14.4: Agricultura sustentável
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A agricultura sustentável é um método agrícola que não esgota os recursos naturais nem degrada o meio ambiente e, portanto, pode ser continuado indefinidamente. As fazendas sustentáveis geralmente dependem de componentes dos ecossistemas locais. Por exemplo, eles podem promover condições para a decomposição natural de resíduos ou empregar inimigos naturais para controlar pragas por meio de predação ou competição. Mais especificamente, os “Farm Bills” de 1977 e 1990 descrevem a agricultura sustentável como “um sistema integrado de práticas de produção vegetal e animal com uma aplicação específica do local que, a longo prazo:
- satisfazer as necessidades humanas de alimentos e fibras;
- melhorar a qualidade ambiental e a base de recursos naturais da qual depende a economia agrícola;
- fazer o uso mais eficiente dos recursos não renováveis e dos recursos na fazenda e integrar, quando apropriado, ciclos e controles biológicos naturais;
- sustentar a viabilidade econômica das operações agrícolas;
- melhorar a qualidade de vida dos agricultores e da sociedade como um todo.”
Promover a biodiversidade é fundamental para uma agricultura sustentável, e a alta biodiversidade resulta em serviços ecossistêmicos intactos, como a ciclagem de nutrientes e a regulação das populações de pragas. Isso é consistente com o objetivo da agricultura sustentável: imitar os processos encontrados nos ecossistemas naturais. Em contraste com as monoculturas da agricultura industrial, a agricultura policultural é uma prática comum na agricultura sustentável. Isso ajuda a regular as pragas e a manter a fertilidade do solo (veja abaixo). Os bancos de sementes, locais onde muitos tipos diferentes de sementes são armazenados, são fundamentais para conservar a diversidade genética das culturas. Esses locais de armazenamento são frios o suficiente para manter as sementes congeladas naturalmente (figura\(\PageIndex{a}\)).
Manejo integrado de pragas
O Manejo Integrado de Pragas (IPM) refere-se a uma mistura de práticas de controle de pragas orientadas pelo agricultor e com base ecológica que buscam reduzir a dependência de pesticidas químicos sintéticos. Ele usa vários métodos simultaneamente para controlar as populações de pragas. As etapas do manejo integrado de pragas são (1) identificar pragas verdadeiras, (2) definir limites e monitorar (figura\(\PageIndex{b}\)) e (3) desenvolver um plano de ação. Como muitos insetos, micróbios e outros organismos encontrados em uma área agrícola têm um efeito neutro ou benéfico, não é necessário removê-los. As verdadeiras pragas são aquelas que estão causando danos econômicos e são manejadas (mantidas abaixo dos níveis economicamente prejudiciais) em vez de erradicadas.
Um Plano de Ação do IPM baseia-se em quatro tipos de controle: cultural, mecânico, biológico e químico. Esses métodos são listados em ordem de menor para maior impacto ambiental e, portanto, são aplicados nesta ordem. Por exemplo, o controle cultural é tentado primeiro. Se isso não for eficaz, o controle mecânico é adicionado ao plano e assim por diante. O controle químico é usado como último recurso e não é enfatizado em um plano de IPM. Quando os pesticidas devem ser usados, eles são selecionados e aplicados de forma a minimizar os efeitos adversos em organismos benéficos, humanos e meio ambiente. É comumente entendido que aplicar uma abordagem de IPM não significa necessariamente eliminar o uso de pesticidas, embora esse seja frequentemente o caso porque os pesticidas são frequentemente usados em excesso por vários motivos.
Uma alternativa à pulverização: controle de lagarta em Shandong
Agricultores em Shandong (China) têm usado métodos inovadores para controlar a infestação por lagarta no algodão quando esse inseto se tornou resistente à maioria dos pesticidas. Entre as medidas de controle implementadas estavam:
- O uso de cultivares resistentes a pragas e o interplantio de algodão com trigo ou milho.
- Uso de lâmpadas e galhos de álamo para prender e matar adultos e diminuir o número de adultos.
- Se fossem usados pesticidas, eles eram aplicados em partes do caule do algodoeiro, em vez de pulverizar todo o campo (para proteger os inimigos naturais da lagarta).
Essas e algumas ferramentas adicionais de controle biológico têm sido eficazes no controle das populações de insetos e da resistência a insetos, protegendo os arredores e reduzindo os custos.
