Programas, Projetos, Pesquisas e Tecnologias

 22/06/21012

Equações da vida

A mesma estrutura de códigos une sequências de DNA e comunicação digital

MARCOS DE OLIVEIRA | Edição 178 - Dezembro de 2010

© ELIZABETH PAPADOPOULOS / GETTYIMAGES / PASIEKA / SCIENCE PHOTO LIBRARY / SPL DC / LATINSTOCK

Explicar os fenômenos da natureza com equações matemáticas é uma tarefa rotineira e incorporada aos estudos da física, da química e da própria matemática. A biologia tem uma tradição menor nesse sentido. Essa relação é perseguida por vários grupos de estudo na Europa e nos Estados Unidos que buscam uma vinculação dos genomas de seres vivos com estruturas matemáticas para tentar compreender melhor a formação da vida no planeta. Mas a primazia de encontrar tal vínculo coube a um grupo de pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade de São Paulo (USP) que encontraram uma relação matemática entre um código numérico e a sequência do DNA, a sigla em inglês do ácido desoxirribonucleico que carrega os genes dentro das células. Outros pesquisadores já haviam sugerido essa relação, mas não conseguiram provar. Os brasileiros descobriram que as bases nitrogenadas timina (T), guanina (G), citosina (C) e adenina (A) se organizam segundo uma lógica numérica. “A distribuição dessas bases possui um código matemático que prevaleceu ao longo da evolução dos seres vivos”, diz o professor Márcio de Castro Silva Filho, da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, da USP. “Descobrimos que uma proteína ao perder a função biológica devido a uma mutação, por exemplo, deixa de ser representada por uma estrutura matemática”, diz Silva Filho, um dos coordenadores do grupo. Os pesquisadores não desenvol­veram um código novo para explicar a sequên­cia do DNA. Eles verificaram que existe uma relação entre certas sequências de DNA com o código corretor de erros (ECC, sigla de error-correcting code), que são equações matemáticas utilizadas em todo processo digital, usado em sistemas de comunicação e de telecomunicações, em memórias de computador e memórias flash de pen-drives para corrigir ruídos ou defeitos que surjam nas transmissões. O código também é conhecido pelas letras BCH, que são as iniciais de seus descobridores – os indianos Raj Chandra Bose e Dwijendra Kumar Ray-Chaudhuri e o francês Alexis Hocquenghem –, e não apenas identifica o erro mas também faz a correção. A atribuição da associação de códigos de correção de erros com sequências de DNA não é nova. É objeto de pesquisa desde a década de 1980 e um dos principais estudiosos é o professor Hubert Yockey, que trabalhou na Universidade da Califórnia em Berkeley, nos Estados Unidos, e publicou dois livros: Information theo­ry and molecular biology, em 1992, e Information theory, evolution, and the origin of life, em 2005, ambos editados pela Cambrigde University Press. Outro pesquisador da área é Gérard Battail, professor aposentado da Escola Nacional Superior de Telecomunicações, da França, que tem escrito artigos propondo a relação entre código corretor de erros e o genoma. Eles têm demonstrado o processo e levantado hipóteses, mas não apresentaram as relações matemáticas com o DNA. Os brasileiros conseguiram estabelecer essa relação nas sequên­cias do ácido ribonucleico mensageiro (RNAm) que geram as proteínas.
“Ao conhecermos a estrutura matemática da proteína é possível alterar a ordem das bases e também corrigir as mutações ou erros que possam acontecer para voltar à condição normal de uma proteína”, diz o professor.
Problema molecular
A capacidade de corrigir uma mutação ou um erro celular poderia, por exemplo, no futuro utilizar uma solução matemática para atuar sobre a falta de produção de insulina pelas células do pâncreas, corrigindo erros em um gene específico. “Seria possível identificar a estrutura matemática das mutações e onde elas ocorreram e talvez corrigir esse problema molecular para o organismo voltar a produzir insulina, revertendo as estruturas anteriores. Outra possibilidade seria fabricar proteínas a partir do código matemático ou ainda encontrar proteínas não conhecidas existentes nas células”, diz o professor Reginaldo Palaz­zo Júnior, da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (Feec) da Unicamp, outro coordenador do grupo. “A correção ou a forma de reverter o erro nas células acontece da mesma forma que num disco rígido (HD), que tem um setor danificado e o ECC reconstitui as informações.”
Com tantas possibilidades de uso na indústria, além do significado científico importante da descoberta, os pesquisadores resolveram, antes de publicar a novidade em periódicos científicos, depositar uma patente internacional pelo Tratado de Cooperação em Patentes (PCT, na sigla em inglês), em vários países, e outra nos Estados Unidos, com financiamento da FAPESP e gerenciamento da Agência de Inovação da Unicamp e da Agência USP de Inovação. Laboratórios do mundo poderão usar, se licenciarem a patente, as estruturas matemáticas descobertas pelo grupo, possivelmente na forma de um software, para testar proteínas em um amplo leque de produtos. “Essas informações são importantes para desenvolver vacinas, medicamentos ou proteínas para elaboração de queijos e amaciantes de roupa, por exemplo”, diz o professor Silva Filho. Hoje se faz uma alteração na sequência de DNA que codifica uma proteína e depois são feitos os testes em laboratório para verificar a eficácia da reação num experimento de tentativa e erro. Com as equações matemáticas será possível testar a afinidade e a estabilidade da proteína em um trabalho preliminar de forma a verificar mutações e, posteriormente, testá-las a partir de experimentos de laboratório para confirmar se a mutação na sequência de DNA deu o resultado esperado. “Se a estrutura matemática não se mantiver, a alteração não vai ser efetivada e não produzirá os resultados esperados.”

