Inovação para a Agricultura

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GO SOLO - Promoção de práticas agrícolas conservadoras do solo através da demonstração, expedita e a baixo custo, do seu impacto na matéria orgânica

Entidade líder do projeto: TERRAPRIMA - SERVIÇOS AMBIENTAIS, SOCIEDADE UNIPESSOAL LDA
Responsável pelo projeto: Nuno Rodrigues
Site do projeto: https://www.terraprima.pt/pt/projecto/24
Área do plano de ação: Outras culturas permanentes
Parceiros:

CONFEDERACAO DOS AGRICULTORES DE PORTUGAL; FUNDAÇÃO EUGÉNIO DE ALMEIDA; HERDADE MACHOQUEIRA DO GROU CRL; INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGAÇÃO AGRÁRIA E VETERINÁRIA IP; PEDRO SACADURA TEIXEIRA CABRAL DUARTE DA SILVEIRA; SOCIEDADE AGRICOLA HERDADE DOS PADRES, S.A.; TAPADA DOS NUMEROS SOCIEDADE AGRICOLA LDA; UNIVERSIDADE DE ÉVORA; Z E A - SOCIEDADE AGRICOLA UNIPESSOAL, LDA


Prioridade do FEADER: P4) Restaurar, preservar e melhorar os ecossistemas ligados à agricultura e à silvicultura;
Identificação do problema ou oportunidade que se propõe abordar:

