Professor de forragicultura e pastagens da Universidade da Flórida há 10 anos, o pernambucano José Carlos Dubeux é reconhecido internacionalmente como uma autoridade em eficiência no uso de nutrientes em sistemas agrícolas, com ênfase na mitigação e adaptação às mudanças climáticas, emissões de metano da pecuária e sistemas de Integração Lavoura-Pecuária. Acompanhado pelo conselheiro agrícola da Embaixada dos Estados Unidos (EUA) em Brasília, Michael Conlon, ele visitou a Embrapa Cerrados (DF) na última quarta-feira (20), quando apresentou a palestra “Colaboração entre Brasil e EUA em pesquisa agrícola: lições do passado e construindo o futuro à frente”. Dubeux divulgou a iniciativa Fertilize 4 Life, uma parceria entre a Embrapa e instituições de pesquisa agrícola norte-americanas, e compartilhou experiências de pesquisas desenvolvidas na Flórida.

Promovida pelo Departamento de Estado norte-americano em articulação com o Labex-EUA da Embrapa e a Embaixada dos EUA, a visita teve como objetivo discutir possibilidades de cooperação entre instituições de ensino e pesquisa brasileiras e a Universidade da Flórida nas áreas de adaptação às mudanças climáticas e de mitigação das emissões de gases de efeito estufa (GEE), com o desenvolvimento de projetos e práticas agrícolas sustentáveis que sejam viáveis tanto no Brasil como nos EUA.

Michael Conlon lembrou que a guerra na Ucrânia tem levado ao aumento nos preços internacionais dos fertilizantes, e tanto o Brasil como os EUA são grandes importadores desses insumos. Nesse contexto, segundo o conselheiro agrícola, a Fertilize 4 Life deverá ser uma iniciativa transformadora.

“A ideia é nos aproximarmos da Embrapa e trabalharmos junto com os pesquisadores do USDA (United States Department of Agriculture) e da Universidade da Flórida, realizando workshops sobre a eficiência do uso dos fertilizantes. Temos quatro projetos que serão desenvolvidos nos próximos quatro anos, com investimento de US$ 1,2 milhões do governo norte-americano. A prioridade número um de trabalho da Embaixada com os pesquisadores brasileiros são as mudanças climáticas e a segurança alimentar, e isso se encaixa muito bem a essa iniciativa”, afirmou.

Ao fazer um breve histórico da transformação agrícola brasileira nos últimos 30 anos e apresentar dados evidenciando a atual pujança do setor no País, José Carlos Dubeux lembrou que Brasil e EUA, juntos, alimentam um quarto da população mundial. Ele apontou como razões do sucesso agropecuário brasileiro a disponibilidade de recursos naturais, o esforço e o compromisso político em modernizar o setor, o espírito empreendedor dos agricultores, a pesquisa realizada pela Embrapa e outras instituições, além da colaboração científica com outros países, como EUA e Japão.

Ele apresentou a linha do tempo da colaboração entre brasileiros e norte-americanos no setor agrícola, iniciada em 1862 com o Land Grant Act, nos EUA, que determinava que cada Estado deveria ter uma universidade dedicada à pesquisa em agricultura e engenharia. “Isso alavancou o sistema norte-americano de educação e pesquisa em agricultura”, comentou Dubeux. Desde então, diversos acordos de cooperação foram celebrados com o Brasil, envolvendo a criação de universidades (como a Universidade Federal de Viçosa), investimentos em projetos de pesquisa, extensão rural e infraestrutura, além do intercâmbio e da formação de estudantes, docentes e pesquisadores, ações que contribuíram para o desenvolvimento agrícola brasileiro.

Segundo levantamento na Plataforma Lattes estão atualmente cadastrados 2274 cientistas brasileiros com alguma formação em ciências agrárias nos EUA desde a década de 1950, sendo 369 com atuação na Embrapa, entre ativos e aposentados.

Desafios globais

Alguns desafios para a agricultura mundial foram apontados pelo professor, como a população mundial projetada de 9,7 bilhões de habitantes em 2050. O maior crescimento populacional se dará em países menos desenvolvidos, notadamente na África, cuja população deve aumentar 93% entre 2010 e 2050.

