Projeto de sequestro de carbono através da geração de Terra Preta de Índio (TPI)

Terra Preta de Índio reduz o aquecimento global

RésuméA iniciativa “4 por 1000”1do Ministério de Agricultura e Alimentação da França descreve que o aumento de 0,4 % (4 por mil) por ano de carbono orgânico nos solos cultivados corresponde à emissão mundial de dióxido de carbono (CO2) de um ano.

Mesmo após a resolução mundial adotada pela Conferência sobre Mudanças Climáticas em Paris em 2015, as emissões de CO2 continuam a aumentar. A mudança climática provocada pelo homem se acentua! O sequestro de CO2 no solo é uma tarefa urgente!

Sem solo ficamos sem ar!

Os grandes círculos de Terra Preta do Índio (TPI) ao longo dos rios da Amazonas hão sido pesquisados nos últimos anos e apontam a possibilidade de ligação de CO2 ao longo prazo. Dr. Bruno Glaser da Universidade Halle Martin-Luther descreve que este solo antropogénico contém em media 250 t / ha (hectare) de carbono orgânico e 250 t / ha de carvão vegetal (biochar ou biocarvão). Isto é equivalente a três vezes mais, ou setenta vezes mais do que nos Latossolos circundantes.

Por biocarvão (biochar) ou carbono pirogênico entende-se estruturas de carbono resultando do aquecimento com altas temperaturas. A Universidade de Bayreuth colocou um foco na pesquisa do biocarvão e escreve em seu site2:
Pela pirólise se forma um carbono sólido, altamente aromático e estável, que se mantem estável no solo a longo prazo (quer dizer, mais de 1000 anos), como estudos científicos mostram. A existência da Terra Preta do Índio na Amazonas rica em carvão vegetal também depois de 2.000 anos de desocupação mostra a estabilidade do biocarvão.

E:

  1. É no momento o único método praticável e inofensivo para armazenamento de dióxido de carbono a longo prazo (valas de carbono) e pode, portanto, representar um aspecto para a solução do aquecimento climático. A produção de biocarvão é um método de geração de energia com pouco impacto ambiental e até um método “carbono negativo”. Além do CO2, outros gases nocivos ao clima (CH4, N2O) são reduzidos.

  2. O carvão vegetal também melhora os solos e proporciona a solos degradados novamente fertilidade (Terra Preta) pela capacidade de retenção de água e aumento da produtividade. Ao mesmo tempo os fertilizantes podem ser usados mais eficientemente e a lixiviação do nitrato na água subterrânea é reduzida.

Resumo do projeto:

Através do crescimento das plantas, o dióxido de carbono do ar se transforma em matéria orgânica. A planta consiste em 95 a 98% de ligações carbónicas, oriundas do CO2. Normalmente, este carbono volta para a atmosfera pela decomposição natural. O carbono orgânico no solo se forma da decomposição das raízes e parcialmente da cobertura biológica no solo.

Na Terra Preta do Índio a matéria orgânica da planta é carbonizado e incorporada no solo. Assim o carbono está sequestrado a longo prazo no solo, constituindo um armazenamento permanente de carbono. O carvão forma as condições ambientais para a formação do húmus. Quando se fala do teor de carbono orgânico no solo, trata se daquele oriundo da matéria orgânica na formação do húmus e não aquele no carvão morto.

Os seguintes cálculos neste projeto de teores de C referem-se exclusivamente ao carbono orgânico do húmus da Terra Preta, quer dizer, que os teores de C do carvão, mencionado no início deste texto, e o carbono sequestrado pela futura plantação em cima da Terra Preta não são incluídos nos cálculos aqui. A formação da Terra Preta dá um passo significativamente além do processo de usar e enterrar Biochar na agricultura. Ela forma húmus fértil, durável e rico em carbono.

Baseada na formação do húmus pela incorporação de carvão deve ter sido feita a Terra Preta antropogênica ao longo dos rios da Amazônia. Ela se caracteriza por uma elevada estabilidade da sua fertilidade num ambiente em que os processos de decomposição ocorrem extremamente rápidos, e ela contém uma elevada percentagem de carbono orgânico ligado.

O teor de carbono na terra cultivada gira normalmente em torno de 2 a 3 por centos, nas plantações de eucalipto extensivas de 1,8 a 2,3 %3, já na Terra Preta do Índio é de 3,4 a 4,5 %4. Cunha5 chega até a 10% de carbono-total em Terra Preta dos Índios sob cultivo agrícola.

Este projeto tem como proposito gerar Terra Preta Nova (TPN)6 replicando a TPI com foco na fixação de carbono orgânico na terra.

