Uma nova investigação da Universidade Estatal do Colorado mostra que a irrigação das culturas dos EUA pode trazer benefícios climáticos surpreendentemente grandes, ao permitir que os agricultores produzam mais alimentos sem converter terras naturais adicionais para a agricultura.
A irrigação aumenta o rendimento das culturas, o que significa que a mesma quantidade de alimentos pode ser cultivada numa área menor. Segundo os investigadores, se a irrigação fosse subitamente eliminada nos Estados Unidos, as terras agrícolas teriam de se expandir para compensar a perda de produção agrícola. As emissões de gases com efeito de estufa associadas a essa conversão de terras seriam 363 vezes superiores às emissões actualmente produzidas pela irrigação.
A equipe estima que as emissões evitadas pela prevenção desse uso adicional da terra são equivalentes a 363 anos das atuais emissões anuais de gases de efeito estufa provenientes da irrigação nos EUA.
Porque é que poupar terras é importante para o clima?
Os ecossistemas naturais armazenam grandes quantidades de carbono na vegetação e no solo. Quando florestas, pastagens ou outras paisagens são convertidas em terras agrícolas, parte do carbono armazenado é libertado para a atmosfera.
O uso de terras agrícolas e a conversão de terras associadas à produção de alimentos, fibras e combustíveis são responsáveis por cerca de um quarto das emissões globais de gases com efeito de estufa, de acordo com o estudo publicado em 14 de setembro. Anais da Academia Nacional de Ciências. Isto faz com que as mudanças no uso das terras agrícolas sejam uma consideração importante nos esforços para reduzir as emissões.
“Ficou claro neste trabalho que a irrigação tem um efeito líquido positivo nas emissões”, disse o autor principal Avery Driscoll, que conduziu a pesquisa como PhD da CSU. estudante. “As emissões evitadas pelas reduções nas alterações indiretas do uso do solo foram muito maiores do que as emissões diretas e poderão diminuir ainda mais com a eletrificação.”
De onde vêm as emissões da irrigação?
A maior fonte de emissões de gases com efeito de estufa directamente ligada à irrigação é a energia necessária para movimentar a água. As bombas são utilizadas para transportar água através dos campos e entre vales fluviais e, quando esse equipamento depende de combustíveis fósseis, produz emissões.
Os investigadores dizem que reduzir esta fonte também pode ser relativamente simples. A substituição de sistemas de bombagem alimentados por combustíveis fósseis por dispositivos eléctricos poderia reduzir as emissões relacionadas com a irrigação, especialmente à medida que a rede eléctrica se torna mais limpa. Eles sugerem que os decisores políticos poderiam considerar incentivos à electrificação ao conceberem programas agrícolas inteligentes em termos climáticos.
Outras emissões diretas associadas à irrigação foram examinadas em estudos anteriores da equipa de investigação. Estes incluem pequenas emissões de óxido nitroso causadas pela respiração microbiana, bem como dióxido de carbono que se dissolve nas águas subterrâneas e é libertado quando essa água é pulverizada nos campos.
A nova análise é a primeira do grupo a comparar diretamente essas emissões com os benefícios indiretos dos gases com efeito de estufa que ocorrem quando a irrigação reduz a necessidade de converter terras adicionais para a agricultura.
Quase 7 gigatoneladas de emissões evitadas
Os investigadores calcularam que a irrigação evita cerca de 6,86 gigatoneladas de emissões de gases com efeito de estufa ao evitar a conversão de terras.
Segundo Driscoll, esse total excede todas as emissões de gases de efeito estufa dos EUA em 2024 (5,91 gigatoneladas) e equivale a cerca de 13% do total de emissões globais naquele ano.
Os investigadores argumentam que as conclusões mostram por que é que as políticas agrícolas inteligentes em termos climáticos precisam de ter em conta as emissões produzidas directamente nas explorações agrícolas e os impactos indirectos da produtividade agrícola na utilização da terra noutros locais.
Driscoll, agora pesquisador de pós-doutorado na Purdue University, disse: “Esta abordagem abrangente de contabilização das emissões diretas e dos impactos indiretos do uso da terra na região nos permite identificar oportunidades locais para reduzir as emissões por meio da eletrificação bombeada e da descarbonização da rede, maximizando ao mesmo tempo os benefícios associados ao aumento da produtividade”. “Idealmente, isto é vantajoso para todos na abordagem das emissões locais e no aproveitamento dos benefícios globais da irrigação.”
Modelando os Estados Unidos sem irrigação
Para determinar quanto a irrigação economiza atualmente, os cientistas primeiro mediram o quanto a irrigação melhora o rendimento das colheitas em condados individuais dos EUA.
