A Quarta Avaliação Nacional do Clima (NCA4) elaborado por 13 agências federais dos Estados Unidos e amplamente divulgado na mídia nacional prevê que o aumento das temperaturas, calor extremo, seca e chuvas fortes irão interromper as operações diárias e a produção sazonal de nossos agricultores e produtores de alimentos.1
Os sintomas das mudanças climáticas incluem um aumento na frequência de condições meteorológicas extremas, incluindo secas prolongadas e inundações causadas por chuvas extremas2. Veja, por exemplo, o 2018 inundação recorde no centro da Pensilvânia3; as enchentes de 2008 no meio-oeste que submerso nove milhões de acres de terras agrícolas4; e secas de 2015 na Califórnia que obrigaram os agricultores a deixar 540,000 hectares estavam em pousio por anos5. Os cientistas do clima e do meio ambiente prevêem que isso ficará ainda pior no futuro próximo.
A dependência de um agricultor de sistemas de suporte complexos e remotos pode aumentar sua vulnerabilidade durante interrupções de infraestrutura ou sistêmicas. É hora de olharmos para a natureza em nossa corrida contra um clima caótico e imprevisível. O uso de métodos naturais, ecológicos e orgânicos que têm sido implementados historicamente por séculos pode não apenas fornecer uma proteção significativa contra as mudanças climáticas, mas também pode complementar nossas ferramentas tecnológicas modernas. No últimas quatro décadas, as práticas de agricultura orgânica provaram ser uma ótima alternativa às práticas convencionais no que diz respeito à produção de safras comparáveis, garantindo que os ecossistemas de solo-cultivo sejam saudáveis, dinâmicos e resilientes6.
Agricultura orgânica regenerativa pode ser a chave para apoiar um sistema alimentar adaptativo e resiliente porque alavanca meios ecológicos e organismos biológicos7.
A Teste de sistema de cultivo (FST) em Rodale Institute fornece o plano perfeito para investigar os efeitos da agricultura orgânica regenerativa na resiliência a inundações e propriedades de resistência à seca. Em colaboração com Abdel Alfahham, um estudante de MS no Departamento de Ciências da Terra e Ambientais da Universidade da Pensilvânia, pesquisadores da Rodale Institute estão analisando amostras de solo do FST para retenção de água no solo, condutividade hidráulica saturada e carbono / nitrogênio orgânico.
O que estamos estudando
Como essas medições são relevantes para os agricultores?
A retenção de água no solo é uma propriedade que ajuda a quantificar a capacidade do solo de reter e armazenar água em condições que variam de úmido a extremamente seco. Essa medição quantifica diretamente a quantidade de água que está disponível para nossas plantações crescerem e fotossintetizar.
A condutividade hidráulica saturada pode nos dar uma ideia de quão rápido o solo permitirá que a água flua (ou drene) através do solo durante eventos de alta precipitação, o que pode prever enchentes e poças na fazenda. As medições de carbono orgânico e nitrogênio do solo fornecem um método robusto para quantificar a quantidade de matéria orgânica integrada na biosfera do solo, que pode ajudar a determinar a saúde do solo.
Projeto Experimental
O Farming Systems Trial tem seis sistemas de manejo diferentes: (1) sintético convencional com preparo do solo, (2) plantio direto sintético convencional, (3) esterco orgânico com preparo do solo, (4) plantio direto com esterco orgânico, (5) leguminosas orgânicas com cultivo e (6) plantio direto de leguminosas orgânicas. Cada tratamento é replicado quatro vezes em todo o campo para garantir que os dados coletados do FST possam ser analisados estatisticamente; isso significa que há um total de 24 parcelas experimentais.
Em 2018, foram coletados dois tipos de amostras de solo. Um total de 72 testemunhos de solo intacto e 72 amostras de solo composto foram coletados em profundidades de 0 - 10 cm, 10 - 20 cm e 20 - 30 cm de todas as 24 parcelas. A coleta de amostras de três profundidades diferentes nos ajudará a desenvolver uma compreensão mais abrangente de como o manejo da fazenda influencia as propriedades de diferentes zonas do solo.
Os testemunhos intactos do solo serão analisados usando os instrumentos METER HYPROP e METER WP4C para quantificar as propriedades de retenção de água no solo (como o solo se comporta de condições úmidas para secas). Os mesmos núcleos de solo intacto também serão analisados no METER KSAT, que caracteriza a taxa na qual a água pode se mover através do solo saturado. Os três instrumentos usados integram a tecnologia de ponta de sensores modernos com modelos de computador quantitativos para produzir dados robustos e de alta qualidade com eficiência. Amostras compostas de solo serão usadas para determinar carbono orgânico e nitrogênio orgânico usando um analisador elementar, um método comum para determinar a quantidade de carbono e nitrogênio no solo.
Objetivos do projeto e resultados preliminares
Ao medir a condutividade hidráulica do solo, a retenção de água e o teor de carbono e nitrogênio orgânico em seis diferentes sistemas de gestão de fazendas, podemos comparar e contrastar como as práticas agrícolas podem levar à resistência à seca e melhorar a capacidade de retenção de água.
Nosso objetivo é determinar até que ponto a agricultura orgânica fornece um método de adaptação climática prático e economicamente viável, quantificando as mudanças que se desenvolveram no solo cultivado organicamente na FST nos últimos 40 anos. Conduzindo uma análise tão abrangente do solo, os dados fornecerão uma estrutura preditiva pela qual os agricultores podem compreender as práticas ideais de manejo agrícola de resiliência ao clima aplicáveis à sua área geográfica, a cultura de escolha e as condições climáticas.
Os resultados preliminares deste projeto serão compartilhados pela primeira vez em 7 de janeiro de 2019, no International Soils Meeting, San Diego, CA e relatados aqui.
Abdel Alfahham é bolsista graduado do Programa Penn de Humanidades Ambientais da Universidade da Pensilvânia. Ele se juntou Rodale Institute como estagiário de pesquisa para a temporada de 2018.