A longo prazo a TPN poderá ser a base para agricultura orgânica e Sistemas Agroflorestais. A agrofloresta poderia se estabelecer como produtora de água, atmosfera e terra e assim justificar o acesso aos fundos de compensação de emissão de carbono e/ou os certificados de CO2.

Supõe-se que a TPI foi gerada em valas com carvão vegetal proveniente da combustão incompleta, matéria orgânica, Microrganismo Eficazes provocando processos de fermentação e fragmentos de cerâmica e/ou conchas, ossos, espinhas.

Para isso, o presente projeto propõe quatro projetos pilotos experimentais:

  1. Plantar em 30 Tonels de plástico com misturas diferentes dos componentes, replicando a TPI e analisar a fertilidade e o teor carbono orgânico depois de determinado tempo.
  2. Plantar em 6 a 8 covas de 2 x 2 x 0,5m na terra com misturas diferentes dos componentes, replicando a TPI e observar a fertilidade e o teor carbono orgânico depois de determinado tempo.
  3. Transformar um ha de bambu em 100 m2 de Terra Preta pura
  4. Plantar 1 hectare (ha) de Bambu para depois de três a cinco anos ter a matéria prima para gerar TPN em loco no campo. Uma parte do Bambu seria para produzir carbono vegetal e a outra parte para triturar como matéria orgânica.

Este experimentos podem ser feitas nas fazendas certificadas do Luiz, Mano Velho, produtor de Cana (Alexânia) ou do Stefan Posch, produtor de bambu, Fazenda Indaiá em Caldas Novas) ou na UFG (Goiânia, Goiás, Brasil).

Justificativa:

Se fossemos aumentar anualmente por 0,4% (4 por mil) a quantidade de carbono orgânico contido nos solos do mundo, isto correspondia às emissões globais de dióxido de carbono durante um ano.

Os solos mundiais contêm 1500 bilhões de toneladas de carbono orgânico. Por ano são emitido 4,3 bilhões de toneladas de carbono para a atmosfera. Portanto, o aumento do carbono orgânico ligado no solo por 0,4% corresponde às emissões globais anuais de dióxido de carbono. (Veja a iniciativa, internacional iniciada na conferência climática de Paris 2015 “4 pour 1000” (www.4p1000.org) do Ministério da Agricultura e Alimentação da França)

O objetivo do projeto é aumentar o teor de carbono no solo por 4 pontos percentuais (80 a 160 t C / ha correspondendo a 430 t de CO2) criando, assim, um solo fértil a longo prazo como base para a agrofloresta nos conceitos da agricultura sintrópica de Ernst Götsch.

Nos seguintes links encontre-se um edital para o sequestro de C pela agricultura e as prioridades de pesquisa apoiado pelo 4 por 1000, que combinam com os objetivos do projeto aqui, mas as quais não temos acesso por causas formais:

https://www.4p1000.org/sites/default/files/content/gov_cst_en_4p1000_indicators_05-12-2017-final2.pdf
https://www.4p1000.org/sites/default/files/content/gov_cst_en_consortium_3-4-4p1000_research_priorities.pdf

Revisão de Literatura:

Sobre a matéria orgânica na TPI:

Beáta Emoeke e Madari7 et al. escrevem: “Para entender como a matéria orgânica e suas diferentes formas contribuem para a formação da fertilidade distintiva das terras pretas em comparação aos solos adjacentes não antrópicos, è importante conhecer as principais frações e compartimentos da matéria orgânica e suas funções no solo. (…) Segundo Stevenson (1994), a classificação das formas (frações) da matéria orgânica morta são as seguintes:

A liteira é matéria macroorgânica, por exemplo resíduos de plantas na superfície do solo. Sua função é fornecer energia para os organismos do solo (…).

A fração leve consiste da matéria orgânica não, ou parcialmente, decomposta, cuja densidade se situa em torno 1 a 3 g cm cubico. (palhada) (…) O C da fração leve se constitui em reservatório importante de C disponível no solo, uma vez que pode representar de 5 a 35 % do C total presente no solo.

As substâncias não humificadas englobam compostos orgânicos como, por exemplo, os aminoácidos, carboidratos, gorduras, ceras, resinas e ácidos orgânicos, entre outros.

As substâncias húmicas são formadas por reações secundárias de síntese, e representam 70 % do C total do solo. Por isso, exercem grande influencia sobre as caraterísticas físicas e químicas do solo, e consequentemente, tem grande influencia sobre os atributos de fertilidade.