Controle cultural
O controle cultural se refere à minimização das condições que permitem que as pragas prosperem e se espalhem. Os exemplos incluem alternar quais safras são plantadas a cada ano (rotação de culturas), plantar vários tipos de culturas próximas umas das outras (consórcio; figura\(\PageIndex{c}\)), selecionar variedades resistentes a pragas e plantar porta-enxertos livres de pragas (partes de plantas subterrâneas). A rotação de culturas evita que as pragas especializadas em um determinado tipo de cultura continuem ano após ano, porque suas plantas hospedeiras só estão disponíveis em alguns anos. Da mesma forma, o consórcio limita espacialmente a propagação de pragas. O cultivo em tiras é um tipo de consórcio que envolve o cultivo de diferentes tipos de safras em fileiras alternadas. As pragas podem infestar uma (ou várias) fileiras de suas espécies hospedeiras, mas teriam que passar por várias fileiras de não hospedeiros para acessar plantas hospedeiras adicionais. Além disso, o controle cultural pode envolver a otimização da irrigação e da aplicação de fertilizantes para promover a defesa das plantas e limitar a propagação de doenças. Os métodos de controle cultural podem ser muito eficazes e econômicos e apresentar pouco ou nenhum risco para as pessoas ou para o meio ambiente.
Controle mecânico
O controle mecânico se refere à remoção física de pragas ou à exclusão delas com barreiras (figura\(\PageIndex{d}\)). Os controles mecânicos que removem pragas incluem armadilhas pegajosas para insetos, armadilhas para toupeiras e remoção manual de ervas daninhas. Redes para excluir pássaros, cercas de veados e tecidos para ervas daninhas, barreiras plásticas contra ervas daninhas (figura\(\PageIndex{c}\)) ou cobertura morta são exemplos adicionais de controle mecânico.
Controle biológico
O controle biológico é o uso de organismos para reduzir as populações de pragas (veja também Espécies invasoras). Uma estratégia de controle biológico envolve a liberação de inimigos naturais, como predadores, parasitas ou parasitóides dos organismos de pragas (os parasitóides são semelhantes aos parasitas, mas matam seus hospedeiros de forma consistente). Os jardineiros domésticos também podem confiar em inimigos naturais comprando louva-a-deus, joaninhas (joaninhas) ou crisopídeos para serem soltos (figura\(\PageIndex{e}\)). Exemplos bem-sucedidos incluem besouros joaninhas para deprimir populações de pulgões, vespas parasitóides para controlar moscas brancas e fungos, como Trichoderma, para suprimir doenças vegetais causadas por fungos.
Se não for usado com cuidado, o controle químico pode ter consequências negativas não intencionais para o controle biológico. Em 1887, a escama de algodão (nativa da Austrália) estava devastando os pomares de frutas cítricas da Califórnia. Um entomologista americano foi à Austrália para encontrar um inimigo natural e voltou com o besouro vedalia, uma espécie de joaninha. Lançado na Califórnia, o besouro rapidamente controlou a balança, pelo menos até 1946. Naquele ano, a praga fez um retorno dramático. Isso coincidiu com o primeiro uso do pesticida diclorodifeniltricloroetano (DDT), agora proibido, nos pomares. O DDT não apenas matou os insetos-alvo, mas também matou o besouro vedalia. Somente alterando os procedimentos de pulverização e reintroduzindo o besouro, a cochonilha foi novamente controlada.
Outra estratégia para o controle biológico envolve a liberação de machos estéreis, que competem com machos férteis por parceiros, diminuindo o tamanho da população de pragas. Essa técnica foi aplicada pela primeira vez contra a mosca da lagarta, uma praga grave do gado (figura\(\PageIndex{f}\)). As moscas fêmeas depositam seus ovos em feridas ou outras feridas abertas nos animais. Após a eclosão, as larvas comem os tecidos do hospedeiro. Ao fazer isso, eles expõem uma área ainda maior à postura de ovos, muitas vezes finalmente matando o hospedeiro.
Antes de sua erradicação do sudeste dos Estados Unidos, a lagarta estava causando enormes perdas anuais de gado. A técnica masculina estéril envolve a liberação de moscas criadas na fábrica e esterilizadas na população natural. A esterilização é feita expondo as moscas industriais à radiação gama suficiente para torná-las estéreis, mas não o suficiente para reduzir seu vigor geral.
