Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Ecologia

Avaliando a Weathering de Rocha Aprimorada para Redução de Carbono

Estudando o impacto de rochas britadas na saúde do solo e na remoção de carbono.

― 8 min ler


Pedras Moídas e SoluçõesPedras Moídas e Soluçõesde Carbonono carbono e na vida do solo.Analisando os efeitos da pedra britada
Índice

Para evitar que a Terra fique quente demais, a gente precisa reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Isso pode ser feito diminuindo a poluição e encontrando jeitos de tirar o dióxido de carbono (CO2) do ar. Uma abordagem que tá sendo estudada é a weathering de rochas melhorada, onde rocha vulcânica triturada é adicionada ao solo. Esse método parece promissor porque não é tão caro, pode ser feito em larga escala e pode até melhorar o solo pra agricultura.

O que é Weathering de Rochas Melhorada?

Weathering de rochas melhorada é o processo de acelerar a decomposição natural de certos tipos de rochas, especialmente as rochas silicatadas. Quando essas rochas são trituradas e misturadas ao solo, elas podem reagir com o CO2 no ar. Essa reação cria minerais e íons diferentes que podem ajudar a armazenar carbono no solo e em corpos d'água. A adição da rocha triturada libera nutrientes importantes como magnésio e cálcio, que podem melhorar a qualidade do solo e a produção de culturas.

Benefícios da Weathering de Rochas Melhorada

  1. Remoção de Carbono: A rocha triturada pode ajudar a remover uma quantidade significativa de CO2 da atmosfera, possivelmente retirando bilhões de toneladas a cada ano se usada amplamente nas fazendas.

  2. Melhoria do Solo: Os nutrientes liberados pelas rochas trituradas podem ajudar a melhorar a fertilidade do solo, o que pode resultar em um crescimento melhor das culturas.

  3. Menos Necessidade de Químicos: Usar rocha triturada poderia reduzir a necessidade de certos produtos agrícolas, como cal, que geralmente é usado pra melhorar as condições do solo.

Mas, enquanto os benefícios teóricos da weathering de rochas melhorada parecem ótimos, a gente precisa de mais estudos práticos em ambientes agrícolas reais pra ver quão efetivo esse método é realmente na remoção de CO2 e como ele interage com a saúde do solo.

O Papel da Matéria Orgânica do Solo

A matéria orgânica do solo (MOS) é crucial porque contém muito carbono e é uma fonte de nutrientes pras plantas. Quando a gente adiciona rocha triturada ao solo, ela pode ter efeitos diferentes na MOS. Se mais MOS se formar, pode ajudar na remoção de carbono, mas se a MOS diminuir, isso pode anular os benefícios da rocha triturada.

O Impacto da Rocha Triturada na Matéria Orgânica do Solo

Quando a rocha triturada é adicionada ao solo, pode afetar os diferentes tipos de MOS. São basicamente dois tipos:

  1. Matéria orgânica associada a minerais (MAOM): Essa é a parte da MOS que tá ligada a minerais e geralmente é mais estável no solo.
  2. Matéria orgânica particulada (POM): Essa é feita de partículas orgânicas maiores e é mais facilmente decomposta.

Adicionar rocha triturada pode criar mais locais no solo onde a matéria orgânica pode se fixar, potencialmente aumentando a MAOM. Porém, também é possível que essas mudanças não sejam sempre benéficas e possam levar a perdas de matéria orgânica.

Efeitos da Rocha Triturada nos Micróbios do Solo

Os micróbios do solo desempenham um papel chave na decomposição da matéria orgânica e no ciclo de nutrientes. A adição de rocha triturada pode mudar a atividade desses micróbios, o que pode ter efeitos mistos:

  1. Aumento da Atividade: A rocha triturada pode aumentar a atividade de certos micróbios que ajudam a quebrar a matéria orgânica, levando potencialmente a um melhor ciclo de nutrientes.
  2. Diminuição da Atividade: Por outro lado, pode diminuir a biomassa microbiana total, o que pode reduzir a decomposição da matéria orgânica.

Entender como a rocha triturada afeta os micróbios do solo é crucial pra descobrir seu impacto geral no armazenamento de carbono e na saúde do solo.

Visão Geral da Pesquisa

Num estudo feito na Califórnia, os pesquisadores analisaram como dois anos de adição de rocha vulcânica triturada afetaram a MOS e os micróbios do solo em três fazendas diferentes. Eles queriam responder três perguntas principais:

  1. Como a rocha triturada afeta os estoques de carbono orgânico e nitrogênio no solo?
  2. Qual é o impacto da rocha triturada na biomassa microbiana ativa e na estrutura da comunidade?
  3. Como esses efeitos variam entre diferentes locais com propriedades de solo e práticas de manejo de culturas únicas?

