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Laboratório de Óptica e Fotônica onde a pesquisadora Débora Milori realiza as pesquisas com a aplicação de LIBS e LIFS – Foto Flavio Ubiliali
Responsável por desempenhar um papel fundamental na sustentabilidade dos sistemas agrícolas, a matéria orgânica do solo é o tema do workshop que vai reunir, nesta quinta-feira (9), a expertise de cientistas do Brasil, da Europa e dos Estados Unidos na Embrapa Instrumentação (São Carlos – SP). O encontro vai discutir os desafios para o manejo da matéria orgânica do solo em áreas tropicais e as oportunidades de cooperação nesta linha de pesquisa com as instituições internacionais.
Entre elas estão a Universidade de Toulon, na França, o Instituto de Recursos Naturais e Agrobiologia de Sevilha (IRNAS), que faz parte do Conselho Superior de Investigações Científicas (CSIC), entidade jurídica e a maior instituição pública dedicada à pesquisa na Espanha; e o Serviço de Pesquisa Agrícola (ARS), principal agência de pesquisa interna do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA).
As instituições brasileiras estão representadas pelo Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP), Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, campus de Jaboticabal e pelos dois centros de pesquisa da Embrapa, em São Carlos – Instrumentação e Pecuária Sudeste.
Os pesquisadores dos quatro países vão apresentar as pesquisas desenvolvidas, os avanços obtidos, as tecnologias e métodos empregados para qualificar e quantificar a matéria orgânica do solo (MOS), composto formado por restos vegetais e animais, e que desempenha diversas funções no ambiente, influenciando atributos físicos, químicos e biológicos do solo. A quantidade adequada de MOS pode evitar erosão, favorecer a retenção de água e nutrientes, reduzir a compactação, facilitar a penetração das raízes das plantas, além de ser responsável pela manutenção da estrutura do solo.
Assim, a adoção de diferentes manejos nos cultivos agrícolas pode influenciar o estoque de MOS, com possibilidade de diminuir, manter ou aumentar em relação à vegetação. As práticas conservacionistas, como o sistema Integração Lavoura Pecuária Floresta (ILPF), é um manejo estratégico para reduzir as emissões de gases do efeito estufa, uma vez que favorece o acúmulo de MOS.
Solos tropicais
O ex-diretor de Pesquisa e Desenvolvimento da Embrapa, o físico Ladislau Martin Neto inicia a sessão de palestras, às 8h40, logo após a abertura do evento pelo chefe-geral João de Mendonça Naime, às 8h30.
Com mais de 30 anos de atuação direta ou indireta em temas que envolvem Ciência do Solo, o pesquisador vai abordar o contexto atual do manejo da matéria orgânica do solo em áreas tropicais, as práticas sustentáveis adotadas no país, entre eles, o sistema ILPF, o Plano Agricultura de Baixa Emissão de Carbono (Plano ABC), a dinâmica da MOS em sistemas conservacionistas no Brasil e no exterior.
O Plano Agricultura de Baixa Emissão de Carbono (Plano ABC) tem apresentado resultados como o sequestro de mais de 35 milhões de toneladas de CO2 da atmosfera, graças aos 11,5 milhões de hectares ocupados com o sistema ILPF no Brasil. Martin Neto lembra que o país vem aumentando a produção e produtividade por hectare e, ao mesmo tempo, baixando consideravelmente o nível de emissão dos gases de efeito estufa. De 2005 a 2014, caiu 53%, de acordo com o último relatório do Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovação e Comunicação, de 2016.
No entanto, Martin Neto lembra que ainda há desafios para que o país possa avançar, como entender o acúmulo e estimar o tempo de vida do carbono no solo. Para isso, é necessário o emprego de técnicas mais precisas e rápidas, para que se possa elaborar os mapas de carbono do solo.
O pesquisador, que deixou a diretoria de P&D recentemente para retomar as pesquisas na Embrapa Instrumentação, vai apresentar algumas dessas técnicas utilizadas pioneiramente no Centro de Pesquisa para avaliação e quantificação da MOS em diferentes biomas do país, entre eles, o Pantanal, Amazônia, Semiárido, Savana, Mata Atlântica e manguezais, que podem contribuir para a elaboração desses mapas.