Do ponto de vista ambiental, a produção animal é tipicamente reconhecida como uma das principais contribuintes para as emissões mundiais de gases de efeito de estufa (GEE). Esta importância vem, acima de tudo, da produção do alimento para os animais. O contributo da pecuária nas emissões de GEE mundiais estimado entre 18% e 51%, sendo o limite superior do intervalo devido à inclusão de alterações indiretas de uso da terra – nomeadamente desflorestação tropical causada pela produção de soja para ração de gado bovino, e consequente perda de carbono no solo e nas florestas. Também relevantes ambientalmente para a produção animal são o uso de energia para a produção (por exemplo combustíveis fósseis usados na maquinaria – e no caso da carne como produto final, energia usada para refrigeração e processamento), a produção de fertilizantes, e as emissões de metano (CH4) e N2O fruto da alimentação e digestão dos animais. Porém, em termos económicos, a fileira da produção animal, globalmente, está avaliada em 1.400 mil milhões de euros, sendo cerca de 16% da produção Europeia. Dada a sua importância enquanto atividade económica, é urgente encontrar soluções que garantam a sustentabilidade da fileira.
De acordo com o Eurostat, o sector agroalimentar é particularmente importante para a economia portuguesa: o Valor Acrescentado Bruto (VAB) do sector agrícola, floresta e das pescas equivale a 2,4% do Produto Interno Bruto do país (em 2013), em contraste com a média de 1,7% na UE-28. O subsector da produção animal gerou cerca de 1,4 mil M€ em 2014, um aumento de cerca de 30% desde 2010.
Segundo o Instituto Nacional de Estatística (INE), o sector exportou cerca de 5.000 M€ só em 2014, 11% do valor total das exportações do país. Cerca de 70% da exportação em 2014 teve como destino a UE. Em termos de produção, no mesmo período, em Portugal foram produzidas cerca de 836 mil toneladas de carne.
Segundo o Recenseamento Agrícola 2009, existem em Portugal cerca de 1,828 milhões de hectares de pastagens permanentes, o que constitui 50% da Superfície Agrícola Utilizada (SAU) do país. A maioria desta área está
concentrada na região agrícola do Alentejo.
O atual Programa de Desenvolvimento Rural 2020 possui como objetivo geral na fileira agroalimentar atingir a balança comercial equilibrada em valor económico gerado. Tais orientações implicam uma necessidade de acréscimo de exportações, o que pode ser atingido através da diferenciação dos produtos transacionáveis por forma a valorizá-los nos competitivos mercados internacionais, ao invés de apostar apenas no aumento da produtividade. Um desses potenciais fatores de valorização é a sustentabilidade dos produtos. Os mecanismos de promoção da qualidade são múltiplos, destacando-se dois: rotulagem de produtos com certificação da produção, que se espera que tragam valorização pelo consumidor, ou valorização direta de serviços ambientais derivados do sistema de produção.
Relativamente à valorização direta de valências ambientais, findou em 2014 uma experiência pioneira liderada pelo promotor do presente projeto, Terraprima Serviços Ambientais Lda., que passou pela remuneração do serviço
ambiental de sequestro de carbono no solo entre 2009 e 2014. Apoiados financeiramente pelo Fundo Português de Carbono (FPC), estes projetos foram pioneiros no desenvolvimento e implementação de sistemas de
pagamento de serviços ambientais gerados por uma atividade agrícola, não só pela abordagem (um contrato de prestação de serviços ambientais com o agricultor e não um subsídio) como pela escala (mais de 1.000 agricultores, responsáveis pela gestão de 50.000 ha de terra arável).
Um dos projetos promoveu o sequestro de carbono no solo através da sementeira de Pastagens Permanentes Semeadas Biodiversas Ricas em Leguminosas (PSB). Estas pastagens, sendo mais produtivas, são uma estratégia para a mitigação e adaptação às alterações climáticas – precisamente um dos temas onde a insustentabilidade da produção de carne é crítica. Este sistema, normalmente designado por extensivo ou semi-intensivo, opõe-se à produção puramente intensiva de carne (com recurso elevado a alimento concentrado), o que para países como Portugal, com uma área considerável de pastagens, é uma opção importante para a distinção da produção da carne.
Neste projeto Terraprima-FPC cerca de 1.000 agricultores receberam aconselhamento técnico e foram remunerados pela sementeira de 50.000 hectares de novas PSB que sequestraram 1 milhão de toneladas de CO2. O
potencial de sequestro deste sistema, quando corretamente gerido, provém da sua alta produtividade e potencial de aumento do nível da matéria orgânica no solo (MOS).
Todavia, a monitorização da MOS para determinação de sequestro de carbono é onerosa, uma vez que exige (1) a recolha de amostras e (2) a sua análise laboratorial. Quanto a (1), experiência dos técnicos Terraprima mostra que é possível recolher manualmente cerca de 10 amostras compósitas de solo (i.e. mistura de solo recolhido ao longo da parcela) num dia, o que se traduz num custo estimado de 5 €/amostra (assumindo um custo total de 1.000 €/mês com o técnico). A isto acresce o custo laboratorial (2), que se estimava em cerca de 10 €/amostra (apenas para MOS).
No projeto FPC foi então utilizado um fator fixo de sequestro baseado numa média histórica de aumento de MOS em PSB9. Uma validação na área do projeto durante todos os anos implicaria um custo da mesma ordem da remuneração efetiva aos agricultores. Mesmo uma monitorização por amostragem seria inviável – cada hectare sequestra em média 5 toneladas de CO2, e o preço médio pago por tonelada foi de 12€; uma amostragem de apenas 10% da área resultaria num aumento de preço de 2€ por tonelada tornando o projeto inviável aos preços à época no mercado de carbono. Não foram os agricultores, quando o seu desempenho era superior à média, remunerados como tal.
Sem uma solução para este problema, futuras oportunidades de valorização do serviço ambiental de sequestro de carbono no solo continuarão a ser limitadas. É provável que no futuro novos pagamentos diretos ou indiretos pelo serviço de sequestro de carbono no solo sejam criados. Estes poderão ser provenientes de financiamentos no âmbito do 1º ou do 2º pilar da Política Agrícola Comum (PAC), uma vez que o sequestro de carbono no solo é uma
vantagem ambiental em si mesma e está também ligado a melhorias de produtividade; ou alternativamente de novos projetos do FPC. Em qualquer dos casos, dada a área já instalada de pastagens e a experiência com o sistema, não mais será possível utilizar estimativas indiretas de sequestro de carbono desligadas da situação das PSB no terreno e da gestão destas realizadas pelos agricultores. É então urgente obter soluções eficazes e custo-eficientes para a monitorização da MOS em PSB, para que aquando da chegada de novos instrumentos os agricultores tenham à sua disposição ferramentas que lhes permitam definir com precisão o ponto de partida e potencial de sequestro das suas explorações. Este é o objetivo do presente grupo operacional (GO) SOLO.


