BioHeitor N.º13 MAIO 2022

N.º13 MAIO 2022

BIOHEITOR

REVISTA ESCOLAR DE DIVULGAÇÃO CIENTÍFICA BIOLOGIA 12ºANO

Produção alimentar e sustentabilidade ENTREVISTA O SOLO: INQUIETAÇÕES ATUAIS

ENGENHERIA GENÉTICA

AGRICULTURA BIOLÓGICA

FICHA TÉCNICA:

Título: BioHeitor Edição: Número 13 Ideia original e Curadoria: Mónica Ramôa monica.ramoa@sapo.pt (+351) 965 103 989

Logótipo: Mélanie Matthey-Doret e Simão Gonçalves Capa: José Pedro Fernandes Fotografia capa: José Pedro Fernandes

Apoio técnico digital/informático: Sílvia Martins e José Pedro Fernandes

Responsável científico-pedagógico: Mónica Ramôa Entidade responsável: Escola Secundária Frei Heitor Pinto www.aefhp.pt (+351) 275 331 228 gabinete-diretor@aefhp.pt Autores: Amélia Daniel, Beatriz Santos, Carolina Duarte, Catarina Lopes, Cristiano Gaiola, Daniela Maia, Duarte Amorim, Joana Quelhas, Joana Martinho, João Galvão, Lara Cancelinha, Laura Rodrigues, Leonardo Viegas, Leonor Vicente, Lucas Valezim, Marcos Carvalho, Margarida Saraiva, Maria Antunes, Maria Mendes, Mariana Morais, Martim Raposo, Martim Silva, Miguel Silva, Oriana Ferraz, Raquel Amaral, Sofia Sá, Tomás Rolo, Yuri Assunção.

Local: ESFHP - Covilhã Data: Ano letivo 2021/2022 – Maio 2022

Índice Engenharia genética

4

Duarte Amorim, Marcos Carvalho e Martim Silva Engenharia genética: Conceitos base

7

Cristiano Gaiola e Miguel Silva A engenharia genética no melhoramento das plantas

8

Tomás Rolo e Yuri Assunção A engenharia genética nas plantas

10

Beatriz Santos e Daniela Maia Controlo de pragas

12

Oriana Ferraz Entrevista – Solos: Inquietações atuais

14

Doutora Maria do Carmo Monteiro Cultivo de plantas e criação de animais

19

Catarina Lopes, Leonardo Viegas e Lucas Valezim Criação de animais

23

Carolina Duarte, Margarida Saraiva e Maria Mendes Cultivo de plantas e criação de animais

26

Leonor Vicente e Mariana Morais Impacto da indústria pecuária no ambiente

28

Joana Quelhas e Joana Martinho O mundo precisa de agricultura biológica

30

Sofia Sá Erosão do solo

32

João Galvão e Martim Raposo Desertificação Laura Rodrigues, Maria Antunes e Raquel Amaral

34

ENGENHARIA GENÉTICA DUARTE AMORIM, MARCOS CARVALHO E MARTIM SILVA

INTRODUÇÃO O que é a Engenharia Genética? A Engenharia Genética consegue alterar a informação genética de um organismo, transferindo genes entre espécies (ou retirando um gene que é alterado e reinserido no DNA). Obtém-se assim através da Engenharia Genética, um organismo transgénico (Carrajola, 2009).

ORGANISMO TRANSGÉNICO Organismo que em todas as suas células possui um novo gene e, portanto, um novo genoma. Este processo passa pela inserção do gene no genoma da célula e, numa segunda etapa, pela regeneração do organismo completo a partir das células transformadas. (Carrajola, 2009)

Figura 1- DNA

BENEFÍCIOS DA ENGENHARIA GENÉTICA O futuro da medicina está na terapia genética. Por meio dela, será possível saber do futuro estado de saúde. Através da decodificação dos genes presentes na molécula de DNA, será possível estabelecer melhor os diagnósticos de doenças e elaborar novos prognósticos. Algumas doenças ou predisposições poderão ser eliminadas, no futuro. Pode-se pensar nos problemas de memória, surdez, distrofia muscular, diabetes, câncer, problemas cardíacos e tantos outros. Afinal, todas as funções fisiológicas e morfológicas dependem, de alguma forma, dos genes(Martínez, 1994).

Preocupações éticas resultantes da Engenharia Genética Assim como aconteceu no surgimento de outras ciências, a tentação é acreditar que a explicação de tudo está nos genes. Não somente no aspeto físico, mas, principalmente, na forma de ser, pensar e agir das pessoas e das sociedades. A pretensão é pensar que o homem age como as formigas, cuja sociedade se mantém a partir de impulsos elétricos, emitidos entre elas. Nesse caso, ações pessoais, tradições culturais e religiosas se explicam pela influência dos genes. A pessoa perde sua autonomia e responsabilidade, ficando reduzida aos seus genes e mapa genético (Shiva, 2001)

4

Como proceder à substituição de genes das células

Transferência de DNA mediada por Agrobacterium tumefaciens: A bactéria Agrobacterium tumefaciens é a mais utilizada para a transferência de DNA, por ser uma bactéria do solo fitopatogénica, ou seja, que infeta um grande número de espécies de dicotiledóneas (feijoeiro, ervilheira, batateira, entre outras), causando-lhes tumores (Carrajola, 2009).

Transferência por bombardeamento de partículas: O Bombardeamento de partículas é uma técnica de transferência de DNA para células vegetais que utiliza um canhão de partículas, o qual projeta sobre as mesmas, a cerca 300 a 600 m/s, micropartículas pesadas. Estas esferas são revestidas anteriormente com o T-DNA e, ao serem projetadas, entram diretamente nas células da planta, o que permite num só disparo a introdução de genes em grande número de células (Carrajola, 2009)

CONCLUSÃO Acima dos genes, está a ética. É através dela que a humanidade chegará a eliminar os maiores problemas que a assolam ao longo de sua história. E aqui não se trata de fazer modificações, mas de ser fiel a um princípio que é comum a todos os seres humanos, de todas as culturas e responsável pela perpetuação humana e do universo. A ética é o código humano maior a ser decifrado. A bioética, na fidelidade à sua missão, recorda-o sempre (Moser, 2004).

Bibliografia Carrajola, C., Castro, M.J e Hilário, T. (2009). Planeta com Vida. Carnaxide: Santillana / Constância Editora Martínez, Stella Maris(1994). Manipulación genética y derecho penal. Buenos Aires: Editorial Universidad.

Moser (2004), A. Biotecnologia e Bioética. Para onde vamos? Petrópolis: Editora Vozes.

Shiva (2001), Vandana. Biopirataria: a pilhagem da natureza e do conhecimento. Petrópolis: Vozes.

5

mais de

1500

Seguidores

AEFHP

mais de

800

6

Seguidores

AEFHP

ENGENHARIA GENÉTICA: CONCEITOS BASE Cristiano Gaiola Miguel Silva

A engenharia genética é caracterizada por um conjunto de processos que permite a manipulação do genoma de microrganismos, com a conseqüente alteração das capacidades de cada espécie. Esta possibilidade de descoberta das potencialidades genéticas foi desenvolvida pela colaboração constante entre uma chamada básica e a ciência aplicada. (Candeias, 1991) O gene é uma porção da molécula do DNA (ácido desoxirribonucléico), uma macromolécula formada por duas longas cadeias em forma de espiral, na qual se encontra a informação genética de todas as espécies. A informação genética ou o conjunto de genes de uma célula é chamado genoma. Essa macromolécula é composta por bases chamadas nucleotídeos.

Os nucleotídeos são bases nitrogenadas que contêm o DNA, com a função de informar qual deve ser a seqüência de aminoácidos na proteína. A proteína é sintetizada pelo gene correspondente e expressa a função desse gene. Os nucleotídeos, ou bases, são a Citosina (C), Guanina (G), Timina (T) e Adenina (A). As bases de Citosina se encaixam na Guanina e as bases de Timina se encaixam na Adenina. (Martinez, 1994)

Bibliografia Barth, W. L. (2005). Engenharia genética e bioética.

Teocomunicação, 35(149).

Candeias, J. A. N. (1991). A engenharia genética. Revista de saúde pública, 25, 3-10.

7 ISO 690

8

9

A ENGENHARIA GENÉTICA NAS PLANTAS Beatriz Santos & Daniela Maia

INTRODUÇÃO [1]:

•

Muitos dos primeiros melhoristas eram agricultores com instinto de observação que, ao detetarem plantas atípicas no campo, colhiam-nas para a obtenção de sementes, realizando o melhoramento como arte.

