Estocagem de carbono e inventário de gases de efeito estufa em sistemas agroflorestais, em Viçosa, MG

Abstract

O Brasil tem adotado diversas medidas de mitigação das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE), principalmente na área agropecuária, que é uma importante fonte emissora destes gases. Uma destas medidas é o programa Agricultura de Baixo Carbono (ABC), em que são incentivadas tecnologias que contribuam para minimização das emissões de GEE pelo país. Entre as tecnologias previstas no ABC tem-se os sistemas agroflorestais (SAF’s), que integram culturas agrícolas, animais e árvores. Como este tipo de atividade é recente no país e foram estabelecidas estimativas prévias sobre a contribuição destes sistemas na diminuição das emissões e aumento da remoção dos GEE, é necessário realizar estudos de monitoramento, de forma a aprimorar os valores utilizados. Desta maneira, objetivou-se quantificar a estocagem de carbono e realizar o inventário dos gases de efeito estufa em sistemas agroflorestais. O trabalho foi dividido em quatro artigos. No primeiro artigo, objetivou-se sistematizar os dados disponíveis no acervo bibliográfico que demonstrem a estocagem de carbono de diferentes arranjos agroflorestais. As pesquisas indicaram que há uma grande variação no incremento médio em carbono nos sistemas, variando de 1,26 a 11,19 t C ha -1 ano -1 , dependendo do modelo implantado. Assim, entende-se que a identificação do potencial de estocagem de carbono dos vários modelos deve ser um dos fatores a serem considerados nos incentivos à implantação dos sistemas agroflorestais. No segundo artigo, objetivou-se determinar a densidade básica, poder calorífico, teor de carbono e, também, estimar a biomassa seca de madeira, carbono e energia disponível na madeira de eucalipto proveniente de três diferentes sistemas agroflorestais. Foram avaliados SAF’s com espaçamentos para o eucalipto de 9 x1 m (Sistema 1), de 8 x 3 m (Sistema 2) e de 12 x 3 m (Sistema 3). Em cada sistema, utilizou-se três árvores-amostra por classe de DAP para a determinação do volume individual, densidade básica e teor de carbono e Poder Calorífico Superior (PCS) da madeira. Não houve diferença significativa no teor de carbono entre os sistemas estudados. O sistema 1 obteve menor densidade da madeira, se comparado com outros sistemas. Entretanto, esse sistema obteve maiores estimativas de PCS (4.631,25 kcal kg -1 ), de Incremento médio Anual (43,01 m 3 ha -1 ano -1 ), biomassa seca da madeira (17,53 t ha - 1 ano -1 ), de carbono (9,16 t ha -1 ano -1 ) e energia disponível (69,82 GWh ha -1 ano -1 ). Isso ocorreu devido ao seu espaçamento ser mais adensado (9x1m), tendo assim um maior número de árvores por hectare se comparado com o sistema 2 (8x3m) e o sistema 3 (12x3m). Assim, conclui-se que todos os sistemas apresentaram potencial de produção de biomassa seca da madeira e de carbono e energia disponível, com um destaque para o sistema 1. No terceiro artigo, objetivou-se estimar as emissões de GEEs e carbono acima do solo de sistemas silvipastoris e agrissivilpastoris, além de estimar o número de árvores necessárias para neutralizar essas emissões. Foram calculadas as emissões da produção, estoque e transporte de agroquímicos (pre-fram) e das atividades atividades dentro da fazenda, como adubação, fermentação entérica, manejo de dejetos e maquinário. Para todos os sistemas foram quantificados o carbono acima do solo para o plantio florestal e para as gramíneas. Além disso, estimou-se o volume, a biomassa e o carbono acima do solo, por meio de equações alométricas. As emissões de GEE para os diferentes sistemas variou entre 2,81 t CO 2 e ha -1 e 7,98 t CO 2 e ha -1 . O número de árvores requeridas para neutralizar as emissões variou entre 17 e 44 árvores.ha -1 . Assim, conclui-se que é possível neutralizar as emissões das atividades agropecuárias adotando-se o plantio de árvores nos sistemas No quarto artigo, o objetivo foi avaliar a contribuição de dois SAFs para a redução da concentração de GEEs na atmosfera. O estudo foi conduzido em uma propriedade no município de Viçosa, MG. Foram avaliados dois sistemas agroflorestais implantados em dezembro de 2008. Um sistema agrissilvipastoril é composto por Eucalipto + Feijão + Braquiária. O outro, um sistema silvipastoril é composto por Eucalipto + Braquiária. O componente florestal foi plantado no espaçamento de 8 m entre linhas e 3 m entre plantas. Nas unidades, empregou-se o método indireto para quantificação da biomassa do componente florestal. Para a pastagem, a biomassa foi estimada pelo método direto. As emissões de GEE foram oriundas das atividades agrícolas (adubação nitrogenada) e pecuária (fermentação entérica e manejo de dejetos). As emissões de GEE foram estimadas com base nas Diretrizes do IPCC para Inventários Nacionais de Gases de Efeito Estufa. O sistema agrissilvipastoril apresentou maior remoção (49,99 tCO 2 e) em relação ao sistema silvipastoril (42,00 tCO 2 e ha -1 ). O componente bovino foi o que apresentou maior emissão de GEE (3,49 tCO 2 e ha -1 ), quando comparado ao eucalipto, ao feijão e à braquiária. Os sistemas apresentaram um excedente de árvores quando se pensa em neutralização, pois, seriam necessárias, em média, 50 árvores.ha -1 e haviam em torno de 351 árvores.ha -1 . Desta forma, conclui-se que os sistemas agroflorestais contribuem para mitigação dos gases de efeito estufa na atmosfera, desempenhando um importante papel para o alcance das metas de redução de emissões de GEE estabelecidas pelo governo brasileiro, além de permitir o desenvolvimento da agropecuária mais sustentável no país.