As mudanças climáticas são outro grande desafio, com a constatação de níveis atmosféricos de GEE muito acima dos observados até 1950 e o aumento das temperaturas médias globais – dos últimos 10 anos, nove foram os mais quentes da história, de acordo com dados apresentados por Dubeux. Além disso, a demanda por alimentos será 60% maior em 2050, ao mesmo tempo em que a disponibilidade de água será 40% menor que os níveis atuais.

Para alimentar quase 10 bilhões de pessoas no futuro, segundo o professor, será necessário um incremento massivo de produtividade, com redução acentuada no uso da água, menor superfície de terra, fertilizantes muito mais eficientes, novas tecnologias agrícolas e variedades mais produtivas e nutritivas.

Ele lembrou que 86% dos fertilizantes utilizados no Brasil em 2022 foram importados, o correspondente a mais de 39,2 milhões ton, enquanto a produção nacional foi de pouco mais de 6,5 milhões ton, de acordo com dados do IBGE. No ano passado, foram importados 76% do nitrogênio, 55% do fósforo e 94% do potássio utilizados nos adubos, segundo o Ministério da Agricultura e Pecuária. “Boa parte dos fertilizantes importados vêm de regiões com instabilidade política, e os preços tendem a aumentar. É um desafio para a agricultura brasileira”, disse.

Para Dubeux, o caminho é aumentar os níveis de eficiência de uso dos nutrientes dos atuais 50% para pelo menos 70% até 2040. Para isso, será preciso avançar na tecnologia de fertilizantes, realizar investimentos em pesquisa, utilizar produtos biológicos e biofertilizantes para atender à demanda por nutrientes e lançar mão de alternativas como os sistemas integrados e o uso de espécies leguminosas.

Fertilize 4 Life

Diante desses desafios, a Embrapa, o Agricultural Research Service (ARS) e o Foreign Agricultural Service (FAS) do United States Department of Agriculture (USDA), o Institute of Food and Agricultural Sciences (IFAS) da Universidade da Flórida e o International Fertilizer Development Center (IFDC) se reuniram para construir a iniciativa Fertilize 4 Life, que tem como objetivo geral aumentar a eficiência dos sistemas agrícolas.

Lançada em abril deste ano, durante o aniversário de 50 anos da Embrapa, a iniciativa conta com quatro projetos, todos com a participação de pesquisadores brasileiros e norte-americanos, sendo dois deles liderados por pesquisadores da Embrapa Cerrados. Já estão garantidos US$ 1,2 milhões financiados pelo USDA/FAS, mas os responsáveis buscam aumentar o valor investido para até US$ 5 milhões.

O projeto 1, “Manejo de precisão, ‘Big Data’ e inteligência artificial”, visa integrar informações existentes nas propriedades do solo e metodologias de recomendações de nutrientes; desenvolver recomendações específicas de adubação com taxa variável, com base na remoção de nutrientes e propriedades do solo; além de avaliar se as ferramentas desenvolvidas atendem às necessidades do setor produtivo.

Já o projeto 2, “Produtos biológicos, biologia do solo e saúde do solo”, vai desenvolver metodologias para avaliar a saúde do solo nos EUA e no Brasil, bem como estratégias para aumentar a eficiência de uso de fertilizantes baseada em bioprodutos. O projeto é liderado pela pesquisadora Iêda Mendes.

Os objetivos do projeto 3, “Novos produtos, incluindo fertilizantes e bioestimulantes”, incluem a identificação das atuais limitações e o desenvolvimento de uma estrutura para novas formulações; o desenvolvimento de novas formulações organo-minerais e de protocolos de teste para novos produtos; melhorar a produtividade das culturas e reduzir o impacto ambiental de formulações organo-minerais; além da avaliação socioeconômica e ambiental dos novos produtos.

Por fim, o projeto 4. “Uso mais eficiente das fontes de nutrientes existentes”, do qual Dubeux participa, busca avaliar a reciclagem de nutrientes e a eficiência de uso de fertilizantes por culturas de cobertura e sistemas de Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF); novos acessos de leguminosas para uso como forrageiras ou plantas de cobertura; e a performance de pastagens mistas de gramíneas e leguminosas em monocultivo em sistemas ILP para aumentar a eficiência do uso de nutrientes. A liderança do projeto é do pesquisador Marcelo Ayres.