O PROJETO

Código matemático de geração e decodificação de sequência de DNA e proteínas: utilização na identificação de ligantes e receptores – n° 2008/04992-0

Modalidade

Programa de Apoio à Propriedade Intelectual (Papi)

Co­or­de­na­dor

Márcio de Castro Silva Filho – USP

Investimento

R$ 13.200,00 e US$ 20.000,00 (FAPESP)

A descoberta da existência de um código matemático que transcreve a sequên­cia de DNA aconteceu quase por acaso e começou com o professor Palaz­zo, que lançou um desafiante objetivo a duas alunas de doutorado, Luzinete Cristina Bonani Faria e Andrea Santos Leite da Rocha, orientadas por ele na Feec e oriundas da graduação da Pontifícia Universidade Católica de Campinas (Puccamp), com mestrado na Unicamp. Elas deveriam procurar as informações que transitam dentro de uma célula. “Dentro da mitocôndria, um órgão responsável pela respiração celular, existem moléculas de DNA para sintetizar certas substâncias, mas ela não tem todas as proteínas e precisa solicitar proteínas extras produzidas por genes localizados no núcleo de modo a realizar as funções na organela. Nesse caso, para os matemáticos, a proteína é informação e existe um código padrão para transmiti-la”, explica o professor Palazzo. O modelo apresentado pelos pesquisadores brasileiros se ajusta a qualquer sequência de DNA produtora de proteínas dentro da célula.
Palazzo é um especialista na chamada teoria matemática da comunicação, área de estudo que pesquisa a transmissão de todo tipo de informação e seus códigos. Também chamada de teoria dos códigos, ela analisa as formas de transmissão independentemente do significado. Assim não importa a palavra que está sendo transmitida, mas como ela é enviada de um emissor A para um receptor B, dentro de um contexto matemático.”Essa teoria foi apresentada por Claude Shannon [matemático e engenheiro eletrônico norte-americano] em 1948″, lembra Palazzo.
Para o estudo de Andrea e Luzinete, Palazzo sugeriu que elas procurassem os professores da Unicamp, da área da Faculdade de Ciências Médicas (FCM), inicialmente, para encontrar componentes biológicos e se aprofundar no tema. Depois de muita procura, elas ouviram a sugestão do professor Anibal Vercesi, da FCM, para procurarem o professor Márcio de Castro Silva Filho na Esalq. “Fomos conversar com ele e estabelecemos um casamento de interesses”, diz Palazzo. “Começamos um diálogo tendo de um lado matemáticos e um engenheiro elétrico e eu, um geneticista especializado em transporte de proteínas”, lembra Silva Filho. A primeira amostra de DNA investigada pelas pesquisadoras da Unicamp foi da Arabidopsis thaliana, planta da família da mostarda, que serve de modelo para estudos genômicos. A partir daí, elas ficaram trabalhando durante seis meses. “Começaram a testar vários elementos matemáticos para tentar achar alguma sistematização em relação ao genoma”, explica Palazzo, que contou também com a colaboração no estudo do engenheiro da computação João Henrique Kleinschmidt, ex-aluno de doutorado e atual professor da Universidade Federal do ABC, em Santo André, na Região Metropolitana de São Paulo. “Um dia elas me chamaram na Unicamp e me mostraram os resultados. Quando percebi o que era fiquei sem fala. Pensei que fosse uma coincidência e passamos a repetir o trabalho usando outros genomas, do homem, de bactérias, fungos e plantas. Descobrimos que é um processo universal”, conta Silva Filho.
Entender a linguagem
No final de 2009, eles submeteram um artigo às revistas Nature e Science, mas as duas recusaram dizendo que era algo muito específico. “Acredito que eles não entenderam a linguagem matemática do paper“, diz Silva Filho. “Isso faz parte da dificuldade da conversa entre biólogos, engenheiros, médicos etc.”, diz Palazzo. Aí eles resolveram enviar para a revista Electronics Letters, que em três semanas aceitou o trabalho e o elegeu o melhor artigo de fevereiro deste ano, colocando-o na capa do mesmo mês. Eles começaram a mostrar o estudo em congressos internacionais de teoria da informação e devem apresentar novos resultados com informações mais detalhadas e com outras ferramentas matemáticas. No artigo da Electronics Letters, “DNA sequences generated by BCH codes over GF(4)”, ou “Sequências de DNA geradas pelo código BCH sobre GF(4)”, eles apresentaram uma parte do trabalho utilizando a estrutura matemática chamada de corpo algébrico de Galois, enquanto novos resultados usam a estrutura de anel de Galois. Em uma simplificação, poderíamos dizer que em relação ao corpo o produto de dois números diferentes de zero resulta em um número diferente de zero, enquanto na estrutura de anel o produto pode ser zero. Para os matemáticos isso faz muita diferença na apresentação dos resultados. Até agora eles apresentaram apenas os resultados em corpo.
O feito dos pesquisadores brasileiros apresenta uma solução importante e uma novidade para a biologia. Ela inicia uma nova fase em que os fenômenos que estuda passam a ser analisados por métodos quantitativos. “Em 1999, a Academia Real da Suécia indicou que um dos avanços da ciência no novo século seria a incorporação de mais matemática aos estudos da biologia”, lembra Silva Filho. Mas para isso tanto os pesquisadores brasileiros como Battail e Yockey concordam que é preciso um maior diálogo entre biólogos, matemáticos e engenheiros eletrônicos. “Como engenheiro, eu estou convencido de que a teoria da informação é uma ferramenta adequada para intercâmbio com a biologia molecular”, escreveu Battail em uma apresentação do livro de Yockey em 2006. “Ainda estamos distantes de uma interdisciplinaridade que permita a conversa entre áreas para projetos desse tipo. Mas nós já demos um bom passo”, diz o professor Palazzo.
Artigo científico
Faria, L.C.B., et al. DNA sequences generated by BCH codesover GF(4). Electronics Letters. v. 46, n. 3, p. 202-03. fev. 2010.