Eles calcularam a relação entre os rendimentos das culturas de sequeiro e irrigadas usando dados de pesquisas agrícolas existentes com modelos de aprendizado de máquina.
Em seguida, a equipa utilizou um modelo económico global que simula a produção agrícola, o consumo e o comércio internacional. Isto permitiu-lhe prever como a agricultura mudaria se todas as culturas americanas de repente se tornassem completamente dependentes das chuvas.
O modelo também considerou a oferta e a procura económicas, bem como quais culturas poderiam ser cultivadas de forma realista em diferentes regiões. A partir daí, os investigadores mapearam onde seriam necessárias terras agrícolas adicionais caso a irrigação dos EUA desaparecesse.
Eles então combinaram esses resultados com mapas que mostram quanto carbono está armazenado na vegetação e no solo. Utilizando informações sobre como as reservas de carbono mudam quando as paisagens naturais são convertidas em terras agrícolas, calcularam as emissões de gases com efeito de estufa que poderiam resultar.
Os investigadores observaram que a sua análise não incluiu as emissões de muitas outras actividades agrícolas, incluindo a aplicação de fertilizantes azotados ou o metano produzido pela pecuária.
A irrigação traz extensas compensações
“Somos capazes de mostrar este enorme benefício da irrigação dos EUA nas emissões de gases de efeito estufa do sistema alimentar”, disse o coautor Nathan Mueller, professor associado da CSU nos departamentos de Ciência dos Ecossistemas e Sustentabilidade e Ciências do Solo e das Culturas. “No entanto, quando falamos sobre o uso da água, especialmente no oeste dos EUA, existem compromissos com cada utilização e existem compromissos que vão além dos alimentos e das emissões de gases com efeito de estufa. O nosso trabalho fornece uma peça do puzzle para ajudar a examinar algumas questões sociais muito complexas de custo-benefício associadas ao uso da água.”
Estas compensações são particularmente importantes no oeste dos Estados Unidos, onde a maioria dos sistemas agrícolas depende fortemente da irrigação.
O abastecimento de água na região deve apoiar as explorações agrícolas, bem como as comunidades, os ecossistemas e outras necessidades, o que significa que os benefícios dos gases com efeito de estufa identificados no estudo representam apenas parte de um debate mais amplo sobre como a água deve ser utilizada.
Dependência das fazendas do Colorado da irrigação.
A família do ex-aluno da CSU, Alex Brown, cultiva e cria gado na mesma propriedade no condado de Yuma, Colorado, há 120 anos.
“Precisamos de irrigação para satisfazer as nossas necessidades e cumprir o nosso dever de alimentar o mundo”, disse Brown. Se não puderem irrigar, disse ele, os agricultores terão de arar terras de pastagem menos produtivas e ecologicamente mais sensíveis para as culturas, e ficarão dependentes de chuvas pouco fiáveis. “À medida que a população cresce, aumenta a procura de alimentos e aumenta a procura de agricultura em menos terras.”
O condado de Yuma é um dos principais condados do Colorado em produção agrícola e pecuária. Brown disse que os agricultores da área levam a conservação a sério e que a sua família continua a melhorar a eficiência da irrigação através da adopção de novas tecnologias e equipamentos modernos.
“Estou muito apaixonado por isso porque adoraria ver minha fazenda continuar por gerações”, disse Brown sobre o uso inteligente da água.
Irrigação como estratégia de adaptação
Além de aumentar os rendimentos, a irrigação também pode ajudar as explorações agrícolas a lidar com condições de cultivo cada vez mais difíceis.
“A irrigação é uma estratégia de adaptação poderosa”, disse o líder do estudo, Driscoll. “Aumenta a produtividade; aumenta a resiliência ao stress térmico e à seca e, claro, manter e aumentar a produção agrícola é uma prioridade importante. Ao mesmo tempo, precisamos de reduzir as emissões do sistema alimentar, por isso é uma prioridade compreender como estes dois desafios interagem entre si. Este trabalho permite-nos compreender um pouco melhor algumas dessas compensações e compromissos.”
A National Science Foundation e o AI Institute for Land, Economy, Agriculture and Forestry, em colaboração com o Departamento de Agricultura dos EUA, financiaram o estudo.
Os colaboradores incluíram o economista Justin Johnson da Universidade de Minnesota e os pesquisadores Joey Blumberg (Estação de Pesquisa das Montanhas Rochosas do Serviço Florestal dos EUA), Alison King (Universidade do Maine) e Seth Spohn-Lee (The Nature Conservancy).