Atualmente, o melhoramento de plantas é uma ciência que estabelece hipóteses e as avalia pelo método científico com base no conhecimento em genética: os conhecimentos dos princípios das segregações génicas e cromossómicas, do grau de parentesco entre indivíduos e da identificação e expressão dos genes permitem a escolha dos mais eficientes métodos de melhoramento, bem como do tipo de cultivar a ser comercializado. Muitos dos conceitos aceites atualmente são ainda fundamentados nos estudos de Darwin e Mendel sobre hereditariedade e seleção natural, respetivamente. [1]

ENGENHARIA GENÉTICA NAS PLANTAS:

•

•

A Engenharia Genética consegue alterar a informação genética de um organismo transferindo genes entre espécies (ou retirando um gene que é alterado e reinserido no DNA). Obtém-se, assim, um organismo transgénico, organismo que em todas as suas células possui um novo gene, e, portanto, um novo genoma. [2] A modificação genética de plantas de modo a introduzir-Ihes ou alterar-lhes determinada(s) característica(s) é hoje uma realidade. Embora a obtenção de um DNA transformado, incluindo os genes de interesse, seja uma técnica que o Homem já domina, colocou-se um outro obstáculo nestes processos: a transferência de DNA para a planta. A parede celular mostrou-se uma barreira que se opõe a esta transferência/entrada de DNA. Por isso têm sido procuradas formas eficazes de concretizar esta etapa, embora nem todos os métodos que já foram utilizados para a transferência de genes tenham revelado resultados eficazes. De entre as técnicas mais utilizadas para este fim salientam-se a transferência mediada por Agrobacterium tumefaciens ou Agrobacterium rhizogenes e a transferência direta de DNA (bombardeamento de partículas, uso de protoplastos ou por microinjeção e microbombardeamento).[2]

TRANSFERÊNCIA DE DNA MEDIADO POR Agrobacterium tumefaciens: [3]

•

10

Agrobacterium é uma bactéria de solo, aeróbica, pertencente à Família Rhizobiaceae [4] e tem capacidade natural de introduzir DNA em plantas hospedeiras. Esse DNA é integrado e passa a ser expresso como parte do genoma da planta[5]. Como consequência dessa expressão, o padrão normal de desenvolvimento é alterado: A. tumefaciens causa a formação de tumores, ao passo que a infeção por A. rhizogenes resulta na proliferação de raízes [6]. Atualmente, a A. tumefaciens é a mais usada para estudos de transformação.

[21] Vistas esquemáticas da expressão transiente de genes mediada por Agrobacterium e sistemas de silenciamento de genes baseados em TRV em mandioca. (A) A vista esquemática do ensaio de expressão transiente de genes mediado por Agrobacterium. (B) A vista esquemática do ensaio VIGS baseado em TRV mediado por Agrobacterium. As setas e círculos brancos apontavam para as gemas axilares. A figura foi desenhada usando ChemDraw (https://chemdrawdirect.perkinelmer.cloud/js/sample/index.html) e Microsoft Office PowerPoint 2003 (Microsoft, Redmond, WA, EUA).

•

Durante a infeção por A. tumefaciens, uma parte do plasmídeo Ti, denominada DNA de transferência, é transferida para a célula vegetal e integrada no genoma [5]. Os genes do T-DNA são expressos somente nas células vegetais e são responsáveis pela produção excessiva de hormonas (auxinas e citocininas) ou pelo aumento da sensibilidade das células vegetais a esses compostos, levando à formação de tumores.

Em muitos casos, a presença desses genes em células ou tecidos transformados é indesejável pois impede a regeneração de plantas com fenótipo normal. Esse problema pode ser contornado por meio da técnica de “desarmamento” da Agrobacterium, na qual os genes podem ser inativados ou removidos. A incorporação do T-DNA no genoma da planta não está completamente elucidada, mas sugere-se que ocorra de maneira aleatória.

BOMBARDEAMENTO DE PARTÍCULAS [3]:

•

•

Consiste na aceleração de micropartículas de metal, que atravessam a parede celular e a membrana plasmática, carregando DNA para o interior da célula [7]. O método baseia-se no uso de um equipamento que produz uma força propulsora, usando pólvora, gás ou eletricidade para acelerar micropartículas inertes, cobertas com DNA, em direção às células alvo.

Após o bombardeamento, uma proporção de células atingidas permanece viável; o DNA é integrado no genoma vegetal e incorporado aos processos celulares de transcrição e tradução, resultando na expressão estável do gene introduzido [8]. Deve ser pequeno o suficiente para entrar na célula sem ser letal, deve ser capaz de carregar DNA na sua superfície e ser denso a fim de atingir a energia cinética requerida para penetração das paredes celulares [9].

[22] Esquema do processo de transferência direta de genes através da biobalística.

É uma técnica altamente versátil e de fácil adaptação, podendo ser aplicada a grande variedade de células e tecidos, incluindo suspensões [10][11], calos [12], tecidos meristemáticos [13], embriões imaturos [14] e embriões somáticos [15]. Esta técnica tem permitido a regeneração de plantas transgénicas de maneira reproduzível e com menos variabilidade entre experimentos [16]. As metodologias empregadas são simples, eficientes e essencialmente idênticas, independentemente do tecido vegetal e do DNA exógeno empregado.

ELETROPORAÇÃO DE PROTOPLASTOS [3]:

•

Protoplastos são definidos como células desprovidas de paredes celulares [17]. Para a introdução de DNA usando a eletroporação, os protoplastos são expostos a pulsos curtos de corrente contínua e alta voltagem, em presença do DNA exógeno [18]. Esse tratamento induz uma alteração reversível da permeabilidade da membrana plasmática e poros temporários são formados, permitindo a entrada do DNA nas células. Os poros aumentam em tamanho e número com o aumento da duração e intensidade dos pulsos [19][8]. A transformação genética de plantas por eletroporação de protoplastos oferece a vantagem de não necessitar de um vetor biológico e de não haver barreira física para a introdução de DNA. É uma técnica rápida, simples e realizada sem agentes tóxicos às células, embora os pulsos elétricos possam ter efeito deletério na sobrevivência dos protoplastos e subsequente regeneração de plantas. O maior obstáculo do método está na dificuldade de regeneração de plantas a partir de protoplastos transformados. Mesmo quando a regeneração é obtida, as plantas podem apresentar problemas de redução de fertilidade [20].

É possível encontrar a bibliografia aqui.

[23] Esquema representativo do isolamento e purificação de protoplastos de nicotina tabacum.

BIBLIOGRAFIA

11

12

13

ENTRE Maria do Carmo S. M. H. Monteiro *

VISTA

O solo:

Inquietações atuais

Problemas associados à desertificação, nomeadamente no que aos solos diz respeito, tem afetado a nossa região ao ponto da aptidão agrícola e florestal poder estar comprometida, quer pela sobreexploração anterior, quer pela alterações climáticas. A investigação e a ciência parecem ser o último reduto na salvaguarda de um bem mediaticamente pouco falado e nem sempre debatido. A BioHeitor quis saber o que os cientistas nos dizem sobre este assunto.

Convidamos Maria do Carmo Monteiro, professora na Escola Superior Agrária de Castelo Branco (ESA/IPCB) a exercer funções na área Científica das Ciências do Solo e cuja investigação é dirigida à avaliação da fertilidade do solo, sustentabilidade da fertilização em particular da fertilização fosfatada, efeitos agronómicos e ambientais da fertilização, eficácia agronómica da fertilização com compostados e outros produtos de origem orgânica, sendo nesta área uma referência nacional e internacional.

BioHeitor - A qualidade do solo é essencial para a produção vegetal e animal e, por isso, para a alimentação humana. Faz sentido falar em preservação do solo?

Maria do Carmo Monteiro (MCM) - Para responder a esta pergunta vou referir alguns números relacionados com a situação do solo: O solo constitui a base para 90 % de toda a produção de alimentos, rações, fibras e combustíveis; A taxa de formação do solo é de 0,1 a 1 mm/ano de espessura; 30 cm de solo levam em média 100 00 anos a formar-se; Falamos em erosão do solo quando a perda de solo é superior à sua taxa de formação, ou seja quando a perda de solo é superior a 1 tonelada/ha.ano Nos solos da Europa as taxas médias de erosão situam-se entre as 10 e as 20 ton/ha.ano Estima-se que 115 milhões de hectares, equivalentes a 12% do território europeu, estão sujeitos à erosão/ano 45% dos solos da Europa têm um teor de matéria orgânica (fundamental à sua produtividade) demasiado baixo (<2%) afetando principalmente os países do Sul da Europa.

1/3 dos solos do Mundo estão degradados. Estimativas apontam para que, se nada for feito, daqui a 60 anos os solos agrícolas a nível mundial estão todos degradados, perdendo a sua capacidade produtiva.

Penso que estes números respondem à questão colocada, e realçam a importância de um gestão sustentável do solo.

14

BioHeitor - Quais são os principais perigos que ameaçam a qualidade do solo?

MCM - Em minha opinião a principal ameaça ao solo é o próprio Homem. Em termos das ações que levam à degradação do solo e falando exclusivamente de solos agrícolas a principal ameaça é a diminuição do teor de matéria orgânica (MO) do solo, que conduz também à perda de biodiversidade. Esta perda de MO é originada fundamentalmente por: Monoculturas, Intensificação cultural; exposição do solo à erosão: solo nu ou com revestimento desadequado, excesso de mobilização e técnicas de mobilização desadequadas, Compactação do solo e incêndios Devemos ter a noção que sempre que mobilizamos o solo estamos a expor a MO do solo a uma maior taxa de decomposição por uma oxidação rápida, ocorrendo também a morte de alguma população microbiana por efeito da radiação solar (u.v.). A mobilização do solo conduz sempre a perdas de C do solo sob a forma de CO2 para a atmosfera , e tem com oconsequência um aumento deste gás com efeito de estufa na atmosfera com impactos no aquecimento global.