Objetivos visados:

O GO SOLO pretende realizar a demonstração expedita e a baixo custo do teor de MOS em PSB e sua capacidade de sumidouro de carbono, como forma de promover a produção, disseminação e adoção de práticas mais
sustentáveis. Este GO insere-se na 1ª Prioridade - Aumento da eficiência dos recursos na produção agrícola e florestal, e no Domínio temático 1.1 – Melhoria do teor de matéria orgânica e da estrutura do solo (aumento da capacidade de retenção da água, combate à erosão, promoção da capacidade de sumidouro de carbono e melhoria da fertilidade).
Este GO tem dois focos principais:

(i) os agricultores com PSB (ou outros interessados na sua sementeira) capacitando-os para uma melhor gestão da MOS como chave na produção de serviços ambientais e benefícios económicos na sua valorização, assim como na opção por práticas de gestão mais sustentáveis, nomeadamente facilitando o seu acesso a uma monitorização de MOS custoeficiente;
(ii) os decisores e técnicos, ao criar as condições de disponibilidade de dados que levarão a uma análise adequada dos resultados de políticas públicas, como por exemplo, a avaliação de medidas agro-ambientais e a
monitorização de futuros projetos de promoção de sequestro de carbono em pastagens.
Os objetivos estratégicos desta iniciativa, alinhados com as prioridades da Parceria Europeia para a Inovação (PEI), são:
1. Dotar os agricultores de conhecimento que permita aumentar a eficácia da gestão agrícola numa perspetiva de caracterização e potenciação dos serviços ambientais gerados, no que diz respeito ao solo.
2. Criar uma abordagem metodológica que reduza substancialmente o custo de obtenção de informação sobre teores de MOS e que permita que mais agricultores recorram de forma regular a esta ferramenta de gestão.
Do ponto de vista operacional, os objetivos da iniciativa são: 

3. Desenvolver um novo método expedito para amostragem e análise de MOS que se afaste da recolha manual de amostras analisadas laboratorialmente, usando como nível intermédio a recolha automática e a deteção próxima por forma a calibrar o objetivo final que é a utilização de métodos de deteção remota sem amostragem.

4. Produção de cartografia relativa à variação interanual de MOS em PSB a partir do método inovador e de baixo custo desenvolvido no projeto.
5. Estudar a relação entre as práticas de gestão das PSB de parceiros no GO SOLO e a MOS;
6. Divulgar o impacto quantificado das práticas sobre a MOS entre a comunidade de agricultores Terraprima, outros agricultores interessados e capacitados na área da produção animal extensiva em zonas de montado (entre
outros) e organismos da administração central e regional.


Sumário do plano de ação:

O “GO SOLO”, com duração de 5 anos, irá realizar a demonstração expedita e a baixo custo do teor de matéria orgânica do solo (MOS) em pastagens semeadas biodiversas (PSB) e sua capacidade de sumidouro de carbono, como forma de promover a produção, disseminação e adoção de práticas mais sustentáveis. No GO SOLO serão operacionalizadas abordagens inovadoras que contam com experiências-piloto bem sucedidas a mais pequena escala em diversas regiões do Mundo, mas ainda não implementadas de forma comercial, e que constituem uma alternativa de baixo custo às tradicionais recolhas e análises de MOS: a utilização de equipamento automático de recolha de amostras; a espectroscopia de reflectância no visível e infra-vermelho próximo (VNIR); medidores de condutividade elétrica aparente do solo (CEa) complementada pela análise de compactação do solo; e deteção remota através de imagens e dados espectrais de satélite.