A partir do início de 1958, até 50 milhões de moscas esterilizadas foram liberadas a cada semana de aeronaves sobrevoando a Flórida e partes dos estados vizinhos. Cada vez que uma fêmea fértil da população natural acasalava com um macho estéril, a fêmea colocava ovos estéreis. Como as fêmeas acasalam apenas uma vez, sua carreira reprodutiva chegou ao fim. No início de 1959, a praga foi totalmente eliminada a leste do rio Mississippi. O problema nos estados do sudoeste era mais desafiador porque a mosca inverna no México e podia atravessar a fronteira a cada nova temporada. Mesmo assim, ao expandir o programa para incluir também o México, a mosca-da-fenda foi finalmente eliminada do México em 1991.
A técnica masculina estéril também controlou com sucesso a mosca da fruta do Mediterrâneo (“medfly”), uma mosca destrutiva da fruta de frutas cítricas, pêssegos, peras e maçãs na Califórnia.
Controle químico
O controle químico se refere ao uso de pesticidas. Se o controle químico for necessário, o IPM favorece produtos químicos altamente direcionados, como feromônios, para interromper o acasalamento de pragas. Feromônios são sinais químicos liberados por animais para se comunicarem com outros membros de sua espécie. Tanto humanos quanto muitas espécies de insetos liberam feromônios que funcionam na atração de parceiros. A liberação dos ferêmonas de insetos-praga pode confundir os machos que procuram parceiros e, em última análise, impedi-los de se reproduzirem (figura\(\PageIndex{g}\)). Essa “confusão masculina” teve sucesso contra a lagarta rosa que infesta o algodão e reduziu a necessidade de inseticidas químicos convencionais em 90%. Os feromônios também têm tido sucesso contra pragas que atacam tomates, uvas e pêssegos. Se os produtos químicos específicos não forem eficazes, o IPM pode empregar pesticidas convencionais, de preferência aplicando-os apenas nos locais em que são necessários e na menor concentração efetiva. A pulverização generalizada de pesticidas não específicos é o último recurso.
Práticas sustentáveis para manter a fertilidade do solo
Uma variedade de práticas sustentáveis pode manter a qualidade do solo. Muitas dessas estratégias têm benefícios adicionais, como regular pragas, limitar as mudanças climáticas e prevenir a poluição da água. Esses métodos enriquecem o solo com nutrientes, garantem a capacidade adequada de retenção de água (capacidade do solo de reter água) e limitam os processos de degradação do solo, como erosão e compactação.
Rotação de culturas
Conforme mencionado anteriormente, as rotações de culturas são sequências planejadas de diferentes culturas ao longo do tempo no mesmo campo (figura\(\PageIndex{h}\)). A rotação de culturas oferece benefícios de produtividade ao melhorar os níveis de nutrientes do solo e quebrar os ciclos de pragas das culturas. Os agricultores também podem optar por alternar as safras para reduzir o risco de produção por meio da diversificação ou gerenciar recursos escassos, como mão de obra, durante o plantio e a colheita. Essa estratégia reduz os custos de pesticidas ao quebrar naturalmente o ciclo de ervas daninhas, insetos e doenças. Além disso, gramíneas e leguminosas em rotação protegem a qualidade da água, evitando que o excesso de nutrientes ou produtos químicos entre no abastecimento de água.
Consórcio
O consórcio significa cultivar duas ou mais safras próximas umas das outras durante parte ou todos os seus ciclos de vida para promover a melhoria do solo, a biodiversidade e o manejo de pragas. A incorporação de princípios de consórcio em uma operação agrícola aumenta a diversidade e a interação entre plantas, artrópodes, mamíferos, pássaros e microrganismos, resultando em um ecossistema de cultivo mais estável e em um uso mais eficiente do espaço, água, luz solar e nutrientes (figura\(\PageIndex{i}\)). Esse tipo colaborativo de manejo da cultura imita a natureza e está sujeito a menos surtos de pragas, melhor ciclagem de nutrientes e absorção de nutrientes da cultura e maior infiltração de água e retenção de umidade. A qualidade do solo, a qualidade da água e o habitat da vida selvagem beneficiam.
Um exemplo comum de cultivo em faixa (um tipo de consórcio; veja acima) envolve alternar uma safra em linha, como milho, com uma cultura de cobertura do solo, como a alfafa. A safra de cobertura do solo ajuda a reduzir o escoamento de água e retém o solo erodido da colheita em linha. Se essa cultura de cobertura do solo for membro da família das leguminosas, como alfafa ou soja, e estiver associada a bactérias fixadoras de nitrogênio, alternar as faixas de uma plantação para a outra também pode ajudar a manter a fertilidade da camada superficial do solo.