"Preservar o solo é uma tarefa individual"

VISTA

BioHeitor - Qual é a situação atual dos solos na nossa região e no país?

MCM - Apenas cerca de 1/3 dos solos de Portugal têm aptidão agrícola. Na nossa região esta proporção mantém-se. O declive acentuado, a fraca espessura efetiva, o baixo teor em matéria orgânica e a falta de água para rega no Verão são fatores que conduzem à baixa aptidão arícola dos nossos solos e à sua baixa produtividade. Sempre que há possibilidade de rega podemos intensificar e diversifocar a produção agrícola, mas utilizando sempre práticas agrícolas sustentáveis.

Boas práticas são práticas conservativas do solo, são todas as que protegem/ aumentarm a matéria orgânica do solo e o protegem da degradação química e da erosão. Ou seja, são práticas que contribuam para compatibilizar a existência de solos saudáveis e a produção agrícola.

Manter o solo revestido (ex. leguminosas), Consociações; e rotações adequadas; zonas declivosas culturas em faixas, mobilização apenas quando necessário, aplicar resíduos /matéria orgânica, fazer análises de solo regularmente para melhorar a fertilidade do solo e avaliar o impacto do seu uso atual. Ou seja, o solo que estamos a utilizar, deve ao longo do tempo manter/aumentar o seu teor em MO, não deve ocorrer erosão e deve manter o nível dos seus nutrientes em níveis adequados às culturas (evitar valores muito elevados).

Existem atualmente propostas de projetos e alguns já em implantação dos chamados living labs (laboratórios vivos) que são áreas de experimentação e demonstração de uso do solo com práticas conservativas e sustentáveis., alguns que poderão ser instalados na nossa região.

"1/3 dos solos do Mundo estão degradados. Estimativas apontam para que, se nada for feito, daqui a 60 anos os solos agrícolas a nível mundial estão todos degradados, perdendo a sua capacidade produtiva"

15

ENTRE

ENTRE

VISTA

BioHeitor - De que forma a investigação e, concretamente a sua, poderá ajudar na preservação dos solos?

MCM - O trabalho que tenho desenvolvido insere-se no tema da sustentabilidade da fertilização de solos agrícolas. Visa fundamentalmente avaliar os efeitos agronómicos e possíveis impactos ambientais decorrentes do uso de várias matérias fertilizantes, como rpor exemplo esíduos da atividade agro-pecuária e compostados. Temos vindo a obter bons resultados agronómicos com a utiização destas novas matérias fertilizantes, que fornecem não só nutrientes às culturas como também promovem o aumento da matéria orgânica do solo e a sua biodiversidade, melhorando portanto a sua saúde. Estes trabalhos têm contribuído para que o uso agrícola destes novos fertilizantes seja mais eficiente não só em termos agronómicos mas também conduzindo a menores impactos ambientais, por dimuição do uso de fertilizantes minerais que provêm de recursos naturais não renováveis e adicionando valor eonómico aos resíduos de pecuária.

BioHeitor - Considera que a população, em geral, tem consciência destes problemas?

MCM - O solo tem um conjunto de funções para a sociedade que, por fazerem parte do nosso dia a dia são frequentemente esquecidas.

Essas funções do solo são: Fonte de nutrientes; Fonte de matérias primas; Base de construções da sociedade humana; regulador do ciclo hidrológico; Filtro de água e Habitat de muitos organismos. Estas funções originam um conjunto de serviços que o solo presta à humanidade e aos ecossistemas que são: Produção de alimentos, fibras e biomassa para combustíveis; purifica a água e realiza a degradação de contaminantes; realiza o sequestro de carbono (mitigação das alterações climáticas); Regulador do clima; Ciclo de nutrientes; Habitat de organismos - biodiversidade; Regulação de cheias; Fonte de recursos genéticos e farmacêuticos; Base da infraestruturas humanas- fixação das populações; Fornece materiais para construção; Herança cultural – história da humanidade.

Quando alguma(s) destas funções não podem ser realizadas pelos solos temos um problema de degradação. Em geral, a população só se apercebe destes problemas quando já existe degradação, com perda efectiva da capacidade do esolo para realizar as suas funções.

Sou de opinião, que o conhecimento sobre o solo deve ser transmitido desde a mais tenra idade, de forma a que os cidadãose e a sociedade em geral possam intervir prevenindo e não remediando.

"O solo constitui a base para 90 % de toda a produção de alimentos, rações, fibras e combustíveis" Bio Heitor - Na sua opinião, de que forma, nós jovens, poderemos contribuir para a literacia da população, nesta matéria?

MCM - Por um lado adquirindo conhecimentos e por outro lado transmitindo/praticando esses conhecimentos na Vossa comunidade. Esta Vossa atividade na revista BioHeitor é um exelente exemplo de cidadania para alertar para a importância da preservação dos solos.

16

BioHeitor - Na era da informação digital, que importância atribui às redes sociais para fazer chegar aos mais jovens a pertinência de se dar mais atenção ao solo e aos perigos que ele enfrenta?

MCM - A transferência de infomação e conhecimento em plataformas digitais, é hoje um meio de divulgação extremamente importante e universal. No entanto, parce-me que a forma de comunicar nesta área deve ser muito cuidada para não cair na banalização e deve realçar a importância do solo para a sociedade.

VISTA

A mensagem que gostaria de deixar é que preservar o solo é uma tarefa individual. A legislação, valores guia, códigos de boas práticas que possa haver não funcionam se não houver da parte de cada um de nós e em particular de quem diariamente está no terreno e toma decisões sobre o uso solo um conhecimento e uma vontade de que as suas ações devem ir no sentido de proteger o solo. Há um ditado que dizem ter origem em povos indígenas que é o seguinte “ este solo que tomei de empréstimo aos meus netos”. Assim, é minha opinião que uma das ações mais importante na defesa do solo é a educação, pois quem conhece gosta e protegemos aquilo de que gostamos. Temos que começar a criar uma geração que goste do solo.

Neste momento é importante a mudança de paradigma no qual o objetivo não é centrarmo-nos nas culturas, mas sim no solo. O solo deve ser entendido não com o meio onde se fazem as culturas agrícolas, mas sim o recurso que torna possível a obtenção de alimentos saudáveis.

"Apenas cerca de 1/3 dos solos de Portugal têm aptidão agrícola"

* Maria do Carmo S. M. H. Monteiro é engenheira agrónoma de formação inicial, mestre em Nutrição Vegetal, Fertilidade do Solo e Fertilização e doutorada pela Universidad de Córdoba em Engenharia Agronómica, é desde 1984 professora na Escola Superior Agrária de Castelo Branco (ESA/IPCB), exercendo funções na área Científica das Ciências do Solo.

Responsável pelo laboratório de Solos e Fertilidade da ESA/IPCB, é Vogal da direção da Sociedade Portuguesa da Ciência e membro do Conselho técnico-científico da Pareceria Portuguesa para o Solo no âmbito da FAO.

17

ENTRE

BioHeitor Melhor Trabalho de Ciência no Concurso Nacional de Jornais Escolares 2020/2021

18

C A T A R I N A L O P E S , L E O N A R D O V I E G A S , L U C A S V A L E Z I M

EXPLORAÇÃO DAS POTENCIALIDADES DA BIOSFERA CULTIVO DE PLANTAS E CRIAÇÃO DE ANIMAIS

INTRODUÇÃO A diversidade de elementos e de interações na biosfera possibilita as transformações de

CONCEITO DE BIOSFERA

energia e a circulação de materiais entre o meio biótico e abiótico que garante aos organismos a manutenção das suas funções vitais e um equilíbrio dinâmico (Osaki, 2013).

Ao longo de milhões de anos a biosfera tem sofrido

inúmeras

alterações,

resta-nos

compreender como os seres humanos têm vindo a alterar a biosfera e a exploração das potencialidades da mesma (Moreira, 2015).

A biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas da Terra, isto é, constitui um sistema global que inclui todas as formas de vida, as relações estabelecidas entre elas e as interações com os outros subsistemas da terra, como a litosfera (ou geosfera), a hidrosfera e a atmosfera (Moreira, 2015).

Imagem1: Elaboração própria com base na compilação de imagens: biosfera e agricultura, pecuária de precisão

19

EXPLORAÇÃO DE RECURSOS DA BIOSFERA

ENCONTRAR A SUSTENTABILIDADE NA PRODUÇÃO DE PLANTAS E NA CRIAÇÃO DE ANIMAIS

Segundo Romeiro (2012) o crescimento da população

Os recursos alimentares não são infinitos e a

humana tem sido acompanhado

Humanidade está a crescer a um ritmo elevado, pelo que

por um aumento da exploração

a Ciência tem evoluído no sentido de desenvolver e

dos recursos da biosfera e pela

aperfeiçoar novas biotecnologias aplicáveis à exploração

introdução de desequilíbrios,

racional das potencialidades da Biosfera (Romeiro,

como é o cultivo de plantas e a

2012).

criação de animais.