Análise de solo vai beneficiar mais agricultores familiares a partir da Safra 2011/2012

Procedimento melhora o planejamento da lavoura e aumenta a renda dos produtores

Reduzir riscos, melhorar o planejamento da lavoura e aumentar a renda dos agricultores familiares. Com esses objetivos, a adesão ao Seguro da Agricultura Familiar (SEAF), executado pelo Ministério do Desenvolvimento Agrário, por meio da Secretaria de Agricultura Familiar (MDA/SAF), é realizada mediante apresentação de análise de solo para agricultores familiares que contratarem financiamentos do Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar (Pronaf) acima de R$ 8 mil a partir da Safra 2011/2012.

Até a safra passada esse procedimento era necessário para as operações acima de R$ 12 mil. Agora, os produtores familiares que contratarem operações de custeio agrícola amparadas pelo SEAF ou pelo Proagro Tradicional, acima de R$ 8 mil, terão que apresentar ao banco financiador análise química e granulométrica do solo correspondente à área do plantio no momento da contratação do crédito.

Para o coordenador do SEAF, José Carlos Zukowski, as informações visam orientar o agricultor no planejamento de sua lavoura, melhorando a eficiência, reduzindo riscos e aumentando a renda.

– O objetivo da mudança é promover o uso de tecnologias que proporcionem melhores condições para o desenvolvimento das lavouras e a iniciativa se insere em um contexto maior da conservação e manejo adequado do solo.

Procedimentos
O primeiro passo para o agricultor fazer sua análise de solo é buscar orientação para realizar corretamente a coleta de amostras. A coleta de amostra deve observar procedimentos técnicos específicos, para que represente a realidade da área cultivada. É importante contar com a orientação de um engenheiro agrônomo ou técnico agrícola, que também poderá fazer as recomendações para uso de insumos, pois o  agricultor também deverá entregar ao banco a recomendação de uso de insumos, juntamente com as análises de solo.

Poderão ser aceitas análises químicas de solo de até dois anos e análises granulométrica, textura do solo, com até dez anos. A análise química é importante para verificar a necessidade de adubação e calagem. A medida pode aumentar a produtividade da lavoura, reduzir o desperdício e os gastos desnecessários com insumos. Já a análise granulométrica permite orientar sobre o tipo de insumo a ser usado e forma de aplicação e também verificar a capacidade de retenção de água para efeito de enquadramento no Zoneamento Agrícola, no SEAF e no Proagro.

Para saber mais sobre procedimentos da análise de solo acesse o folheto eletrônico.