Entre as tecnologias empregadas destacam-se o espectrômetro de ressonância magnética nuclear (RMN), microscopia de força atômica e eletrônica, métodos ópticos e fotônicos, como a espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) e espectroscopia de fluorescência induzida por laser (LIFS), que serão apresentadas como novas ferramentas no emprego de medições sobre o conteúdo da matéria orgânica do solo, bem como sua estabilidade em extensas áreas agrícolas
“A LIBS será usada para facilitar um grande número de medições de carbono em grande extensão de áreas agrícolas, com amostras inteiras, enquanto a LIFS vai avaliar a estabilidade de matéria orgânica no solo e estimar a vida dos compostos de carbono”, diz. As técnicas baseadas em laser têm permitido a análise de solos intactos, sem qualquer tratamento químico e físico, de forma mais rápida e barata.
Ele acredita que durante o workshop será possível realizar uma reflexão sobre as oportunidades de cooperação com os cientistas internacionais. “ Já avançamos bastante no Brasil, mas podemos unir a nossa competência com a deles e usar técnicas complementares desenvolvidas por eles, como o uso de biochar, um tipo de carvão que está sendo investigado como uma abordagem ao sequestro de carbono. Vamos sugerir a eles possibilidades de trabalho conjunto, mostrar a nossa expertise e a infraestrutura consolidada no Brasil e na nossa Unidade para realizar as pesquisas”, diz.
O biochar será o tema da palestra que o pesquisador Kurt Spokas, do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos vai focar no workshop. Ele vai falar do efeito de adição deste material na emissão de gases de efeito estufa no solo.
Uso da fotônica
A física Débora Milori, coordenadora do workshop, vai apresentar as recentes aplicações da pesquisa com matéria orgânica do solo. A pesquisadora tem usado as técnicas de LIBS e LIFS para avaliar o teor e a estabilidade do composto no solo, respectivamente. A LIBS é uma técnica analítica multielementar capaz de determinar qualquer elemento da tabela periódica presente na amostra.
O princípio básico da segunda técnica é o fenômeno de luminescência, cujo efeito consiste na emissão de luz por um material quando excitado por algum processo específico.
Débora explica que, na LIFS, a luz emitida consiste numa impressão digital do material, e pode ser utilizada em pesquisas para o acompanhamento de reações químicas, estudos estruturais, interações moleculares, entre outros.
“A matéria orgânica do solo emite luz azul-esverdeada quando excitada com luz azul ou ultravioleta. Esta emissão característica nos dá informações a respeito do carbono no solo. O equipamento desenvolvido na Embrapa Instrumentação utiliza esta propriedade óptica da matéria orgânica para avaliar a estabilidade do carbono. A informação gerada por este equipamento, aliada às medidas de respiração do solo, permitirá agrônomos avaliarem manejos de uma forma rápida e acessível”, afirma.
Além dos estudos em laboratório, a LIBS também já foi embarcada em um jipe robótico, o Robô Mirã, capaz de ir a campo para realizar análises de solos. A física da Embrapa Instrumentação explica que o equipamento, desenvolvido em parceria com a USP de São Carlos, será usado para examinar tanto a qualidade do solo quanto as necessidades nutricionais de plantas, mapeando esses dados, conforme percorre as fazendas.
A técnica LIBS também está sendo utilizada pioneiramente para detectar e avaliar os níveis de mercúrio em chorume de aterro sanitário. Essa tecnologia é a mesma empregada pela Nasa no robô Rover Curiosity para detectar água e elementos químicos no solo marciano.
Para o chefe de Pesquisa e Desenvolvimento Wilson Tadeu Lopes da Silva, que vai abordar as aplicações espectroscópicas para análise da matéria orgânica do solo a partir de resíduos agrícolas, o
workshop é também uma oportunidade para se conhecer as pesquisas que estão sendo conduzidas em países europeus e americano, que possam dar subsídios para efetivar uma cooperação.
Ainda participarão com palestras os pesquisadores da Universidade de Toulon, Stéphane Mounier, que vai abordar técnicas de fluorescência aplicadas a MO; do IRNAS/CSIC, Heike Knicker, que vai expor os estudos atuais com RMN em MO; da Embrapa Pecuária Sudeste, Alberto Bernardi, falando da dinâmica dos experimentos com ILPF. A pesquisadora do IQSC/USP, Maria Olímpia de O. Rezende vai apresentar a aplicação de biofertilizantes e MO, enquanto o professor da UNESP, Newton La Scalla Jr., focará na importância do solo no balanço de gases de efeito estufa em áreas agrícolas.
Além das discussões, que ocorrerão no período da manhã, os pesquisadores convidados terão a oportunidade de conhecer, no período da tarde, a infraestrutura instalada nos laboratórios da Embrapa Instrumentação para a realização das pesquisas.