Tanto na exploração agrícola como na criação de

Para fazer face à procura

animais as preocupações de minimizar os impactos

crescente de recursos

ambientais têm sido consideráveis.

alimentares, vegetais ou

Assim, a Ciência e a Tecnologia ocupam um lugar

animais, o ser humano

importante para o desenvolvimento da agricultura e da

desenvolveu estratégias que

pecuária. Existem sistemas de monitorização para a

permitem aumentar estes

gestão de plantações e da produção animal criando boas

recursos.

práticas e sustentáveis, a isso chama-se agricultura e

O desenvolvimento de máquinas

pecuária de Precisão (Bernardi et al., 2014).

agrícolas sofisticadas, eficiência

Este sistema de Precisão – O Agropensa - permite estar

na rega, utilização de pesticidas,

em harmonia entre a produção agrícola/pecuária e as

fertilizantes inorgânicos,

questões ambientais.

variedades de plantas de fácil

Segundo Bernardi et al. (2014) na Agricultura de

rendimento, pesca mais

Precisão este sistema permite a pequenos, médios e

eficiente, intensificação da

grandes agricultores perceber a exata fertilidade, a exata

pecuária e da aquacultura.

taxa de lotação, a exata adubação, a exata produtividade

Este tipo de atividades se não for

e qualidade de cada setor diferenciável, dando espaço

sustentável podem contribuir

de manobra para ver e respeitar os solos.

para a degradação ambiental,

Segundo Banhazi et al. (2012) a Pecuária de Precisão,

através da poluição, da

devidamente implementada tem potencial para melhorar

diminuição da fertilidade dos

e documentar objetivamente os parâmetros do bem-estar

solos, da salinização dos solos,

animal nas propriedade, reduzir a emissão de gases de

do gasto excessivo de água, do

efeito estufa (GEE) e melhorar os aspetos ambientais

sobrepastoreio ou da

dos diferentes sistemas de produção agropecuários,

sobrepesca, o que pode vir a

melhorar a comercialização e facilitar a segmentação dos

limitar a produção de

produtos de origem animal, reduzir o comércio ilegal de

rendimentos no futuro.

produtos de origem animal e melhorar o retorno económico das atividades agropecuárias.

20

Imagem 2: Elaboração própria com base na compilação de imagens: agricultura e pecuária de precisão

CONCLUSÃO O crescimento natural da população coloca continuamente a problemática da preservação do ambiente e o equilíbrio da biosfera. É esta que estimula o progresso social, cria a riqueza, desenvolve a ciência e a tecnologia e transforma continuamente o ambiente (Bernardi et al., 2014).

E por esta razão cabe ao ser humano encontrar as melhores estratégias para que boas práticas sejam implementadas na produção, como é o caso da agricultura e pecuária de precisão, projeto onde se encontra o equilíbrio entre produção e consumo para que a biosfera seja sustentável em qualquer ponto do Planeta Terra – a PRESERVAÇÃO DA CASA QUE É DE TODOS!

PROGRAMAS SUSTENTÁVEIS PARA A BIOSFERA https://www.eeagrants.gov.pt/pt/programas/a mbiente/projetos/projetos/reservas-dabiosfera-territorios-sustentaveiscomunidades-resilientes/ - PROJETO DE PARCERIAS https://noctula.pt/reservas-da-biosfera-paraexplorar-em-portugal/

-

RESERVAS

DA

BIOESFERA EM PORTUGAL

BIBLIOGRAFIA Banhazi, T. M., Lehr, H., Black, J. L., Crabtree, H., Schofield, P., Tscharke, M., & Berckmans, D. (2012). Precision livestock farming: an international review of scientific and commercial aspects. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 5(3), 1-9.

Bernardi, A. D. C., Naime, J. D. M., Resende, A. D., Bassoi, L. H., & Inamasu, R. Y. (2014). Agricultura de precisão: resultados de um novo olhar. Embrapa Instrumentação-Livro técnico (INFOTECA-E).

Moreira, C. (2015). Biosfera. Revista de Ciência Elementar, 3 (2).

Osaki, F. (2013). Distribuição espacial de microrganismos e fertilidade em solos de dois ecossistemas florestais.

Romeiro, A. R. (2012). Desenvolvimento sustentável: uma perspetiva económico-ecológica. Estudos avançados, 26, 65-92.

21

22

Exploração das potencialidades na biosfera na criação de animais Carolina Duarte, Margarida Saraiva & Maria Mendes

PAPEL DO SER HUMANO PARA OBTER ANIMAIS PARA A SUA ALIMENTAÇÃO

"De acordo com a FAO (Organização para a Alimentação e Agricultura), o setor da pecuária gera mais gases de efeito de estufa do que os emitidos por todos os veículos automóveis do mundo.” (Moulin, 2009, p.4)

Com o aumento da população mundial e o desenvolvimento de países será necessário realizar um esforço no sentido de aumentar significativamente a criação de animais para a alimentação humana (Carrajola, et al, 2009). No entanto, este aumento não é positivo pois leva consequentemente a um aumento da pressão na agricultura, onde por sua vez, provém o alimento para os animais (Carrajola, et al,2010). Embora, atualmente, exista àgua, terra e energia suficiente para alimentar quase o dobro da população mundial, metade dos grãos produzidos é apenas e só destinado para alimentar os animais de consumo (Moulin, 2009).

Por outro lado, o sistema de criação pode exercer uma forte interferência nesse processo (Honorato, et al, 2012), pois traz consequências sobre o ambiente uma vez que há um grande consumo de água, uma grande libertação de gases, tais como, o gás metano, proveniente do gado bovino; dióxido de carbono; entre outros que contribuem para o aumento do efeito de estufa e para a mudança climática (Moulin, 2009), a poluição por fertilizantes e pesticidas e a falta de cuidado com o bemestar animal, devido ao manejo inadequado dos rebanhos (Bittencourt, 2009). De forma a ser obtido uma melhor qualidade da carne, o ser humano atualmente pratica inseminação artificial ou fecundação in vitro, escolhendo o esperma de machos com melhores qualidades e fêmeas préselecionadas, porém melhorar a qualidade da carne é um Figura 1- Rebanho processo lento (Carrajola, et al, 2009). Pois é necessário ter em conta que a qualidade final da carne resulta do que PAPEL DA ENGENHARIA GENÉTICA NA aconteceu com o animal durante toda a cadeia produtiva EVOLUÇÃO DA QUALIDADE DOS (Alves, et al, 2005).

ALIMENTOS ANIMAIS

Figura 2- Gás Metano (CH4) libertado para a atmosfera através de gases libertados pelo gado bovino https://ciclovivo.com.br/planeta/meio-ambiente/alho-pode-reduzir-40-da-emissao-de-gas-metano-na-pecuaria/

A Engenharia Genética, a nutrição e a reprodução de animais irão assumir vários avanços na indústria animal, de forma a evitar doenças, orientar as características e sistemas de produção de forma a melhorar a produtividade, exprimir a expressão manipulada geneticamente pelo ser humano e a acelerar o ritmo e intensidade de seleção utilizando marcadores (Portugal, 2002). Na Engenharia Genética, decodificam-se os genes de forma a criar-se a possibilidade de combiná-los para que as espécies se adaptem às novas condições do meio (Lemos, 2013).O melhoramento genético da qualidade da carne é possível através de várias técnicas, tais como a inseminação artificial, a clonagem e a fertilização in vitro (Lemos, 2013).

23

A clonagem de animais caracteriza-se por um grande avanço tecnológico, no entanto trata-se de uma técnica que necessita de um aperfeiçoamento de forma a poder ser difundida no meio agropecuário (Bento, et al, 2005). Esta técnica ainda vem acompanhada de uma elevada taxa de mortalidade (Bento, et al, 2005) e causa bastante polêmica devido aos efeitos desconhecidos dos consumidores (Carrajola, et al, 2009). Para além da clonagem, a criação de animais transgênicos (animais geneticamente alterados com a introdução de genes de outras espécies) também causa muita discussão e os resultados obtidos através deste processo não são os ideais (Carrajola, et al, 2009).

Foi possível obter animais transgênicos a partir da microinjeção de um vetor de DNA recombinante em pronúcleos de ovos recentemente fertilizados, posteriormente colocados nas trompas de falópio da fêmea, sofrendo nidação e posteriormente gestação (Carrajola, et al, 2009).

Outra técnica é a aplicação de hormonas de crescimento em gado bovino de forma a aumentar o rendimento do leite e carne destes animais estas hormonas são produzidas por bactérias onde foi introduzido o gene responsável pela respetiva síntese (Carrajola, et al, 2009), em algumas Figura 3- Ovelha Dolly com o seu criador experiências foi possível observar uma boa relação proteína/gordura na carne do animal (Bastos, et al, 1996).