O professor acredita que o projeto 4, ao contemplar a introdução de leguminosas em sistemas de pastagens e o aumento da eficiência de uso dos nutrientes, pode contribuir para o desafio brasileiro de recuperar cerca de 40 milhões ha de pastagens degradadas.

Ele entende que o trabalho da Fertilize 4 Life será uma via de mão dupla, uma vez que os EUA têm a aprender com o Brasil, líder em agricultura tropical, e o País, por sua vez, poderá se beneficiar das tecnologias que estão sendo utilizadas na pesquisa agrícola norte-americana. “Brasil e EUA são duas superpotências não só na produção de alimentos, mas também na pesquisa agrícola. A ideia é que a gente se junte nessa parceria não apenas para reduzir a dependência da importação de fertilizantes e aumentar a eficiência de uso dos nutrientes, mas principalmente para ajudar outras regiões do mundo como a África, aplicando as lições aprendidas nesses projetos”, afirmou o professor.

O pesquisador Marcelo Ayres apontou diversas possibilidades de colaboração dos pesquisadores da Embrapa Cerrados na iniciativa. “Os projetos ainda estão em construção e têm muita relação com as linhas de trabalho de nossa Unidade. Vislumbramos grandes oportunidades”, observou.

Experiências nos EUA

Na segunda parte da apresentação, Dubeux falou sobre as pesquisas desenvolvidas por ele na estação experimental de Marianna, da Universidade da Flórida. Os primeiros trabalhos se deram na linha da intensificação sustentável de sistemas de produção pecuária, com foco nos serviços ecossistêmicos de pastagens, na integração de leguminosas forrageiras, nos sistemas de ILP e no desenvolvimento de um sistema de 365 dias de pastejo por ano – um desafio para o clima da região Norte da Flórida, que apresenta uma estação quente e outra fria, com temperaturas que podem chegar a -8°C.

Para avaliar os serviços ecossistêmicos proporcionados pela cobertura do solo fornecida pelas pastagens, ele se juntou a professores que atuam nas áreas de sensoriamento remoto, inteligência artificial e aprendizado de máquina para correlacionar a cobertura vegetal com os serviços ambientais, calibrar medidas no campo e desenvolver um sistema para mapear e avaliar serviços ambientais em áreas extensas.

Devido aos diversos benefícios do uso das leguminosas, como a fixação biológica do nitrogênio atmosférico, melhoria da ciclagem de nutrientes no solo e do desempenho animal, formação de matéria orgânica do solo e habitat para insetos polinizadores, o trabalho de Dubeux buscou integrar essas espécies em pastagens.

Ele conduziu um experimento que comparou três sistemas sob pastejo por bovinos – gramínea (Bahiagrass) com adubação nitrogenada nas estações quente e fria; gramínea sem adubação na estação quente e gramíneas (aveia e centeio) e trevos com adubação reduzida na estação fria; e gramínea com a leguminosa Arachis glabrata sem adubação na estação quente e gramíneas e trevos com adubação reduzida na estação fria.

Não houve diferença significativa no desempenho animal durante a estação fria, mas o sistema com leguminosas apresentou maiores ganhos na estação quente, indicando a possibilidade de redução da quantidade de adubo nitrogenado quando se utiliza essas espécies forrageiras. “Esta é a ideia da intensificação sustentável: produzir mais com menos recursos”, observou, acrescentando que no sistema com a leguminosa também foram observadas menores emissões de metano entérico por kg de ganho de peso dos animais e menores concentrações de nitrato no solo. Além disso, foram identificadas 18 espécies de abelhas, a maioria nativas da região, e o sistema com leguminosa foi o que contou com o maior número de indivíduos.

As fezes dos animais do experimento foram marcadas com o isótopo ¹³C para verificar os percentuais de alimento originados da leguminosa e das gramíneas. O estudo constatou a elevada seletividade dos bovinos pela leguminosa, o que justificaria o ganho superior em peso no sistema com a espécie forrageira. Também foi verificada a quantidade de adubo nitrogenado ciclada em excretas (fezes e urina) e na serapilheira, apontando eficiência bem superior das pastagens mistas de gramíneas e leguminosas (80% de nitrogênio retornado) em relação às pastagens adubadas (apenas 40% do nitrogênio retornado).