Pontos de situação / Resultados:

O Grupo Operacional “GO Solo” pretende desenvolver um método expedito e de baixo custo para o mapeamento da matéria orgânica no solo e para a análise do sequestro de carbono em pastagens semeadas biodiversas. O método deverá utilizar espectroscopia no visível e no infravermelho-próximo, utilizando sensores de campo e imagens de satélite.

Até ao momento, e apesar das dificuldades criadas pela situação pandémica em curso, têm sido realizadas as campanhas de recolha de dados programadas. A recolha de dados experimentais foi feita em 7 explorações agrícolas entre 2018 e 2020. As amostras de solo foram recolhidas em parcelas de 25 ha, que se mantêm entre anos, e a escolha dos pontos de amostragem, a partir de uma grelha regular. As recolhas foram feitas com recurso a um equipamento mecânico e automático por forma a diminuir o tempo necessário para retirar cada amostra de solo. A medição da matéria orgânica foi depois feita de forma convencional, em laboratório, e também utilizando espectroscopia do infravermelho-próximo, com recurso a um espectrómetro. Paralelamente às medições de matéria orgânica pelo método de Walkley and Black, têm sido realizadas medidas de condutividade eléctrica e de compactação do solo, e serão ainda realizadas medições de densidade aparente em 2021.

Os resultados obtidos estão a ser correlacionados com dados de satélite e com as práticas de gestão da pastagem, aferidas em visitas de campo. A partir destes valores têm sido gerados mapas de matéria orgânica no solo. As explorações têm sido visitadas por técnicos de campo com o duplo objectivo de verificar o estado das pastagens, o que providencia informação adicional para interpretação dos mapas, e auxílio à gestão dos agricultores por forma a melhorar o desempenho. Foi também produzido um algoritmo baseado em aprendizagem automática que permite obter o carbono orgânico do solo a partir da espectroscopia do infravermelho próximo, e encontra-se em desenvolvimento um algoritmo que permitirá estimar matéria orgânica no solo a partir de imagens de satélite. 

Para além da divulgação no site dos parceiros, o projeto tem sido divulgado em várias conferências (nacionais e internacionais), e no researchgate (https://www.researchgate.net/project/Operational-Group-GO-Solo) para a divulgação dos seguintes artigos científicos:

  • Vilar, P., Morais, T.G., Rodrigues, N.R., Gama, I., Monteiro, M.L., Domingos, T., Teixeira, R.F.M., 2020. Object-Based Classification Approaches for Multitemporal Identification and Monitoring of Pastures in Agroforestry Regions using Multispectral Unmanned Aerial Vehicle Products. Remote Sens. 12, 814. https://doi.org/10.3390/rs12050814
  • Morais, T.G., Jongen, M., Tufik, C., Rodrigues, N.R., Gama, I., Rato, A.E., Serrano, J., Domingos, T., Teixeira, R.F.M., 2021. Estimating soil organic matter in Portuguese sown rainfed grasslands using hyperspectral data and artificial neural networks. Geoderm. (submitted)O GO Solo foi também considerado um dos 3 finalistas na categoria "Empreendimento e Inovação" do Prémio da CA 2020 e cuja cerimónia dos prémios decorrerá a 4 de Fevereiro de 2021.O vídeo de divulgação foi listados nos canais abaixo:
  • https://fb.watch/302VBN9U5x/
  • https://www.youtube.com/watch?v=Znmr7IcoYt4&feature=emb_title
  • Agri-Inovation Summit, que ocorreu entre 11 e 12 de outubro 2017, em Oeiras. O póster apresentado pode ser visto aqui;
  • Cimeira Nacional de Inovação na Agricultura a 29 de outubro de 2018.