Estes processos têm como objetivo o estabelecimento de sistemas de criação intensiva de alimentos, ao contrário do O QUE TEM FEITO O SER HUMANO PARA que se pensa, a tendência é para reduzir a quantidade e ULTRAPASSAR O ESGOTAMENTO DOS aumentar a eficiência da produção acompanhada pela PRODUTOS DAS PESCAS diminuição dos custos e a manutenção da sustentabilidade Estima-se que em 2048 as principais espécies de peixe dos sistemas de produção (Carrajola, et al, 2009). consumidas pelo homem estarão ameaçadas (Carrajola, et al, 2009). Isto ocorre devido à continuação da elevada exploração dos mares e da utilização de métodos de eficiência muito elevada para a pesca (Carrajola, et al, 2009). O que contribui para esta situação é também o facto de os oceanos terem sido considerados de acesso livre, não tendo preocupação com a capacidade de recursos, contribuindo para efeitos negativos a nível da regeneração dos recursos aquáticos (Dinis, et al, 1996). A qualidade do pescado é assegurada através de satélites, sonares, redes e linhas mais atualizadas e barcos que permitem arranjar e congelar o peixe em alto mar (Carrajola, et al, 2009).

No entanto, o lado negativo destes equipamentos é que conduzem a uma situação quase de limite para muitas espécies de pescado (Carrajola, et al, 2009). Para contrariar a ameaça de espécies foram induzidas medidas tais como: o estabelecimento de quotas de pesca; restrição de certos métodos de pesca; limitação do número de barcos e o estabelecimento de períodos de proibição de pesca de Figura 4- Processo de Clonagem em animais https://www.coladaweb.com/biologia/clonagem determinadas espécies em determinados lugares (Carrajola, et al, 2009). https://www.google.com/search?q=ovelha+dolly&tbm=isch&ved=2ahUKEwjd7In-p4r4AhWwxYUKHathD8wQ2cCegQIABAA&oq=ovelha+dolly&gs_lcp=CgNpbWcQAzIHCAAQsQMQQzIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgUIABCABDIECAAQQzIFCAAQgAQyBQgAEIAEMgQIABAeMgYIABAeEAUyBggAEB4QBToECCMQJzoECAAQGDoICAAQgAQQsQM6BAgAEAM6CAgAELEDEIMBOgsIABCABBCxAxCDAToKCAAQsQMQgwEQQ1DMDVjbJmDgK2gAcAB4AIABnwGIAf4NkgEEMC4xM5gBAKABAaoBC2d3cy13aXotaW1nwAEB&sclient=img&ei=6laWYt3PObCLlwSrw73gDA&bih=625&biw=1366#imgrc=Qs5FspHLje0a WM

24

O Pescado só é considerado recurso natural renovável caso os indivíduos com idade reprodutiva forem capturados, assim não se põe em causa a manutenção do número de indivíduos das espécies caso aconteça exploração intensiva, ou seja, o desrespeito desta manutenção pode ocorrer a extinção de espécies num futuro próximo, o consumo completo da natureza e a rutura dos processos naturais de reprodução e manutenção do peixe (Bravo, 2008), desta forma passa a haver uma situação de desequilíbrio, dramática para o homem e para a vida na terra alterando as cadeias alimentares se esta for uma situação irreversível (Carrajola, et al, 2009). “É preciso ter noção que a flora e a fauna aquáticas não são um reservatório inesgotável posto à disposição da humanidade” (Dinis, et al, 1998, p. 12).

Figura 6 - Materiais de Pesca

Figura 7 - Barco de Pesca

Figura 5- Aquacultura https://otc.pt/wp/2016/08/07/aquacult/

Para se evitar uma situação destas foi criada a aquacultura, ou seja a criação de espécies aquáticas para a alimentação em ambientes controlados pelo ser humano, nesta técnica o pescado permanece até atingir as condições desejadas para ser comercializado e consumido (Carrajola, et al, 2009). Inicialmente a Aquacultura era considerada uma prática que trazia equilíbrio ao ambiente, visto que a sua produção era baseada em sistema de policultivo com mais do que uma forma de produção (Dinis, et al, 1998). Este processo tal como todos possui as suas vantagens e desvantagens, algumas vantagens são a redução dos problemas de excesso de captura, a grande eficácia devido à elevada produção em baixo fundo de água, facilidade de proceder a cruzamentos seletivos e de aplicar técnicas de engenharia genética (Carrajola, et al, 2009). Para além destas, com a aquacultura também se pode contar com criação de formas alternativas e inovadoras de gestão dos recursos pesqueiros, valorizando a faixa costeira e por fim promover a biodiversidade e a diversificação das capturas (Dinis, et al, 1998). As desvantagens são aumento da vulnerabilidade das espécies às doenças devido à grande densidade das populações, contaminação de tanques após alguns anos de uso e por fim a necessidade de aumentar a produção de alimentos para as espécies que estão a ser criadas (Carrajola, et al, 2009).

Bibliografia: Alves, D. D., de Tonissi, R. H., de Goes, B., & Mancio, A. B. (2005). Maciez da carne bovina. Ciência animal brasileira, 6(3), 135-149.

Bastos, M. L. A., & Ferreira, M. A. (1996). Aspetos Nutricionistas e Toxicológicos das Drogas Veterinarias usadas como Promotoras do Crescimento Animal no Último Decenio Prespectivas Futuras. CYTA-Journal of Food, 1(3), 19-27.

BENTO, M. A. F., SILVA, V. A. P., & ALVIM, N. C. Clonagem de Animais.

Bittencourt, M. V. L. (2009). Impactos da agricultura no meio-ambiente: Principais tendências e desafios (Parte 1). Revista Economia & Tecnologia, 5(3).

Bravo, M. D. (2008). Desenvolvimento técnico e esgotamento do meio: a pesca industrial como nêmese do pescador artesanal. Revista Didática Sistêmica, 7, 138-146.

Carrajola, C.; Castro, M.J. e Hilário,T. (2009). Planeta com Vida. Carnaxide: Santillana/ Constância Editora Dinis, M. T., & Rocha, R. M. (1998). A aquacultura.

Honorato, L. A., Hötzel, M. J., Gomes, C. C. D. M., Silveira, I. D. B., & Machado Filho, L. C. P. (2012).

Particularidades relevantes da interação humano-animal para o bem-estar e produtividade de vacas leiteiras. Ciência Rural, 42, 332-339.

Hötzel, M. J., & Machado Filho, L. C. P. (2004). Bem-estar animal na agricultura do século XXI. Revista de etologia, 6(1), 3-15.

Lemos, F. K. (2013). A evolução da bovinocultura de corte brasileira: elementos para a caracterização do papel da ciência e da tecnologia na sua trajetória de desenvolvimento (Doctoral dissertation, Universidade de São Paulo).

Moulin, C. C. L. (2009). Consumo de animais: o despertar da consciência. Revista Brasileira de Direito Animal, 4(5).

Portugal, A. V. (2002). Sistemas de produção de alimentos de origem animal no futuro Production Systems of animal origin food in the future. Revista portuguesa ciências veterinárias, 97(542), 63-70.

25

Exploração das potencialidades da biosfera Cultivo de plantas e criação de animais Leonor Vicente & Mariana Morais

INFORMAÇÃO

De acordo com Assad e Almeida (2004), a atividade agrícola, enquanto produção de plantas e animais num local determinado, visa a alimentação de uma comunidade, remonta há pelo menos 10.000 anos a.c.

RECURSOS FUNDAMENTAIS PARA A AGRICULTURA ÁGUA

Com o aumento da produção agrícola do país nas últimas décadas, a água, recurso fundamental na agricultura, passou a merecer especial atenção fundamentalmente por se tratar de uma substância inegavelmente necessária à vida, para a produção de alimentos, como meio de transporte marítimo e fluvial, e também como fonte de energia (Peres, 2017).

Segundo Paz et al (2000), a distribuição de água através da irrigação, representa a maneira mais eficiente de aumento da produção de alimentos.

IRRIGAÇÃO EFICIENTE

Para a irrigação ser devemos ter em conta:

A quantidade de água depositada no solo, pois se for em excesso vai impedir a entrada do oxigênio nas raízes das plantas.

De acordo com Coelho et al (2005), na irrigação localizada, o gotejamento subsuperficial é o de maior eficiência (acima de 90 %), uma vez que as perdas de água por evaporação são as menores possíveis, pela própria posição do emissor no solo

A agricultura irrigada, para manterse sustentável, em termos ambientais, precisa ser eficiente no uso da água na irrigação, bem como no uso dos agroquímicos que aplicados às plantas ou ao solo podem causar contaminação dos recursos hídricos subterrâneos (Coelho et al, 2005).

26

eficiente

Figura 1- Irrigação localizada

APLICAÇÃO DE FERTILIZANTES

IRRIGAÇÃO EFICIENTE

Nos países onde a agricultura irrigada é desenvolvida, uma das práticas utilizadas, para se atingirem os objetivos mencionados, é a aplicação de fertilizantes, herbicidas e inseticidas, via água de irrigação, também chamada "fertirrigação" (Costa, 1986).

