P.; Willems, J.; Rufino, M.C.; Stehfest, E. (2011) Exploring global changes in nitrogen and phosphorus cycles in agriculture induced by livestock production over the 1900–2050 period. PNAS, v.110, n.52. Disponível em: http://www.pnas.org/content/110/52/20882.abstract