A exigência da análise de solo para operações de crédito de custeio para a agricultura familiar foi originalmente aprovada pelo Conselho Monetário Nacional (CMN) em julho de 2007 (Resolução nº 3.478). Sua implementação foi escalonada pelas resoluções do CMN (nº3598/2008, 3614/2008 e 3747/2009), que estabeleceram a análise de solo para operações acima de R$ 12 mil na safra 2009/2010. Com a nova decisão do CMN, a exigência de análise de solo para o novo piso de R$ 8 mil para operações passa a valer para a safra 2011/2012, que se inicia em 1º de julho de 2011.

Seguro da Agricultura Familiar
O SEAF cobre até 100% do valor financiado no custeio agrícola do Pronaf e mais uma parcela de renda de até 65% da Receita Líquida Esperada do Empreendimento (RLE), limitada a R$ 3,5 mil na safra 2010-2011. A indenização é proporcional à perda, que deve ser maior do que 30% da RLE.

Os agricultores familiares que utilizam as linhas de investimento do Pronaf também podem acessar o seguro. O SEAF Investimento é facultativo e é formalizado quando o agricultor contrata financiamento do custeio agrícola. O seguro de investimento pode amparar o valor correspondente a diferença entre 95% da Receita Bruta Esperada do Empreendimento (RBE) e o valor já segurado no custeio, até o máximo de R$ 5 mil em cada operação.

MINISTÉRIO DO DESENVOLVIMENTO AGRÁRIO

Programa Água Doce incorpora mais tecnologias para ampliar segurança alimentar de comunidades rurais

João Marques

Programa incentiva produção de forragem

No próximo dia 17 de junho, no povoado de Minuim, em Santa Brígida (BA), pesquisadores, técnicos agrícolas e pequenos produtores rurais acompanham a primeira colheita de espécies alimentares, forrageiras e agroenergéticas que podem fortalecer a produção agrícola de centenas de famílias.

As culturas compõem a estratégia de inovação do Programa Água Doce (PAD) que quer ampliar as opções de plantios para os sistemas de produção das comunidades onde está instalado. 

Atualmente, em Minuim e mais seis comunidades do semiárido, o Programa trabalha  com um  sistema produtivo que  aproveita o efluente do processo de dessalinização de água subterrânea para a criação de peixes e a irrigação de uma planta forrageira resistente a solos salinos, a Erva-Sal, gerando renda e alternativa alimentar para as famílias beneficiadas.

Por iniciativa dos pesquisadores da Embrapa, às Unidades Demonstrativas do PAD, como a construída em Minuim, foi adicionado um espaço de 1 ha  que chamam de  Vitrine Tecnológica. Nesta área, são implantadas amostras de 20 variedades estudadas na Embrapa Semiárido para cultivo em regiões de chuvas irregulares, como acontece em Santa Brígida.

Para alimentação humana, são plantadas milho catingueiro, feijão pujante, feijão marataoã, guandu petrolina, amendoim, umbu gigante. Como forrageiras são experimentadas na área da comunidade glirícidia, pornunça, maniçoba, leucena, gandu forrageiro, pustumeira e melancia forrageira.

Outras espécies têm aptidão agroenergética – algodão e mamona – e mais duas podem ser usadas tanto na alimentação das famílias como dos animais: o sorgo Ponta Negra e o gergelim.

Somente as variedades de feijão postas na Vitrine podem render até 1500kg por hectare. No Dia Campo, os agricultores, baseado na interação com pesquisadores, terão a oportunidade de escolher aquelas culturas com maior potencial de adaptação à sua propriedade.

Na área da Vitrine, os representantes da Embrapa ainda orientam em práticas de manejo de solo e de água que ajudam a conservar a água das chuvas próxima as plantas por mais tempo, o que aumenta a garantia de colheita.

Estamos criando condições para que as comunidades vinculadas ao PAD efetivem novas oportunidades de convivência com o semiárido, explica o engenheiro agrônomo Gherman Garcial Leal de Araújo, pesquisador da Embrapa Semiárido.

No dia 15, além da visita à área da Vitrine por parte dos agricultores familiares e técnicos agrícolas, os pesquisadores farão demonstração de técnicas de conservação de forragem para uso no período de seca.

De acordo com Gherman, a Vitrine não se resume aos plantios. Com ela, o que se pretende é dispor de um espaço de aprendizagem sobre o cultivo dessas espécies que não dependem de chuvas o ano inteiro para brotar, e que podem facilmente ser manejadas, no caso de Minuim, pelas 270 famílias em suas respectivas propriedades, contribuindo para fortalecer a sustentabilidade nutricional da micro-região. A Vitrine completa ação de Projeto apoiado pelo BNDES que visa fortalecer estratégias de convivência com o semiárido.

O Programa Água Doce é coordenado pelo Ministério do Meio Ambiente, por meio da Secretaria de Recursos Hídricos e Ambiente Urbano, e visa estabelecer uma política pública de acesso a água de boa qualidade em áreas de considerável déficit hídrico do semiárido brasileiro. O sistema de produção integrada baseado no uso de rejeitos do processo de dessalinização foi desenvolvido na Embrapa Semiárido. A Unidade Demonstrativa de Minuim, única até agora na Bahia, foi inaugurada em novembro de 2010.