Segundo Costa (1986), a aplicação de fertilizantes, notadamente o nitrogênio, via água de irrigação, começa a ser utilizada pelos produtores para diferentes culturas e sistemas de irrigação. Esta prática apresenta diversas vantagens como: -economia de mão de obra e maquinaria; -distribuição uniforme com água de irrigação -maior flexibilidade das operações; -maior eficiência na utilização de nutrientes; -menor dano físico ao solo e a cultura.

Embora esta prática apresente vantagem e já esteja a ser utilizada em algumas áreas irrigadas, existe falta de informações sobre dosagens, tipo de fertilizantes, modo e época de aplicação.

TIPOS DE FERTILIZANTES

Fertilizante mineral: produto de natureza fundamentalmente mineral, natural ou sintético, obtido por processo físico, químico ou físico-químico, fornecedor de um ou mais nutrientes das plantas (Dias 2006).

De acordo com Dias (2006)os fertilizantes orgânicos são produtos de natureza fundamentalmente orgânica, obtidos por processos físicos, químicos, físico-químicos ou bioquímicos, natural ou controlados, com base em matérias-primas de origem industrial, urbana ou rural, vegetal ou animal, enriquecido ou não de nutrientes minerais.

Fertilizante organomineral: produto resultante da mistura física ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos (Dias, 2006).

Figura 2- Aplicação de fertilizantes

BIBLIOGRAFIA Assad, M. L. L., & Almeida, J. (2004). Agricultura e sustentabilidade. Contexto e Desafios.

Coelho, E. F., Coelho Filho, M. A., & Oliveira, S. D. (2005). Agricultura irrigada: eficiência de irrigação e de uso de água. Bahia Agrícola, 7(1), 57-60.

Costa, E. F., de FRANCA, G. E., & Alves, V. M. C. (1986). Aplicação de fertilizantes via água de irrigação. Embrapa Milho e Sorgo-Artigo em periódico indexado (ALICE).

Dias, V. P., & Fernandes, E. (2006). Fertilizantes: uma visão global sintética.

Paz, V. P. D. S., Teodoro, R. E. F., & Mendonça, F. C. (2000). Recursos hídricos, agricultura irrigada e meio ambiente. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 4(3), 465-473.

Peres, R. D. T. (2017). A água como recurso territorial na agricultura: o caso de Holambra/SP.

Figura 3- Fertilizantes orgânicos

27

IMPACTO DA INDÚSTRIA PECUÁRIA NO AMBIENTE Joana Quelhas & Joana Martinho O impacto ambiental da produção pecuária tem recebido crescente atenção nos últimos anos devido ao aumento do impacto no meio ambiente. O setor pecuário compete cada vez mais por recursos escassos, como terra, água e, energia e, tem um efeito negativo na qualidade do ar, da água e do solo devido aos resíduos e emissões causados por esta indústria (Steinfeld, 2006).

IMPACTOS NO USO DA TERRA E BIODIVERSIDADE De acordo com a Food and Agriculture Organization, o setor pecuário utiliza e impacta, por meio de pastagem e produção de rações, cerca de 3,9 bilhões de hectares de terra. Sendo 30% da superfície terrestre não polar do planeta (FAO, 2006).

Nessas áreas, na maioria das vezes, o gado é uma das principais fontes de poluição terrestre, libertando grandes quantidades de nutrientes e matéria orgânica, patogénicos e resíduos poluentes nos solos, rios, lagos e zonas costeiras. Cada uma das mais de 100 milhões de cabeças de gado em produção nos EUA gera cerca dede 9.000 Kg de resíduos sólidos por ano , sobrecarregando fortemente o meio ambiente Figura 1. Expansão da produção pecuária e terras de apoio. (Aarnink, 1995; Losey, 2006; Fiala, 2008). https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1012541107

CONTRIBUIÇÃO PARA O AQUECIMENTO GLOBAL A pecuária é um dos principais contribuintes para o aquecimento global: 35-40% do metano antropogénico global e 9% da emissão antropogénica global de CO2 são causados pelo setor em questão. Isto é induzido pelo desmatamento para pastagens e culturas forrageiras, degradação de pastagens e emissões diretas relacionadas à pecuária. Fermentação entérica e esterco juntos, constituem 80% da emissão de metano (Abbasi, 2013; Tauseef, 2013; Steinfeld, 2006; Fiala, 2009; Tauseef, 2013).

As atividades pecuárias também contribuem substancialmente para a emissão de óxido nitroso, que é o mais potente dos três principais gases de efeito estufa (GEE): 65% das emissões antrópicas globais de N2O (Tauseef, 2013).

No geral, a criação, manutenção e utilização de gado contribuem com cerca de 18% do total de emissões antropogénicas de gases de efeito estufa, perdendo apenas para o principal setor de aquecimento global, a produção de energia.

Indiscutivelmente, a agricultura é a principal causa da mudança climática antropogénica e a maior fonte de poluição global.

A pecuária contribui com a maior parte dos impactos adversos da agricultura (Pimentel, 1975; Pimentel, 2008; Sachs, 2010).

STRESS NOS RECURSOS DE ÁGUA E SOLO A água usada pelo setor pecuário é cerca de 8% do uso humano global de água. A maior parte da mesma é a água usada para a produção de rações. Em comparação, a parcela global de água usada para indústria, bebidas e serviços é de apenas 0,1% (Losey, 2006).

Segundo estimativas de Pimentel (1997), são necessários 5002.000 litros de água para produzir 1Kg de batata, trigo, arroz ou soja, enquanto são necessários cerca de 43.000 litros de água para produzir 1Kg de carne bovina. Da mesma forma, grandes quantidades de energia e grãos são necessárias para produzir carne em comparação com outras formas de alimentos (Chapagain, 2003; Mekonnen, 2010; Pimentel, 2008).

Por uma estimativa, o gado nos EUA consome 7 vezes mais grãos do que é consumido diretamente por toda a população americana. O impacto da produção pecuária na degradação da terra e na erosão do solo é igualmente grave (Pimentel, 2003; Belluco, 2013).

28

Fig. 2 Caminhos e entradas de efluentes agrícolas para as águas de captação em áreas de pecuária. https://rb.gy/lespli

AUMENTO DA PROCURA DE GADO Como se pode ver na Figura 3, a utilização de proteína animal aumenta com o nível de rendimento das pessoas. Agora que dois dos países mais populosos do mundo, a China e a Índia, estão a avançar economicamente, a procura de gado por parte destes países está a aumentar acentuadamente (Figuras 4 e 5).

Fig 4. Tendência crescente na produção pecuária mundial (com base em dados de FAO, 2013)

Figura 3: Como a demanda de gado aumenta com a economia (FAO, 2006)

A tendência noutros países em desenvolvimento, como o Brasil, a Rússia e a África do Sul é semelhante. Assim, a procura de gado, e consequentemente a produção do mesmo, vai aumentar acentuadamente e espera-se atingir 465 milhões de toneladas, ou o dobro do valor de 2000, até 2050 (FAO, 2006).

Isto pode levar ao aumento da perturbação do ecossistema global, cada vez mais próximo do esgotamento. Um em cada seis indivíduos da população mundial morrem de fome ou de subnutrição porque não têm meios nem para recorrer a alimentos à base de plantas (FAO, 2014).

Figura 5. Produção de gado em forte crescimento na Índia e na China (com base em dados do FAO, 2013)

A fome de proteínas exacerba a desnutrição calórica, quando um o corpo enfrenta um défice calórico que converte proteínas em calorias. O seu inverso, ou seja, a conversão de calorias em proteínas, não é possível. Devido a isto, a maioria dos casos de deficiência de proteínas ocorre em regiões do mundo que já sofrem de défice calórico (Altschul, 1974; Pimentel, 1975).

A produção de proteína animal derivada da indústria pecuária está entre as atividades antrópicas que mais causam aquecimento global e ecodegradação. À medida que a demanda por proteína animal aumenta acentuadamente, enquanto a disponibilidade de terra e outros recursos está a diminuir, torna-se cada vez mais difícil suprir a crescente demanda das quantidades desejadas de proteína animal pela população global (Sachs, 2010).

Os problemas de produção e consumo de gado não têm sido um importante foco das políticas ambientais até agora, e pode argumentar-se que tais políticas poderiam corrigir muitas das externalidades ambientais através de instrumentos regulamentares e baseados no mercado (Steinfeld, 2010).

Tais políticas poderiam alterar os modos de produção para eficiências muito mais elevadas e deslocar os preços para níveis que reflitam um valor social dos recursos e das emissões. Dado as grandes lacunas entre as eficiências alcançáveis e efetivamente alcançadas e a vasto potencial de crescimento do consumo nos países em industrialização, uma abordagem dupla, visando tanto os sistemas de produção como tendências de consumo, devem ser seguidas para de facto derrubar o impacto ambiental da pecuária (Steinfeld, 2010).