Brazil has adopted several greenhouse gases (GHG) mitigation measures, mainly in the agricultural area, which is an important emission source of these gases. One such measure is the Low Carbon Agriculture (LCA) program, in which technologies that contribute to minimizing GHG emissions in the country are encouraged. Among the technologies predicted by the LCA is the adoption of agroforestry systems (AFS), which integrate crops, animals and trees. Since this type of practice is relatively new in the country and estimates of the contribution of these systems in reducing emissions and increase the GHG removal were estimated, it is necessary to conduct monitoring studies in order to improve the values used. Thus, this study aimed to quantify the carbon storage and to produce an inventory of greenhouse gases in agroforestry systems. The work was divided into four papers. The first paper aimed to systematize the available data in the bibliography, exploring carbon storage of different agroforestry arrangements. The data indicated large variation in the average increment of carbon in agroforestry systems, which ranged from 1.26 to 11.19 t C ha -1 yr -1 depending on its structure and age. Thus, it is understood that the identification of the carbon storage potential of various models should be one of the factors to be considered in incentives to the implementation of agroforestry systems. In the second paper, the aim was to determine the basic density, calorific value, and carbon content, as well as estimate the dry wood biomass, carbon, and energy available in eucalyptus wood from three AFS. AFS were evaluated with spacing for eucalyptus of 9 x 1 m (System 1), of 8 x 3 m (System 2), and of 12 x 3 m (System 3). In each system, we used three trees per DBH sample element to determine the individual volume, basic density, carbon content, and higher heating value (HHV) of wood. There was no significant difference in carbon content between the systems studied. The first system had higher HHV and lower density compared to other systems. Furthermore, this system had the highest estimates of Mean Annual Increment (43.01 m 3 ha -1 yr -1 ), dry wood biomass (17.53 t ha -1 yr -1 ), carbon (9.16 t ha -1 yr -1 ), and available energy (69.82 GWh ha -1 yr -1 ) due to the spacing of planting trees (9x1m), which provides greater number of trees per hectare compared to Systems 2 (8 x 3 m) and 3 (12 x 3 m). Thus, we conclude that all systems had production potential of dry woody biomass and carbon and energy available, with a highlight for System 1. The third article aimed to estimate GHG emissions and aboveground carbon storage in silvopastoral and agrosilvopastoral systems in Southeastern Brazil and to estimate the number of trees necessary to offset these emissions. GHG emissions were calculated regarding production, storage and transportation of agrochemicals (pre-farm) and farm activities such as fertilization and machinery operation (on farm). For all systems, we quantified aboveground tree biomass, aboveground grass biomass, and carbon stock. We also fitted allometric equations to estimate individual tree volume, aboveground biomass, and carbon. GHG emissions for the different agroforestry systems ranged from 2.81 t CO 2 e ha -1 to 7.98 t CO 2 e ha -1 . The number of trees required to neutralize these emissions ranged from 17 to 44 trees ha -1 . Thus, it is concluded that it is possible to offset emissions from agricultural activities adopting the planting of trees in the systems. In the fourth article, the objective was to evaluate the contribution of two AFS for the reduction of GHG concentration in the atmosphere. The study was conducted in a small farm in Viçosa, MG. Two agroforestry systems were planted in December 2008. The agrosilvopastoral system was composed of Eucalyptus + Beans + Brachiaria. The silvopastoral system was composed of Eucalyptus + Brachiaria. The forestry component was planted with 8 m between rows and 3 m between plants. In both systems the indirect method was used for the quantification of forest biomass. For brachiaria, biomass was estimated by the direct method. GHG emissions were derived from agricultural activities (nitrogen fertilization) and livestock (enteric fermentation and manure management). Planting and crop harvest were performed manually, so that GHG emissions from burning fossil fuels in these activities were disregarded. Emissions were estimated based on the IPCC Guidelines for National Inventories of Greenhouse Gases. The agrosilvopastoral showed higher stock (49.99 tCO 2 e ha -1 ) relative to the silvopastoral system (42.00 tCO 2 e ha -1 ). The cattle showed higher GHG emissions (3.49 tCO 2 e ha -1 ) compared to the cultures of eucalyptus, beans and brachiaria. The systems had a surplus of trees, on average, would be needed 50 trees and there were about 351 trees ha -1 . Thus, it is concluded that agroforestry systems contribute to decrease the concentration of greenhouse gases in the atmosphere. Therefore, it is concluded that agroforestry systems contribute to the mitigation of greenhouse gases in the atmosphere, playing an important role in achieving GHG emission reduction targets set by the Brazilian government, and allows the development of more sustainable farming in the country.