Contatos:

Gherman Garcia Leal Araújo – pesquisador;

ggla@cpatsa.embrapa.br

Marcelino Ribeiro – jornalista;

marcelrn@cpatsa.embrapa.br

João Marques – jornalista, bolsista do Programa Água Doce;

comunic.aguadoce@cpatsa.embrapa.br

Bolsa Verde vai estimular a conservação ambiental

Bolsa Verde vai estimular a conservação ambiental

Cada uma das famílias beneficiadas receberá R$ 100 mensais para evitar a exploração ilegal de recursos naturais por parte dos próprios moradores

Foto: Picasa/Dodora Teixeira

Triagem das famílias que serão favorecidas já começou

25/05/2011 - Começou a triagem de famílias que serão favorecidas pelo programa governamental Bolsa Verde. Cada uma das famílias beneficiadas receberá R$ 100 mensais para evitar a exploração ilegal de recursos naturais por parte dos próprios moradores.

 Similar ao Bolsa Família, o Bolsa Verde é destinado às famílias de baixa renda, que residam em áreas de conservação ambiental. Muitas vezes, os moradores têm os recursos naturais como único meio de sobrevivência, e apesar da quantia do auxílio ser pequena, ela já é uma ajuda de custo aos trabalhadores rurais.

Na última semana, começou o levantamento do número de famílias que habitam as unidades de conservação federais. O governo faz pesquisas para estimar quais delas têm a real necessidade de serem beneficiadas pelo programa. O intuito é evitar que as áreas sejam degradadas e, ao mesmo tempo, incentivar a população a cuidar desses ambientes.

A criação do programa foi anunciada desde o governo Lula, em junho de 2009. Dois anos se passaram e o projeto ainda depende da aprovação no Congresso. Na época, o então ministro do Meio Ambiente, Carlos Minc, disse que a verba para o Bolsa Verde viria do Tesouro, da Petrobras e do faturamento de multas aplicadas por descumprimento da lei ambiental. A proposta era de que o dinheiro fosse destinado às famílias que plantassem árvores em áreas degradadas e ajudassem a reflorestar a Amazônia.

O censo para classificar as famílias beneficiadas é feito pelos Técnicos do Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (ICMBio). O órgão também é o responsável por gerir as unidades federais de conservação.

Inicialmente, serão contempladas 310 unidades federais. A partir da segunda fase, as reservas dos estados também poderão receber a verba. O secretário de Extrativismo e Desenvolvimento Rural Sustentável do Ministério do Meio Ambiente, Roberto Vicentin, deixou claro que a prioridade é as famílias que tenham o mínimo de recursos financeiros. “Queremos instituir um marco legal para atingir a população extremamente pobre. Seja aquela que está dentro das unidades ou nos arredores, além dos assentamentos de reforma agrária”, afirmou Vicentin.

Como informou o G1, o diretor de Unidades de Conservação do Instituto Chico Mendes, Paulo Maier, agora está debatendo as formas de fiscalizar os beneficiados. Ele cogita a possibilidade de fazerem monitoramento por satélite para verificar o andamento do Bolsa Verde e os posteriores resultados.

O projeto ainda está em andamento nas pastas do Meio Ambiente, Desenvolvimento Social e Desenvolvimento Agrário e precisa ser aprovado pelo Congresso para, só então, chegar à aprovação da presidente Dilma Rousseff.

Fonte: Ciclo Vivo com informações do G1 (Publicado em 24/05/2011)

Programas Socioambientais

Brahman Sustentável IBF e ACBB lança campanha de conscientização para pecuária sustentável" Atenta às exigências internacionais de preservação do meio ambiente e ao enfoque sustentável da ExpoZebu 2010, que será realizada entre os dias 28 de abril e 10 de maio, em Uberaba/MG, a Associação dos Criadores de Brahman do Brasil (ACBB) em parceria com o Instituto Brasileiro de Florestas (IBF), promoverá durante a maior exposição de zebu do mundo uma campanha pioneira de conscientização socioambiental através do projeto  Brahman Sustentável. A intenção da ACBB e do IBF é distribuir durante a feira 1.000 cartilhas com orientações sobre gestão socioambiental da propriedade rural e sobre como a raça Brahman pode contribuir com a pecuária sustentável. Cada cartilha será acompanhada de duas sementes de árvore nativa com indicações sobre o modo como devem ser plantadas. Adicionar novo comentário   Projeto Carbono Social Desde de maio de 2010, três intercambistas tem estado envolvido no projeto Carbono Social. Laura Gainer é dos Estados Unidos, Luke Durigan é do Reino Unido e Sabina Bernardo é da Bélgica. Esse intercambio é uma oportunidade para eles aperfeiçoarem seus estudos e também trazerem novas ideias para o IBF. O Projeto Carbono Social pretende vender livros e arrecadarem fundos para o reflorestamento. Os intercambistas, também estão envolvidos em propostas que apresentam nosso Instituto para outros países. Leia mais... Comentários (5)   Pagamento Verde IBF DESENVOLVE PROJETO "PAGAMENTO VERDE" O Instituto Brasileiro de Florestas acaba de desenvolver mais um projeto de incentivo ao reflorestamento, aliando a necessidade de setores empresariais em neutralizar suas emissões de carbono e a busca dos cidadãos por realizarem, na prática, o consumo sustentável. Leia mais... Comentários (15)   Florestas Corporativas Buscando atender a demanda de empresas por projetos socioambientais, o IBF cria novas florestas em nome de empresas. O objetivo é reflorestar a Mata Atlântica, compensar a emissão de CO2 de empresas interessadas, além de expandir a consciência ambiental entre comunidades locais e ampliar sua participação cidadã. Leia a revista. Leia mais... Comentários (8)