BIBLIOGRAFIA: Aarnink, A. J. A., Keen, A., Metz, J. H. M., Speelman, L., and Verstegen, M. W. A., (1995). Ammonia emission patterns during the growing periods of pigs housed on partially slatted floors, Journal of Agricultural Engineering Research, Losey, J. E., and Vaughan, M., (2006). The economic value of ecological services provided by insects. Bioscience FAO, (2006). Livestock Report. Food and Agriculture Organization of the United Nations Fiala, N., (2008). Meeting the demand: An estimation of potential future greenhouse gas emissions from meat production. Ecological Economics, Losey, J. E., and Vaughan, M., (2006). The economic value of ecological services provided by insects. Bioscience, 5 Steinfeld, H., Gerber, P., Wassenaar, T., Castel, V., Rosales, M., and Haan, C. D., (2006). Livestock's long shadow: Environmental issues and options. Food and Agricultural Organization, Abbasi, T., Tauseef, S. M., and Abbasi, S. A., (2013). Energy recovery from wastewaters with high-rate anaerobic digesters, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 19, 704-741.

Tauseef, S. M., Premalatha, M., Abbasi, T., and Abbasi, S. A. (2013). Methane capture from livestock manure, Journal of Environmental Management, 117, 187-207.

Pimentel, D., Dritschilo, W., Krummel, J., and Kutzman, J., (1975). Energy and land constraints in food protein production, Science, 190, 754-761.

Pimentel, D., and Pimentel, M. H., (2008). Food, energy and Society, III Ed, CRC Press, Boca Raton, pp xix+380.

Sachs, W., (2010). The Development Dictionary. A Guide to Knowledge as Power .

Pimentel, D., (1997). Canadian Society of Animal Science, Proceedings, Canadian Society of Animal Science, Montreal Steinfeld H, Gerber P, Opio C (2010) Responses on environmental issues. Livestock in a Changing Landscape: Drivers, Consequences, and Responses, eds Steinfeld H, Mooney H, Schneider F, Neville L (Island Press, Washington, DC).

29

O MUNDO PRECISA DE AGRICULTURA BIOLÓGIcA Sofia Sá Introdução aO TEMA: “A Agricultura Biológica é um sistema de produção holístico, que promove e melhora a saúde do ecossistema agrícola, ao fomentar a biodiversidade, os ciclos biológicos e a atividade biológica do solo. Privilegia o uso de boas práticas de gestão da exploração agrícola, em lugar do recurso a fatores de produção externos, tendo em conta que os sistemas de produção devem ser adaptados às condições regionais. Isto é conseguido, sempre que possível, através do uso de métodos culturais, biológicos e mecânicos em detrimento da utilização de materiais sintéticos.” (Moreira, 2013 referindo FAO/WHO, 1999, pp 1).

No século XXI, mais especificamente, no início de sua terceira década, em cada dez pessoas no mundo passa fome e uma em cada três não tem acesso a uma alimentação adequada, de acordo com o último relatório sobre o tema produzido pela FAO (2021). Este quadro mantém-se apesar dos esforços de grandes corporações e governos de promover a mecanização e a intensificação da produção de alimentos, defendendo ser esta a maneira mais eficaz de produzir os alimentos necessários para alimentar uma população mundial em crescimento (Spring, 2022).

Em contrapartida, alega-se que a mecanização e a intensificação da produção de alimentos nunca responderam de forma apropriada a este desafio, promovendo maior desigualdade social e a depredação do meio ambiente ao mesmo tempo que aumentava a capacidade de produção de alimentos (Spring, 2022). Neste sentido, surgem movimentos anti hegemónicos que buscam valorizar conhecimentos pré-mecanização da agricultura e desenvolver novas técnicas produtivas de baixo impacto ambiental com consideração pelo bem-estar e pela justiça social (Spring, 2022).

A agricultura biológica foi mencionada pela primeira vez por Sir Howard (1947), no livro: “An agricultural testament”

.

Fig. 1. “An agricultural testament” por Sir Howard (1947).

O livro descreve várias práticas agrícolas, tais como a compostagem e a fertilização, usada pelos agricultores da Índia no início dos anos vinte e alerta para a perda de fertilidade do solo na agricultura e produção animal intensiva, que origina situações desastrosas: desequilíbrio de ecossistemas, aumento de doenças e pragas das culturas agrícolas e animais, erosão do solo, entre outros (Howard,1947).

30

Desenvolvimento: A agricultura Biológica, em comparação com a agricultura convencional, tem um menor impacto nas alterações climáticas, em consequência do baixo consumo de energia (em grande parte devido à não utilização de adubos de síntese) e das práticas de gestão do solo, que ajudam a reduzir as emissões de GEE e sequestram carbono no solo, designadamente através da incorporação de matéria orgânica (MO) no solo, da integração de plantas Fabáceas na rotação das culturas e em culturas de cobertura e do uso de sistemas agrícolas mistos de produção animal e vegetal (Mourão, 2020).

Mourão (2020) refere que além da mitigação das alterações climáticas, os sistemas de agricultura biológica proporcionam outros serviços de ecossistema, benefícios socioeconómicos e de sustentabilidade, que lhe são inerentes e que têm de ser devidamente valorizados. A agricultura biológica fornece serviços para o ambiente (redução de utilização de combustíveis fósseis, conservação da fertilidade do solo e da qualidade da água, diminuição da poluição e preservação da biodiversidade); para a saúde humana (limitando a exposição a substâncias químicas nocivas) e para a preservação da biodiversidade e da paisagem (pela eliminação de agroquímicos sintéticos).

Segundo Mourão (2020) os preços dos produtos hortícolas biológicos no mercado poderão ser 5 a 20% mais elevados, refletindo a menor produtividade das culturas e, ainda, a maior utilização de mão-de-obra e o custo do sistema de certificação. Mas em contrapartida, poderão contribuir para diminuir as despesas de saúde das famílias e da descontaminação ambiental. Os preços mais baixos dos produtos hortícolas convencionais são compensados por produtividades normalmente mais elevadas, mas não pagam os prejuízos que potencialmente podem causar na saúde e na da qualidade dos recursos naturais (poluição do ar, do solo e da água e perda de biodiversidade) (Mourão, 2020).

Embora nos países desenvolvidos a diferença de produtividade entre a produção agrícola biológica e a produção convencional seja, normalmente, negativa, nos países em desenvolvimento, normalmente com falta de água e com solos pobres, a diferença de produtividade entre a produção agrícola biológica e a produção convencional é positiva (Mourão, 2020 referindo Wilbois e Schmidt, 2019). A agricultura biológica pode, assim, contribuir substancialmente para alimentar o mundo, pois permite aumentar a produtividade das culturas em países em desenvolvimento, onde esses aumentos contribuem para a segurança alimentar e a autossuficiência das comunidades locais.

Conclusão: Com investigação adequada e focando a eficiência dos processos de transformação dos recursos naturais em vez do aumento de inputs, a produção biológica pode aumentar a produtividade e, assim, desempenhar um papel cada vez maior na agricultura sustentável global e na produção de alimentos no futuro.

Bibliografia: FAO, IFAD, UNICEF, WFP, WHO. (2021). The State of Food Security and Nutrition in the World 2021. Roma: FAO Howard, A. (1947). An agricultural testament.

Moreira, C. (2013). Agricultura Biológica. Revista de Ciência Elementar, vol I Mourão, I. (2020). O Mundo Precisa da Agricultura Biológica. Revista de Agricultura Biológica. Agrotec, 37 pág 70.

Spring, V. (2022). Agroecologia e cooperação na Comunidade dos Países de Língua Portuguesa. Relatório de estágio para obtenção do Grau de Mestre em Agricultura Biológica

31

EROSÃO DO SOLO João Galvão & Martim Raposo A erosão é um processo de desgaste que age transformando e modelando a crosta terrestre. Este processo natural pode ser desencadeado pela ação das águas, dos ventos, dos gelos , provocando erosão pluvial, erosão marinha, fluvial, eólica e glacial. A erosão é um dos principais problemas da destruição ambiental, uma vez que o solo, juntamente com outros elementos da natureza, é a base de toda a vida do planeta (Carrajola et al 2009).

O estudo dos processos erosivos vem sendo feito há muito tempo em todo o mundo para tal os pesquisadores têm lançado mão de uma série de métodos e técnicas, dependendo dos objetivos do estudo, dos recursos humanos e financeiros disponíveis, das condições climáticas, dos tipos de solos, das condições ambientais e de outras características relevantes para o tema em questão (Guerra, 2005).

Fullen e Catt (2004) destacam que é fundamental que os solos sejam conservados para as atuais e futuras gerações.

A partir da preocupação mundial dos problemas que a erosão dos solos tem causado, tanto nos países desenvolvidos, como naqueles em desenvolvimento, o PNUMA (Programa das Nações Unidas para Meio Ambiente), criou um projeto denominado GLASOD (Global Assessment of Soil Degradation). Esse projeto foi coordenado principalmente pela Universidade de Wageningen, na Holanda e resultou numa publicação, em 1990, intitulada Mapa Mundial do Status de Indução Humana da Degradação dos Solos. (De Ploey, 1985).