O teor de carbono mais alto encontrada na revisão foi em seguinte tabela de Cunha 20098

Significativo na quinta linha é que nos solos antropogênicos (TPI) sob cultivo o teor de carbono é 100,9 g / kg (10%) e que tem um altíssimo teor de P: 123954,7 mg / kg.

O carvão disponibiliza as condições de vida favoráveis à vida mirco-bacteriana para a formação do húmus. Quando se fala do teor de carbono dos solos, é aquele carbono orgânico que participa da formação o húmus a partir do material orgânico incorporados e/ou as raízes no solo e não no do carvão morto.

No seu trabalho Suyanne Rodrigues9 descreve neste contexto que os fragmentos de cerâmica fornecem ao longo prazo o P (Fosforo) necessário. Ela mostra que quando cozinha nas panelas de barro mais de 600 horas o P fica absorvido e acumulado nas paredes e nas tampas das cerâmicas.

Sobre os Microrganismos eficazes:

Não se encontra literatura e não temos conhecimento sobre as técnicas de inoculação e/ou de uso de manejo microbiano usado pelos índios para gerar a vitalidade e o equilíbrio dinâmico das TPI. Estes se caracterizam pela estabilidade do carbono e das substancias húmicas dando durabilidade de um lado e da alta capacidade de troca de cátions (CTC) dando fertilidade. Este equilíbrio dinâmico é parecida às forças autopoeiticas de organismos vivos. (veja H. Maturana e “A Teia da Vida” F. Capra). Neste sentido estes solos são vivos, mantendo a fertilidade durante muito tempo e por isso um dos objetivos deste estudo será também de observar o que contribui nesta vitalidade.

As experiências e pesquisas da empresa alemã Palaterra (www.palaterra.eu), que produz Nova Terra Preta, indicam que cerca de 10% dos microrganismos atuam na decomposição de matéria orgânica, 10% atuam na formação de húmus e 80% se comportam neutro. Na compostagem atuam principalmente as bactérias e os fungos de decomposição, liberando calor. Para aumentar e fortalecer os microrganismos de formação de húmus deve se provocar um processo de fermentação anaeróbico. Neste caso, nenhum calor é liberado, as bactérias lactobacillus são especificamente ativas e o pH é mais alcalino do que na composteira.

As TPI apresentam população e diversidade microbiana maior que os solos vizinhos naturais ou alterados. No trabalho de C. B. de Amarante10 os resultados indicaram que nestes solos os fungos estão em maior quantidade que as bactérias, sendo predominantes os do gênero Aspergillus, Panicillium e Sclerotium. Com relação as Bactérias, as do tipo cocos Gram-negativas representam a maior ocorrência da população bacteriana total (>80%). O material em decomposição rico em proteínas favorece o desenvolvimento de bactérias, enquanto as substâncias ricas em celulose estimulam, principalmente o crescimento de fungos.

Valerini et al. (2002) em seu estudo sobre a avaliação integrada da qualidade do solo após a incorporação da matéria orgânica e microrganismos, verificou que o solo tratado com microrganismos eficazes apresentou intensa atividade biológica, sendo assim catalisador do processo de humificação da matéria orgânica fresca.

Depois de combinar três meses esterco de animal (E50) com Microrganismo Eficazes (EM) e plantas in Tonelras (RC30) chegou aos seguintes resultados:

Na terceira linha %C é carbono orgânico oxidativo e aumentou significadamente (quase 3 % em três meses) no E50EM (sexta coluna). Falta a combinação esterco de animal com Microrganismo Eficazes e plantas inTonelras (E50RC30EM) e a questão é como dar durabilidade a este alto crescimento de teor de carbono.

O trabalho de Paulo F. M. Filho11 analisa a interação em 8 combinações de composto orgânico, termo fosfato e inoculação micorrízica no crescimento de 7 espécies (destes 6 leguminosas).

Em casa-de-vegetação, os ensaios mostraram efeito significativo da aplicação do composta orgânico para todas es espécies cultivadas. (página xii) A associação da inoculação com fungos micorrízicos e da aplicação de composto orgânico aumentou expressivamente a produção de matéria seca da parte aérea das espécies C. cajan (feijão-guando), A. Mangium (acácia) e S. terebinthifolia (aroeira pimenteira) (P. F. M. Filho, 2004, página 78).

Nas fotos neste trabalho (página 76) a diferença do crescimento das plantas ficou mais visível no feijão-guandu e na acácia.

Experimento 1:

Plantar em 30 toneis de plástico de 100l com misturas diferentes dos componentes, replicando a TPI e observar a fertilidade e o teor carbono orgânico depois de determinado tempo.

Em seguida a Tabela 1 apresenta as quantidades dos componentes em 1 ha ou em 0,25 ha.