Projeto Viveiro Familiar O projeto Viveiro Familiar visa a produção de mudas de árvores nativas por famílias indígenas, pequenos agricultores, fomentando a agricultura familiar e o desenvolvimento de atividades sustentáveis, não apenas do ponto de vista ambiental mas também do econômico e do social. Leia mais... Comentários (10)   Projeto Sementes do Trabalho O Projeto Sementes do Trabalho, que em parceria com comunidades indígenas e agricultores familiares, promove a coleta de sementes nativas buscando modificar os hábitos extrativistas das comunidades, proporcionando uma fonte de trabalho auto-sustentável. Nesse sentido o Projeto Sementes do Trabalho dá o suporte técnico e comercial, desde a capacitação dos agentes até a geração de uma renda mensal através da garantia de compra das sementes coletadas. Leia mais... Comentários (3)   Plante Árvore O cadastro de áreas Plante Árvore é uma ação voluntária do IBF – Instituto Brasileiro de Florestas, que visa cadastrar áreas rurais: Mata Ciliar, Reserva Legal ou ampliação de área florestal para a recuperação das mesmas. O Programa financia soluções ambientais.

Projeto Redugás

Caracterização e Avaliação de práticas, processos e técnicas de produção agropecuária quanto às emissões de gases de efeito estufa.

Coordenação e Execução: Embrapa Meio Ambiente
Co-execução: Embrapa Agrobiologia, Embrapa Pecuária Sudeste
(Período 2001-2003)

A agricultura e a pecuária contribuem para as emissões antrópicas de gases de efeito estufa, como metano (CH₄), monóxido de carbono (CO), óxido nitroso (N₂O) e óxidos de nitrogênio (NO_x). O aumento da concentração desses gases na atmosfera tem sido associado ao aquecimento da superfície terrestre, sendo que a atenção da comunidade científica internacional está agora voltada à redução do aumento exponencial da produção de gases e à mitigação do aquecimento global. A Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima, criada em 1992, da qual o Brasil é signatário, requer dos países membros a realização de inventários períodicos de emissões de gases gerados por atividades agrícolas, industriais e urbanas. O cultivo de arroz irrigado por inundação, a queima de resíduos agrícolas, o processo de fermentação entérica da pecuária ruminante e os seus dejetos, bem como o uso agrícola dos solos são considerados as principais fontes de emissões de gases de efeito estufa gerados pelo setor agropecuário.

No Brasil, são raros os estudos de quantificação das emissões de gases a partir desses sistemas, assim como as técnicas, processos e práticas agropecuárias que influenciam tais emissões são muito pouco conhecidas. Quantificar, através de medições, as emissões de gases em sistemas de produção animal, cultivo de arroz irrigado, e solos agrícolas; aperfeiçoar as estimativas de emissões de gases de efeito estufa provenientes de atividades agrícolas no Brasil; atualizar informações sobre sistemas de produção agropecuária no Brasil, por meio de levantamento de dados agrícolas e zootécnicos em diferentes regiões do país; caracterizar sistemas de produção agropecuária que influem nas emissões de gases, e identificar as técnicas, processos e práticas que promovam a redução dos gases de efeito estufa na atividade agropecuária, são os objetivos deste projeto. Um conjunto de técnicas serão utilizadas na medição dos gases metano e óxido nitroso, principais gases-traço gerados por sistemas de produção agrícola e animal. A metodologia de traçador interno SF6 será utilizada na medição de metano pela pecuária ruminante. Serão levantados dados de estatísticas oficiais, cadastrais e dados de literatura técnico-científica sobre a agropecuária brasileira, como base para a caracterização de sistemas de produção geradores de gases de efeito estufa. Avaliações da emissão de metano serão realizadas em lavouras de arroz inundado, em municípios situados no Rio Grande do Sul, usando métodos específicos de amostragem e cromatografia gasosa (GC); essas avaliações serão acompanhadas de análises microbiológicas realizadas com a técnica anaeróbia Hungate. Emissões diárias de óxido nitroso serão estudadas em solos cultivados, pastagens, e excretas de bovinos, na região de cerrado, usando câmaras estáticas para incumbação das amostras, coleta e armazenamento em vacutainers, e cromatografia gasosa. As avaliações resultantes irão contribuir para a atualização do inventário nacional de gases de efeito estufa provenientes de atividades agrícolas no Brasil, e ao conhecimento e difusão de práticas, processos e técnicas de produção agropecuária que influem nas emissões de gases, visando identificar o potencial de redução de emissões.