Cultivos de cobertura
As culturas de cobertura são aquelas que são plantadas no período de entressafra para evitar deixar o solo nu. Eles podem prevenir a erosão do solo e do vento, melhorar as propriedades físicas e biológicas do solo, fornecer nutrientes, suprimir ervas daninhas, melhorar a disponibilidade de água no solo e interromper os ciclos de pragas, juntamente com vários outros benefícios. As culturas de cobertura geralmente são membros da família das leguminosas e ajudam a enriquecer o solo com nitrogênio utilizável. Uma única espécie ou mistura de espécies de plantas de cobertura pode ser plantada (figura\(\PageIndex{j}\)).
Agrosilvicultura
A agrossilvicultura é o processo de plantar fileiras de árvores intercaladas com uma safra comercial (figura\(\PageIndex{k-l}\)). Além de ajudar a evitar a erosão eólica e hídrica do solo, as árvores fornecem sombra que ajuda a promover a retenção de umidade do solo. O lixo das árvores em decomposição também fornece alguns nutrientes para as plantações interplantadas. As árvores em si podem fornecer uma safra comercial. Por exemplo, árvores frutíferas ou nozes podem ser plantadas com uma safra de grãos. Você pode aprender mais sobre a agrossilvicultura usando este site interativo do Departamento de Agricultura e Serviço Florestal dos Estados Unidos.
Agricultura de contorno e terraço
A agricultura de contorno envolve arar e plantar linhas de cultivo ao longo dos contornos naturais de terras levemente inclinadas (figura\(\PageIndex{l}\)). As linhas das fileiras de cultivo perpendiculares à inclinação ajudam a diminuir o escoamento da água, inibem a formação de canais de água e limitam a erosão do solo (e a consequente perda de nutrientes). O terraceamento é uma técnica comum usada para controlar a erosão hídrica em colinas e montanhas mais inclinadas (figura\(\PageIndex{l}\)). Terraços amplos e nivelados são construídos ao longo dos contornos das encostas e atuam como barragens que prendem a água das plantações, reduzindo o escoamento e limitando a erosão.
Plantio mínimo e agricultura de plantio direto
Nas práticas agrícolas modernas, máquinas pesadas são usadas para preparar o canteiro para o plantio, controlar ervas daninhas e colher a safra. O uso de equipamentos pesados tem muitas vantagens em economizar tempo e mão de obra, mas pode causar compactação do solo e destruição dos organismos naturais do solo. O problema com a compactação do solo é que o aumento da densidade do solo limita a profundidade de penetração das raízes e pode inibir o crescimento adequado das plantas. Outro aspecto do preparo do solo (mistura do solo) é que ele pode levar a uma decomposição mais rápida da matéria orgânica devido à maior aeração do solo. Em grandes áreas de terras agrícolas, isso tem a consequência não intencional de liberar mais óxidos de carbono e nitroso (gases de efeito estufa) na atmosfera, contribuindo assim para a mudança climática.
Uma das maneiras mais fáceis de evitar esses problemas é minimizar a quantidade de lavoura ou a viragem do solo. Na lavoura mínima (lavoura de conservação) ou na agricultura de plantio direto, a terra é perturbada o mínimo possível ao deixar resíduos da colheita nos campos (figura\(\PageIndex{m}\)). Semeadores especiais injetam novas sementes e fertilizantes no solo não lavrado. O preparo do solo ajuda a quebrar torrões que foram previamente compactados, portanto, as melhores práticas podem variar em locais com diferentes texturas e composições do solo. Com o planejamento adequado, a lavoura mínima e a agricultura de plantio direto podem simultaneamente limitar a erosão e a compactação do solo, proteger os organismos do solo, reduzir custos (se realizada corretamente) e promover a infiltração de água. Além disso, o carbono pode realmente ser sequestrado no solo com esses métodos, mitigando assim as mudanças climáticas. A agricultura de plantio mínimo ou de plantio direto provou ser um grande sucesso na América Latina e está sendo usada no sul da Ásia e na África. No entanto, uma desvantagem desse método é que o resíduo da colheita pode servir como um bom habitat para pragas de insetos e doenças de plantas.
Quebra-ventos
Criar quebra-ventos plantando árvores altas ao longo do perímetro dos campos agrícolas pode ajudar a controlar os efeitos da erosão eólica do solo (figura\(\PageIndex{n}\)). Os quebra-ventos reduzem a velocidade do vento ao nível do solo, um fator importante na erosão eólica. Eles também ajudam a reter a neve nos meses de inverno, deixando o solo menos exposto. Como benefício colateral, os quebra-ventos também fornecem um habitat para pássaros e animais. Uma desvantagem é que os quebra-ventos podem ser caros para os agricultores porque reduzem a quantidade de terras cultiváveis disponíveis.