A Tabela 2 contem as quantidades dos componentes referentes à Tabela 1 transferidas para toneis de 100 l.

A “Tese: experimento ideal” (coluna 1) e uma tese hipotética sobre a melhor composição dos ingredientes da TPN relacionada a valores viáveis em um 1 ha ou 0,25 ha no campo e possivelmente disponíveis pelo crowdfunding (vaquinha on line).

Para ter uma concentração de adubos maior, estes serão colocados em 0,5 ha em valas de 50 cm com espaçamento de 50 cm entre as valas. Assim a concentração se multiplica por 4 e explica a variação de “1 ha ou 0,25 ha”.

A Tabela 3 é calculada com estes valores.

Experimento 1: 30 toneis de 100l

Estas tabelas estão aqui em anexo no Excel, onde podem ser modificadas.

Na Tabela 2:

O numero dos toneis 1: representa a composição do tonel 1 do experimento.

Ele é composto por: 40 kg de matéria orgânica triturada, 20 kg de munho de carvão, 4 kg de esterco curtido, 1 kg de composto, 0,1 kg de cerâmica triturada, 0,1 kg de pó de rocha da pedreira Araguaia certificada pelo IBD e o restante de terra comum para completar os 100 l do tonel.

O numero dos toneis 2 : representa a composição do tonel 2 do experimento.

Ele é composto por: 80 kg de matéria orgânica triturada, 20 kg de munho de carvão, 4 kg de esterco curtido, 1 kg de composto, 0,1 kg de cerâmica triturada, 0,1 kg de pó de rocha da pedreira Araguaia certificada pelo IBD e o restante de terra comum para completar os 100 l do tonel.

Etc.

Todos os Tonels estarão aguados com água com Microrganismos eficazes.

Por isto se precisará o sistema de irrigação no experimento 1, 2, 3 e 4 nos Tonels e no campo.

Todos os Tonels receberão cobertura orgânica triturada durante todo o experimento.

Em todos os Tonels estarão plantadas 3 sementes do Feijão Guandu para acompanhar o crescimento destes ao longo do tempo. (fazendo fotos regularmente a cada mês).

Ainda preciso orientação aqui na escolha da planta que possa mais manifestar a fertilidade.

Outra opção é plantar capim Mombaça, capim Vetiver ou trigo que em 10 a 20 dias gera muita raiz e alterando este com leguminosas. Penso que a decomposição da raiz do trigo (cortando ele a cada mês) deve aumentar o teor de C rapidamente.

Pretende se de fazer cada composição (numeradas de 1 a 15 na tabela) 2 vezes totalizando 30 toneis.

O C-tot na terra e o crescimento do Feijão Guandu dos primeiros 15 Tonels serão analisado depois de 8 meses.

O C-tot na terra e o crescimento do Feijão Guandu do segundos 15 Tonels serão analisado depois de 16 meses.

O desafio é encontrar a melhor combinação de componentes e o melhor processamento destes para chegar na geração da Nova Terra Preta dos Índios de maneira eficaz e economicamente viável no campo. Para este peço sugestões e colaborações.

Bruno Glaser12 pesquisador importante sobre Biochar na Europa descreve teores de 50 t de carvão por ha nas TPI. O sites da Wikipedia sobre Klimafarming13 fala de 10 a 120 t de carvão por ha. Aqui estou colocando 20 t de munho de carvão por causa do alto preço deste .

Outra duvida é usar esterco fresco ou curtido? Ou usar meio curtido e plantar o Feijão Guandu só depois de seis semanas para não queimar este?

Uma questão central para a viabilidade econômica é quanto pode se diluir a Terra Preta Nova mantendo a sua fertilidade e vitalidade.

Nos Toneis de 100L e nas covas 10, 11, 12, 13, e 14 do experimento se pesquisa isto:

Tonel 10: contem 97,8 kg de componentes e 2,2 kg terra comum. Dá 97,8 % de Terra Preta.

Tonel 11: contem 81,5 kg de componentes e 18,5 kg terra comum. Dá 81,5 % de Terra Preta.

Tonel 12: contem 65,2 kg de componentes e 34,8 kg terra comum. Dá 65,2 % de Terra Preta..

Tonel 13: contem 48,9 kg de componentes e 51,1 kg terra comum. Dá 48,9 % de Terra Preta..

Tonel 14: contem 32,6 kg de componentes e 67,4 kg terra comum. Dá 32,6 % de Terra Preta.

Exemplo de calculo:

Usando como base de calculo a “Tese, experimento ideal” (coluna n. 1) com 65t de componentes com um custo de R$ 12650,00. Esta composição gera 65 t Terra Preta pura o que corresponde a 650 m2 com 20 cm de profundidade ou 325 m2 com 40 cm de profundidade.