Objetivo Geral

O projeto visa avaliar os efeitos de práticas, processos e tecnologias agropecuárias sobre as emissões de gases de efeito estufa provenientes da agricultura e pecuária, e analisar o pontencial de redução de sistemas de produção agropecuária geradores desses gases.

Objetivos Específicos

1. Caracterizar sistemas de produção de bovinos no Brasil, como atividade fonte de emissão de gases de efeito estufa.
2. Avaliar os efeitos de sistemas de produção de bovinos de leite sobre emissões de metano a partir da atividade ruminal de animais de diferentes categorias.
3. Avaliar o impacto da elavação da pressão de pastejo de bovinos de corte em pastagens extensivas de braquiária nas taxas de emissão de N₂O e CH₄ do solo e no estoque de C do solo (emissão de CO₂).
4. Avaliar o impacto da introdução de leguminosas forrageiras em pastagens extensivas de braquiária, nas taxas de emissão N₂O e CH₄ do solo e no estoque de C do solo (emissão de CO₂).
5. Avaliar o impacto da conversão de sistemas convencionais em sistemas de plantio direto sobre as emissões de N₂O e CH₄ do solo e no estoque de C do solo (emissão de CO₂).
6. Avaliar o efeito de diferentes espécies de cobertura e da fertilização do solo em sistemas de plantio direto, sobre as emissões de CO₂, N₂O e CH₄.
7. Analisar o potencial da emissão de gases de efeito estufa em sistemas de produção agropecuária no Brasil.
8. Divulgar resultados obtidos no projeto em documentos, artigos, resumos e palestras.

Administração do Projeto e Infraestrutura Institucional

Pesquisadores da Embrapa Pecuária Sudeste e Embrapa Meio Ambiente estão envolvidos nas atividades ligadas às emissões de metano pela pecuária leiteira, pelo Projeto Redugas. Para a Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna, SP, um cromatógrafo a gás equipado com detectores de ionização de chama e de captura de elétrons, foi adquirido para a medição de metano e SF6, respectivamente, e está instalado no Laboratório de Química Orgânica. Na Embrapa Pecuária Sudeste, distante aproximadamente 160 km de Jaguariúna, a infraestrutura inclui gado leiteiro, pastagens (200 ha), currais para manejo de gado, estábulos, usina de preparação de alimento, silos do tipo trincheira, cercas elétricas, veículos e tratores. Ambas as Unidades da Embrapa fornecem pessoal de suporte e técnico, além da colaboração de universidades regionais.

A Embrapa Agrobiologia dispõe de um Laboratório de Solos, para análises de fertilizantes em amostras de solo, Laboratório de Nitrogênio, para análises de N em tecidos de plantas e N mineral disponível no solo, laboratório de Isótopos, para análises de 15N e 13C em amostras de solo e planta, além de um Laboratório de Cromatografia, para análises de N₂O e CH₄.
A avaliação das emissões de gases de efeito estufa em diferentes sistemas de manejo de solo serão realizados em sítios experimentais localizados nas regiões Sudeste e Centro-Oeste.

Sítios experimentais - Avaliação das emissões de gases em pastagens

- Faz. Boca do Lobo, Luz, MG. Estudos vêm sendo realizados em pastagens de Brachiaria decumbens, de 20 anos de idade, Brachiaria decumbens em monocultura, e duas pastagens consorciadas de B. decumbens com Arachis pintoi e Stylosanthes guianensis (cv. Mineirão), respectivamente, todas estabelecidas em março de 2000
- Faz. Ribeirão, Chapadão do Sul, MS. São estudadas pastagens de B. decumbens em monocultura e consorciadas com Stylosanthes guianensis (cv. Campo Grande), estabelecidas há 3 anos
- Faz. Agropecuária Lopes - Santo Antônio de Goiás, GO. São estudadas pastagens de Brachiaria decumbens, B. brizantha e B. humidicola em monocultura, cada uma submetida a duas pressões de pastejo
- Faz. Barreirão Piracanjuba, GO. São estudadas pastagens de Brachiaria brizantha, com 1 a 8 anos