Agricultura orgânica
A agricultura orgânica é frequentemente incorporada à agricultura sustentável (figura\(\PageIndex{o}\)). Para serem certificadas como orgânicas, as fazendas devem evitar o uso de pesticidas sintéticos, fertilizantes sintéticos e organismos geneticamente modificados (figura\(\PageIndex{p}\)). Carne, aves, ovos e laticínios orgânicos vêm de animais que não recebem antibióticos ou hormônios de crescimento. Em vez disso, as pragas podem ser controladas por inimigos naturais ou substâncias produzidas naturalmente, como óleo de neem ou terra de diatomáceas. Algumas alternativas orgânicas aos pesticidas sintéticos têm um impacto ambiental relativamente baixo (como spray de sal), mas existem muitos compostos produzidos naturalmente que ainda são tóxicos para as pessoas ou causam danos ecológicos quando amplamente usados. Curiosamente, a aplicação externa da toxina Bt é aprovada para agricultura orgânica, mas o uso de culturas Bt geneticamente modificadas não é. Este último resulta em menores concentrações da toxina Bt no meio ambiente, pois é produzida localmente diretamente pelas próprias plantas. Em resumo, embora muitas práticas de agricultura orgânica beneficiem o meio ambiente e atendam às metas de sustentabilidade, algumas fazendas orgânicas não são sustentáveis e algumas fazendas sustentáveis não são orgânicas.
Escolhas do consumidor que apoiam a agricultura sustentável
Mesmo que você não seja agricultor ou legislador, você tem o poder de promover a agricultura sustentável como consumidor. Conforme discutido em Cadeias Alimentares e Cadeias Alimentares, geralmente requer mais terra e mais energia para produzir carne em comparação com alimentos vegetais devido à transferência ineficiente de energia de um nível trófico para o outro. Por esse motivo, as dietas à base de plantas tendem a ser mais sustentáveis, mas isso depende dos tipos de alimentos consumidos e de como foram produzidos.
A comida local não é apenas mais fresca, mas requer menos milhas de comida (figura\(\PageIndex{q}\)). De certa forma, alimentos orgânicos causam menos degradação ambiental, mas observe que orgânico não significa necessariamente sustentável (veja acima). Como limita máquinas, pesticidas sintéticos e fertilizantes sintéticos, tem uma pegada de carbono menor (o que significa que minimiza a contribuição para as mudanças climáticas). O Clean 15 é uma lista de produtos com baixo teor de resíduos de pesticidas. Se você não puder pagar todos os alimentos orgânicos, esses são os melhores itens para comprar produtos não orgânicos. Os exemplos incluem abacates, milho doce e abacaxi. O Dirty Dozen lista os produtos que têm mais resíduos de pesticidas. Se você puder comprar apenas alguns itens orgânicos, é melhor comprá-los. Os exemplos incluem morangos, espinafres e nectarinas. Finalmente, alguns alimentos, como carne bovina, têm maior pegada de carbono e pegada hídrica do que outros.
O futuro do conceito de agricultura sustentável
Muitos na comunidade agrícola adotaram o senso de urgência e direção apontado pelo conceito de agricultura sustentável (figura\(\PageIndex{r}\)). A sustentabilidade se tornou um componente integral de muitos esforços de pesquisa agrícola governamentais, comerciais e sem fins lucrativos e está começando a ser incorporada à política agrícola. Um número crescente de agricultores e pecuaristas embarcou em seus próprios caminhos para a sustentabilidade, incorporando abordagens integradas e inovadoras em seus próprios empreendimentos.
Atribuições
Modificado por Melissa Ha a partir das seguintes fontes:
- Agricultura sustentável a partir da biologia ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado sob CC-BY)
- Solos da AP Environmental Science pela University of California College Prep, University of California (licenciados sob CC-BY). Baixe gratuitamente no CNX.
- Definições de sustentabilidade. USDA. Acessado em 01-05-2021. (domínio público)
- Controle Biológico da Biologia por John W. Kimball (licenciado sob CC-BY)
- Princípios do Manejo Integrado de Pragas (IPM). ERVILHA. Acessado em 01-05-2021 (domínio público)
- Cultivos de cobertura e saúde do solo. Serviço de Conservação de Recursos Naturais, USDA. Acessado em 01-06-2021. (domínio público)