Misturado nas proporções do tonel 10 de 97,8 % da 664,6 m2

Misturado nas proporções do tonel 11 de 81,5 % da 797,5 m2

Misturado nas proporções do tonel 12 de 65,2 % da 996,9 m2

Misturado nas proporções do tonel 13 de 48,9 % da 1329,2 m2

Misturado nas proporções do tonel 14 de 32,6 % da 1993,8 m2

Experimento 2:

Plantar em 6 a 8 covas de 2 x 2 x 0,5m na terra com misturas diferentes dos componentes, replicando a TPI e observar a fertilidade e o teor carbono orgânico depois de determinado tempo.

Nestas quantidades maiores que no experimento 1 se chega com mais certeza na quantidade crítica para iniciar o processo de fermentação.

As próximas duas tabelas 4 e 5 são múltiplos da tabela 1. As combinações que serão realizadas serão extraídas destas.

Experimento 3


Um ha de bambu é transformado em 100 m2 de Terra Preta pura.

Experimento 3: 1 ha de Bambu é transformado em 100 m2 TPN no campo

Uma produção de bambu chega a 50 t por ha e por ano de Biomassa depois do oitavo ano (sem irrigação e sem Terra Preta) com um custo de manutenção de 20,00 R$ / t / ano.

Esta produção rende 10 t de carvão (40 t de biomassa rendem 10t de carvão) mais 10 t de biomassa por ha e por ano. Estes 20 t (carvão e biomassa) correspondem a 100m2 x 20 cm de profundidade de Terra Preta pura.

No experimento 3 calculamos o valor de produção do carvão. Nos outros experimentos usamos a munha do carvão, que e mais barato.

Experimento 4:

Plantar 0,3 ha de Bambu para depois de cinco a oito anos carbonizar uma parte deste, triturar em matéria orgânica outra parte, misturar com pó de cerâmica e/ou pó de rocha, incorporar em uma terra virgem, aplicar regularmente os Microrganismos Eficazes e medir os teores de carbono ao longo de oito anos. Serão plantados o Bambusa oldhamii e Bambusa vulgaris para gerar a biomassa e Dendrocalamus asper para o carvão.

Experimento 4: Adubos para plantar Bambu em 0,3 ha TPN no campo

O Bambu é o vegetal que possui maior capacidade em sequestro de CO2 da atmosfera. Pela grande produção de biomassa ele têm grande potencial na produção da matéria prima da Terra Preta Nova.

O Bambu -mesmo sendo modesto- gera a base, a biomassa da fertilidade da Terra Preta. Interessante é pesquisar os resultados ele mesmo sendo plantado na Terra Preta com irrigação, aumentando assim a produção de Terra Preta Nova.

1 www.4p1000.org

2 http://www.bayceer.uni-bayreuth.de/biochar/de/forschung/gru/html.php?id_obj=79431

3 Gatto Alcides, Comparação de Métodos de Determinação do Carbono Orgânicos em Solo Cultivados com Eucalipto, UFV, 2009

4 Antônio C. P. Devide, Terra Preta de Índio (TPI), Nov. 2012, UFRRJ.

5 Cunha, T. J. F. et al. Soil Organic Matter and Fertility of Anthropogenic Dark Earths (TPI), pag. 85-93, 2009

6 Veja: O Experimento Terra Preta Nova (TPN), 2011, http://www.conhecer.org.br/enciclop/2011a/exatas/efeito%20dos%20diferentes.pdf

7 Beáta Emoeke Madari et al., Matéria Orgânica dos Solos Antrópicos da Amazônia (Terra Preta de Índio): Suas Caraterísticas e Papel na Sustentabilidade da fertilidade do Solo.

8 Cunha, T. J. F. et al. Soil Organic Matter and Fertility of Anthropogenic Dark Earths (TPI), pag. 85-93, 2009

9 Suyanne F. S. Rodrigues, Os Fragmentos de cerâmica Arqueológica como fonte de Fertilidade dos Solos TPA, 2004, Belém

10 Amarante C. B., Diversidade Microbiana em Solos de Terra Preta Arqueológica, Museu Paraense Emílio Goeldi

11 Paulo F. M. Filho, Potencial de Reabilitação do solo de uma Área degradada, através da Revegetação e do Manejo Microbiano. 2004 Piracicaba, SP

12 https://www.landw.uni-halle.de/prof/bodenbiogeochemie/forschung/projekte/food_and_agriculture_cost_action/

13 https://de.wikipedia.org/wiki/Klimafarming