O GLASOD estima que existe uma perda anual de solo agrícola, por erosão, na ordem de 6 a 7 milhões de hectares. Essa estimativa não seria possível se o GLASOD não tivesse usado, nos seus estudos, uma série de dados referentes a estações experimentais e outros dados empíricos, resultantes de monitorizações, distribuídos em várias partes do mundo. Isso, por si só já explicaria a importância da adoção de técnicas de monitorização e experimentação, espalhadas por quase todos os países onde o problema da erosão dos solos se verifica. (Guerra e Mendonça, 2004).

Figura 1- erosão dos solos agrícolas

32

Figura 2- erosão dos solos

Técnicas de monitorização A recolha de dados sobre erosão dos solos pode ser obtida em laboratório ou diretamente no campo, dependendo dos objetivos da pesquisa. Para a obtenção mais realista dos dados as mensurações de campo são mais apropriadas, mas ao mesmo tempo podem ser mais difíceis de serem obtidas, em função das mudanças e interferências que ocorrem no campo.

(Morgan, 2005).

Existem diversas técnicas de monitorização mas as mais utilizadas são aquelas feitas através de estações experimentais, como por exemplo a monitorização de voçorocas feito por meio de estacas que são colocadas ao redor das mesmas, e os pinhos da erosão que são colocados no solo para monitorar a perda do solo por erosão em lençol (Guerra, 2002).

Figura 3- Modelo para monitorização da erosão

Técnicas de experimentação Assim como na monitorização existem várias técnicas de experimentação, mas uma das melhores é a do simulador de chuva que é muito utilizada por maior parte dos geomorfólogos, nas suas pesquisas e levantamentos (Guerra, 2002).

Os simuladores de chuva podem ter dimensões variadas e características diferentes, mas o princípio de uso desses equipamentos torna os simuladores mais ou menos semelhantes entre si. Trata-se de aparelhos que, como o próprio nome sugere, simulam chuvas em intensidades e quantidades desejadas pelo pesquisador. Eles devem estar a uma altura determinada do solo (geralmente cinco metros) para que as gotas de chuva possam atingir a velocidade terminal, ou seja, bem semelhante à de uma chuva natural (Guerra, 1994).

Figura 4- Monitorização de voçorocas

Figura 5- Esquema de um simulador de chuva

Carrajola,C. M.J e Hilário,T.(2009) Planeta com Vida Carnaxide: Santillana/Constância Editora p.295 De Ploye, J. (1985). Experimental data on runoff generation. In: Soil erosion and conservation. Eds. S.A. Swaify, W.C. Moldenhauer e A. Lo. p. 528-539.

Fullen, M.A. e Catt J.A. (2004). Soil Management – Problems and Solutions. Arnold Publisher, Londres, Inglaterra.

269p.

Guerra, A.J.T. (1994). The effect of organic matter content on soil erosion in simulated rainfall experiments in W. Sussex, UK. Soil Use and Management, 10. p.60-64.

Guerra, A.J.T. (2002). Processos Erosivos nas Encostas. In: Geomorfologia - Exercícios, Técnicas e Aplicações. Orgs.

S.B. Cunha e A.J.T. Guerra. Ed. Bertrand Brasil, Rio de Janeiro, 2.ed. p. 139-155.

Guerra, A.J.T. e MENDONÇA, J.K.S. (2004). Erosão dos Solos e a Questão Ambiental. In: Reflexões sobre a Geografia Física no Brasil. Orgs. A.C. Vitte e A.J.T. Guerra. Ed. Bertrand Brasil, Rio de Janeiro. p. 225-280.

Guerra, A.J.T. e Mendonça, J.K.S. (2004). Erosão dos Solos e a Questão Ambiental. In: Reflexões sobre a Geografia Física no Brasil. Orgs. A.C. Vitte e A.J.T. Guerra. Ed. Bertrand Brasil, Rio de Janeiro. p. 225-280.

33 Guerra, A. J. T. (2005). Experimentos e monitoramentos em erosão dos solos. Revista do Departamento de geografia, 16, 3237.

Desertificação

Laura Rodrigues, Maria Antunes & Raquel Amaral O termo desertificação foi consagrado na Conferência Internacional das Nações Unidas para o Combate à Desertificação em Nairóbi, no Quênia, em 1977 (Travassos, 2002). Pode ser entendida como um conjunto de fenómenos que conduz determinadas áreas a transformarem-se em deserto, podendo manifestar-se desde formas brandas até muito severas. Pode, portanto, resultar de mudanças climáticas por causas naturais ou pela pressão das atividades humanas sobre ecossistemas frágeis, sendo, neste caso, as periferias dos desertos (ou áreas de transação) as de maior risco de degradação generalizada no precário equilíbrio ambiental (Conti, 2008).

O Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) considera a desertificação um dos maiores problemas ambientais do nosso tempo.

Segundo o PNUMA, 35% da superfície terrestre do mundo está atualmente em risco e mais de 20 milhões de hectares são reduzidos anualmente à quase ou completa inutilidade (Hellden, 1991).

De acordo com Adeel, et al., (2005) e Soares, et al., (2011), a desertificação é observada em todos os continentes, exceto na Antártida. Este fenómeno ocorre nas terras secas do mundo todo e os seus efeitos mostram-se a nível local, nacional, regional e mundial. As terras secas ocupam cerca de 41% da superfície terrestre (Figura 1), onde habitavam, no ano de 2000, mais de dois mil milhões de habitantes Figura 1- Atuais terras secas Fonte: Adeel, et al. (2005) e Soares, et al. (2011) – um terço da população mundial.

O Sahel da África é supostamente a região mais atingida do mundo e o deserto do Saara está propicio a invadir o sul a uma taxa crescente (Hellden, 1991).

Susceptibilidade à Desertificação Indicadores Sociais Índice de aridez

Precipitação anual média Evapotranspiração anual média

Índice de susceptibilidade dos solos

Indicadores económicos Índice de qualidade Índice de qualidade de vegetação de uso do solo Ocupação Urbana, Industrial e Turística

Espessura

Risco de incêndio

Permeabilidade

Resistência à Seca

Estabilidade Estrutural

Protecção à Erosão

Zonas Húmidas Interiores

Pedregosidade

Coberto Vegetal

Regadios

Drenagem

Coberto Estrutural

Declive

Proximidade ao Climax

Gráfico 1- Índice de Susceptibilidade à Desertificação em Portugal continental (adaptado) Fonte: Rosário, 2004

34

As pressões económicas levam a necessidade de aumentar a produção, originam a sobrecultura e o sobrepastoreio. A desflorestação, os incêndios e a salinização levam à erosão que, quando associada coma as alterações climáticas e, no caso dos solos áridos e nas regiões onde a chuva escasseia, origina-se rapidamente a desertificação (Carrajola, et al., 2009).

As consequências da desertificação são o aumento da seca, perdas económicas, falta de condições para a sobrevivência da maioria dos seres vivos e até mesmo para o ser humano (Carrajola, et al., 2009) , a perda da fertilidade do solo e da biodiversidade, a destruição de habitats naturais e o êxodo rural (Pachêco, 2006).

Figura 2- Antes e depois da desertificação

Figura 3- Desertificação

Fonte: https://www.pegadasguimaraes.pt/17-junho -dia-mundial-de-combate-a-desertificacao-e-a-seca/

Fonte: https://maxtonlogistica.com.br/o-dia-mundialde-combate-a-desertificacao-e-a-seca/

Medidas para combater a Desertificação Prevenção e redução da degradação das terras; Reabilitação e recuperação de terras parcialmente degradadas; Reflorestamento; Educação da população; Implantação de cordões de pedra, terraceamento e barragens sucessivas; Uso de um sistema de integração agricultura-pecuária-floresta; Uso mais sustentável do solo.

Figura 4- Desertificação Fonte: https://amazonnewsbr.blogspot.com/2010/08/combatedesertificacao-e-lancada-pela.html

Bibliografia

Carrajola, C., Castro, M. J. e Hilário, T. (2009). Planeta com vida. Carnaxide: Santillana/ Constância Editora.

Conti, J. B. (2008). O conceito de desertificação. CLIMEP-Climatologia e Estudos da Paisagem, 3(2).

Hellden, U. (1991). Desertificação: tempo para uma avaliação?. Ambio , 372-383.

Pachêco, A., Freire, N. C. F., & da Nóbrega Borges, U. (2006). A transdisciplinaridade da desertificação.

Geografia (Londrina), 15(1), 5-34.

Rosário, L. (2004). Indicadores de desertificação para Portugal Continental. DGRF-Direcção-Geral dos Recursos Florestais: Lisbon, Portugal.

Soares, D. B., Mota Filho, F. D. O., & Nóbrega, R. S. (2011). Sobre o processo de desertificação. Revista Brasileira de Geografia Física, 1(1), 174-188.

Travassos, I. S., Cunha, T. B., Linhares, F. M., dos Santos, J. Y. G., & Coelho, V. H. R. (2002). Notas sobre o conceito de desertificação no Brasil e no mundo. XIII ENCONTRO NACIONAL DE GEÓGRAFOS, 6.

35