Dubeux e equipe desenvolveram o sistema de 365 dias de pastejo, utilizando o pastejo diferido (reserva de massa seca no pasto) de limpograss (Hemarthria altissima) por 60 dias (agosto a outubro) e uma área com forrageiras de clima frio e clima quente, com suplementação. O pastejo é feito de outubro a janeiro. Segundo o professor, o sistema utiliza pouca quantidade de insumo, entre fertilizantes, máquinas, sementes.

Na área de sistemas de ILP, os estudos surgiram como uma oportunidade, pois tanto na Flórida como na Geórgia e no Alabama houve a especialização em cultivos agrícolas como algodão, amendoim e milho na estação quente, totalizando cerca de 1,6 milhões ha, mas somente em 5% dessa área são cultivadas plantas de cobertura na estação fria (outubro a abril), o que leva a problemas de erosão e lixiviação de nutrientes. “Daí a possibilidade de integrar essas áreas com a pecuária. De outubro a abril é a época em que se pode produzir forragem de melhor qualidade e ter ganhos de 1kg/dia a pasto”, disse.

As pesquisas buscaram responder a perguntas relacionadas à resistência dos produtores da Flórida em adotar sistemas de integração: é possível pastejar culturas de cobertura sem afetar negativamente a produtividade da cultura agrícola? O pastejo compacta o solo? a intensidade de pastejo na cultura de cobertura afeta a cultura agrícola? qual a importância dos resíduos acima e abaixo na terminação da cultura de cobertura? a cultura de cobertura e o manejo do pastejo afetam a lixiviação de nitratos?

Segundo Dubeux, não houve alteração na produtividade do algodão em rotação com plantas de cobertura pastejadas; no caso do amendoim, a produtividade até aumentou. “São dados importantes porque mudam a percepção da ILP na região”, comentou. Além disso, o cultivo de plantas de cobertura no sistema reduziu a compactação do solo em relação aos monocultivos de algodão e amendoim, e o pastejo não afetou a compactação.

Ao comparar diferentes intensidades de pastejo (leve, moderado e superpastejo), o professor mostrou que o pastejo leve resultou em maior produção de biomassa e de massa de raízes da cultura de cobertura. E após quatro anos de plantio, as plantas de cobertura e o manejo do pastejo diminuíram a lixiviação de nitratos, um sério problema na região. Outra constatação do estudo foi que o resíduo das culturas de cobertura abaixo do solo (raízes) foi mais importante que o resíduo acima do solo, pois promoveu o desaparecimento de maior quantidade de nitrogênio.

A pesquisa tem utilizado ureia marcada com isótopo ¹⁵N nas culturas de cobertura para compreender por que o pastejo dos animais diminui a lixiviação de nitrato. As excretas dos animais marcadas com ¹⁵N são coletadas, verificando-se o nitrogênio recuperado, e aplicadas no solo para avaliar a dinâmica do nitrogênio nas forragens, no solo e nos gases (amônia e óxido nitroso).

Dubeux também falou sobre um trabalho com decomposição de raízes e emissão de GEE, no qual estuda a dinâmica das raízes nas estações fria e quente e os gases das excretas dos animais e do solo. A equipe utiliza câmaras no campo e marca a serapilheira com ¹³C para avaliar a dinâmica da formação da matéria orgânica do solo (MOS) e como a cultura de cobertura contribui para esse processo e no suprimento de nutrientes para as culturas do algodão e do amendoim.

Além das pesquisas, o professor também atua em projetos de extensão, como o chamado Southeast Grazing Exchange, no qual pecuaristas e produtores com terras agrícolas disponíveis se cadastram para fazer parcerias em sistemas de ILP.

Ao final da apresentação, Dubeux sintetizou que a intensificação sustentável dos sistemas de produção animal frente às mudanças climáticas é essencial para se produzir mais alimentos com menos recursos. O uso de leguminosas, culturas de cobertura de sistemas de integração, como mostrados pelo professor, são exemplos de como é possível aumentar a eficiência dos sistemas de produção. Além disso, os ecossistemas de pastagens funcionais podem fornecer diversos serviços ambientais. “Num futuro próximo, o mercado vai reconhecer e valorizar alimentos produzidos de forma sustentável”, finalizou.