Fertilizantes: desafios e soluções

No início do século 20, os químicos alemães Fritz Haber e Carl Bosch desenvolveram um método para retirar nitrogênio do ar e fundi-lo com hidrogênio. Seria um dos grandes avanços científicos do século.

Combinados, os dois elementos formaram amônia líquida, um ingrediente-chave em fertilizantes sintéticos, que impulsionaria uma expansão agrícola sem precedentes e ajudaria a alimentar um mundo em rápido crescimento.

Mas houve uma desvantagem. Durante os últimos 100 anos, a quantidade de compostos de nitrogênio produzidos pelo homem na água, no solo e no ar dobrou - um aumento impulsionado em grande parte pelo uso generalizado de fertilizantes sintéticos.

O nitrogênio é essencial para a vida na Terra, mas, em excesso, é um poluente perigoso e está envenenando corpos d'água, plantas, animais e humanos, ao mesmo tempo que impulsiona as mudanças climáticas por meio das emissões do potente gás de efeito estufa, o óxido nitroso. Embora pouco conhecido do público em geral, os especialistas consideram a inundação de excesso de nitrogênio uma das ameaças de poluição mais graves que a humanidade enfrenta hoje.

Desafios

No início do século 19, quase não havia compostos de nitrogênio artificiais no meio ambiente. Mas nos anos após a descoberta de Haber-Bosch, seus níveis começaram a disparar, impulsionados pela absorção maciça de fertilizantes sintéticos e outras atividades humanas como a fabricação de munições e a queima de combustíveis fósseis, que criam formas quimicamente reativas de nitrogênio .

O escoamento de nutrientes de fazendas misturadas com fertilizantes sintéticos afetou adversamente os ecossistemas terrestres, de acordo com a Plataforma de Política Científica Intergovernamental sobre Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (IPBES), apoiada pelas Nações Unidas. Mas os habitats de água doce e marinhos foram os mais atingidos, com proliferações recorrentes de algas, como no Lago Erie, e “Zonas mortas” privado de vida aquática como no Golfo do México, diz ele.

A saúde humana também está em risco. As emissões de amônia agrícola podem se combinar com a poluição de escapamentos de veículos para criar partículas perigosas no ar e exacerbar doenças respiratórias, incluindo COVID-19. XNUMX estudo estimou que a poluição do ar pode aumentar a mortalidade associada ao COVID-19 em 15 por cento.

Para conter a maré de poluição por nitrogênio, um número crescente de governos, empresas e organismos internacionais, incluindo o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), tem trabalhado com cientistas para entender melhor os riscos associados ao uso humano de nitrogênio e aumentar a conscientização .

Para tanto, quase exatamente um ano atrás, os Estados Membros das Nações Unidas endossaram o Declaração de Colombo sobre Gestão Sustentável de Nitrogênio, que define a ambição de reduzir pela metade os resíduos de nitrogênio de todas as fontes até 2030.

O PNUMA também estabeleceu recentemente a campanha global “Reduzir o Nitrogênio pela Metade”, destacando o fato de que melhorar a eficiência do uso do nitrogênio não apenas apóia as metas de clima, natureza e saúde, mas também economiza US $ 100 bilhões globalmente anualmente (uma estimativa baseada na metade do valor das vendas globais de fertilizantes sintéticos).

Soluções

Globalmente, os fertilizantes sintéticos estão por trás da maior parte da produção global de alimentos e são especialmente importantes nos países em desenvolvimento. Isso, dizem os especialistas, tornará a transição para longe deles desafiadora. No entanto, iniciativas para estabelecer uma forma mais sustentável de cultivo de alimentos são abundantes.

Um estudo recente da Soil Association, uma instituição de caridade com sede no Reino Unido e defensora da agricultura orgânica, pede muito mais atenção às emissões de óxido nitroso na contabilidade global de gases de efeito estufa; esforços mais integrados para lidar com o excesso de nitrogênio como um problema de clima, natureza e saúde; e incentivos para uma melhor gestão de nitrogênio em nível de fazenda.

Mas os métodos de agricultura orgânica não são o único exemplo de gestão sustentável de nutrientes: abordagens agroecológicas, incluindo conservação, agricultura de baixo insumo e cultivo mínimo, são todas reconhecidas como práticas “positivas para a natureza” e regenerativas.

Da fazenda à mesa, 80 por cento do nitrogênio é desperdiçado e perdido para o meio ambiente, de acordo com um estudo do Centro de Ecologia e Hidrologia do Reino Unido. O uso mais eficiente de esterco animal e maior uso, em rotações, de culturas fixadoras de nitrogênio - como leguminosas que convertem o nitrogênio do ar em uma forma biologicamente útil - serão cruciais para substituir o nitrogênio sintético como parte do processo de reconstrução fertilidade do solo.

O que são plantas fixadoras de nitrogênio?

As plantas fixadoras de nitrogênio têm bactérias parceiras em suas raízes capazes de agarrar o dinitrogênio (N₂) fora da atmosfera. Eles convertem o N₂ em amônia (NH₃), que a planta pode usar para produzir proteínas, aminoácidos e DNA. Apenas algumas plantas podem realizar esse truque incrível, como a família da ervilha (leguminosas) e a samambaia flutuante Azolla. Onde a disponibilidade de estrume é limitada, essas plantas tornam-se muito importantes em sistemas agrícolas com o objetivo de evitar fertilizantes de nitrogênio sintético.

Há um consenso de que todos deveriam usar melhor o estrume e a urina, diz Mark Sutton, um dos principais autores do estudo. “Ações simples incluem tampar o tanque de esterco, que evita que a amônia se perca no ar. Se você pode sentir o cheiro do seu estrume, significa que você o está desperdiçando na atmosfera ”, diz ele.

“Os incentivos financeiros e a adesão política serão necessários para superar os muitos obstáculos no caminho dos métodos de cultivo leves de nitrogênio”, disse Susan Gardner, chefe da Divisão de Ecossistemas do PNUMA. “Mas o resultado final permanece: precisamos reduzir drasticamente a quantidade de nitrogênio reativo liberado no meio ambiente de todas as fontes, especialmente de fertilizantes sintéticos, que representam um dos maiores fluxos de nitrogênio.”

“O uso sustentável do nitrogênio oferece uma vitória tripla - para a economia, para a saúde humana e para o meio ambiente”, acrescenta.

O Sistema Internacional de Gerenciamento de Nitrogênio (INMS) é um sistema global de apoio científico para o desenvolvimento de políticas internacionais de nitrogênio, estabelecido como uma atividade conjunta do PNUMA e da Iniciativa Internacional de Nitrogênio. É apoiado com financiamento através do Fundo para o Meio Ambiente Global e cerca de 80 parceiros do projeto através do projeto “Rumo ao INMS” (2016-2022). O INMS fornece uma contribuição transversal para vários programas e convenções intergovernamentais relevantes para o desafio do nitrogênio.

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