Sítios experimentais - Avaliação das emissões de gases em sistemas de plantio direto e convencional

- Embrapa - CPAO, Dourados, MS. Quatro rotações de cultura sob PD e sistema de produção lavoura-pecuária
- Embrapa - CNPSo, Londrina, PR. Rotações de cultura sob PD e PC, estabelecidas há 6 anos
- PINUSPLAN, Uberlândia, MG. Rotações de culturas sob PD e PC estabelecidas há 7 anos
- Embrapa - CNPT, Passo Fundo, RS. Rotações de cultura sob PD e PC
- COAMO, Campo Mourão, PR

Atividades em desenvolvimento

Utilização da técnica do traçador interno SF6 para a coleta de metano em ruminantes: Coleta de gases - A construção dos aparatos de coleta de metano para bovinos, de acordo com a técnica do SF6 (Johnson et al., 1995), consiste na manufatura de arreios, tubos capilares, e recipientes de armazenamento de gases. Estes materiais estão disponíveis na Embrapa Pecuária Sudeste, em São Carlos, SP.

Análise de amostras: As amostras de gases ruminais são trazidas da Embrapa Pecuária Sudeste até o Laboratório de Química Orgânica da Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna, SP, para a análise cromatográfica gasosa.

Organização de base de dados sobre a pecuária leiteira no Brasil: O levantamento e tratamento de dados estatísticos sobre a população bovina no país e a caracterização de sistemas de produção animal, estão sendo realizados pela Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna, SP.

Avaliação das emissões de CO₂/Carbono em pastagens e rotações de culturas: As mudanças dos estoques de C e N total do solo estão sendo avaliadas no perfil até uma profundidade de 100cm através de estimativas de densidade aparente e da consentração de C e N nas camadas 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm. As análises de C estão sendo efetuadas com a utilização do analisador automático de Carbono (LECO modelo CHN600), e do N utilizando a técnica de Kjeldahl. No caso das pastagens as amostras do solo estão sendo analisadas para a abundância isotópica de 13C, visando a avaliação da taxa de decomposição da C orgânica do solo derivada da vegetação original e a taxa de acumulação de C derivado da Brachiaria.

Avaliação das emissões de N₂O e CH₄ em pastagens e rotações de culturas: Amostras de gases são coletadas, em cada sítio experimental, por meio de câmaras fechadas semelhantes às utilizadas por Magnusson (1989), e as análises de concentração de N₂O são posteriormente realizadas na Embrapa Agrobiologia, utilizando um cromatógrafo de gás equipado com detector de captura de elétrons. As análises da concentração de metano são avaliadas utilizando o mesmo cromatógrafo com detector de ionização de chama.

Equipe Técnica

Embrapa Meio Ambiente
Dra. Magda Aparecida de Lima - Coordenação do Projeto
Dra. Rosa Toyoko Shiraishi Frighetto

Embrapa Pecuária Sudeste
Dr. Odo Maria Artur S. P. R. Primavesi
Dr. Pedro Franklin Barbosa

Embrapa Agrobiologia
Dr. Robert M. Boddey
Dr. Segundo Urquiaga
Dr. Bruno J. R. Alves

Colaboradores

João Demarchi
Antonio Lourenço
Guilherme Fernando Alleoni
Instituto de Zootecnia de São Paulo

Paulo Roberto Leme
Universidade de São Paulo - USP - Campus de Pirassununga

Thelma Terezinha Berchielli
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho -
Campus de Jaboticabal, SP

Dante Pazzanesi Lanna
Marcelo de Queiroz Manella (Pós- graduação)
Universidade de São Paulo-USP/ Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"- Piracicaba, SP

Órgãos Financiadores

FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos
MCT - Ministério da Ciência e Tecnologia
Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
Embrapa - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
United States Environmental Protection Agency

Parcerias

Embrapa Agrobiologia CNPAB Seropédica, RJ
Embrapa Pecuária Sudeste CPPSE São Carlos, SP
Instituto de Zootecnia do Estado de São Paulo - IZ Nova Odessa, SP
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho Campus de Jaboticabal, SP
Universidade de São Paulo - USP Campus de Pirassununga, SP
Universidade de São Paulo-USP, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" Piracicaba, SP
U.S. Environmental Protection Agency Washington, D.C., E.U.A

Agricultura e efeito estufa

Fontes Agrícolas de Óxido Nitroso (N2O)

Ações e Projetos

Rede Agrogases

Influência do manejo de produção animal sobre as emissões de metano em bovinos de corte

Projeto Redugás

Emissão de metano em sistemas de produção de arroz irrigado

Interação Biosfera - Atmosfera em Ecossistemas Naturais e Agroecossistemas

Quantificação, distribuição e dinâmica do carbono orgânico

Links

Calendário de reuniões e eventos