Métodos

  1. Seleção de Locais: A pesquisa foi feita em três áreas agrícolas diferentes na Califórnia, escolhidas por seus diversos tipos de solo e sistemas de cultivo.

  2. Aplicação da Rocha: A rocha vulcânica triturada foi adicionada a alguns lotes, enquanto os lotes de controle não foram tratados. Ambos os tipos de lotes foram geridos da mesma forma pra garantir uma comparação justa.

  3. Coleta de Dados: Amostras de solo foram coletadas de diferentes profundidades pra medir vários fatores, incluindo o teor de matéria orgânica, a atividade microbiana e a composição elementar.

Resultados

Resposta da Matéria Orgânica do Solo

Após dois anos da aplicação de rocha triturada, os estoques totais de carbono orgânico do solo (COS) e nitrogênio (SON) foram encontrados mais baixos na camada superficial do solo (0-10 cm) nos lotes tratados em comparação com os lotes de controle. Essa queda foi principalmente devido à diminuição da MAOM, que é o maior e geralmente mais estável reservatório de matéria orgânica.

  1. Declínio da MAOM: Nos lotes tratados, houve uma redução significativa nos estoques de MAOM relacionada ao carbono e nitrogênio.
  2. Tendências da POM: Enquanto a MAOM diminuiu, a POM não mostrou mudanças significativas consistentes, indicando uma possível maior estabilidade em alguns materiais orgânicos.

Mudanças nos Nutrientes do Solo

Os efeitos da rocha triturada nos nutrientes do solo foram mistos:

  1. Acumulação de Carbono Inorgânico: Houve um aumento notável nos níveis de carbono inorgânico nos lotes com rocha triturada, especialmente em profundidades mais rasas.
  2. pH e Retenção de Água: A adição da rocha triturada elevou os níveis de pH no solo, o que pode afetar a disponibilidade de nutrientes. No entanto, a capacidade de retenção de água foi menor nos lotes tratados, o que pode impactar o crescimento das plantas.

Atividade Microbiana

O estudo encontrou que a biomassa microbiana ativa era menor na camada superior do solo nos lotes tratados em comparação com os lotes de controle. Isso sugere que os processos microbiológicos responsáveis pela decomposição da matéria orgânica podem ser negativamente afetados pelas adições de rocha triturada.

  1. Composição Microbiana: Apesar das mudanças na biomassa microbiana, a composição geral da comunidade não mostrou diferenças significativas entre os lotes tratados e não tratados. Contudo, grupos microbianos específicos foram encontrados em maior abundância na presença da rocha triturada.

Discussão

Os resultados indicam que adicionar rocha triturada pode levar a uma diminuição em certos reservatórios de matéria orgânica, especialmente na MAOM, apesar de benefícios potenciais como a liberação de nutrientes e aumento do carbono inorgânico. Isso aponta pra uma interação complexa entre as emendas do solo, a dinâmica da matéria orgânica e a atividade microbiana.

Importância da Pesquisa

A pesquisa continuada sobre a weathering de rochas melhorada é crucial, pois pode ajudar a informar as melhores práticas para usar esse método na agricultura. Entender como essas emendas interagem ao longo do tempo com solos e ecossistemas pode ajudar a identificar estratégias eficazes para remoção de carbono e melhoria do solo.

Conclusão

A weathering de rochas melhorada representa uma forma potencialmente eficaz de lidar com as emissões de carbono enquanto melhora a saúde do solo. No entanto, os resultados iniciais indicam que é preciso ter cuidado com o equilíbrio entre os tipos de matéria orgânica e a atividade microbiana.

Estudos de longo prazo são necessários pra esclarecer o impacto da rocha triturada na matéria orgânica do solo e seu papel no ciclo do carbono. À medida que a pesquisa avança, pode ser possível refinar a abordagem pra melhorar tanto a remoção de carbono quanto a qualidade do solo em ambientes agrícolas.

Fonte original

Título: Reduced accrual of mineral-associated organic matter after two years of enhanced rock weathering in cropland soils, though no net losses of soil organic carbon

Resumo: Enhanced rock weathering (ERW), the application of crushed silicate rock to soil, can remove atmospheric carbon dioxide by converting it to (bi)carbonate ions or solid carbonate minerals. However, few field studies have empirically evaluated ERW in field settings. A critical question remains as to whether additions of crushed rock might positively or negatively affect soil organic matter (SOM) - Earths largest terrestrial organic carbon (C) pool and a massive reservoir of organic nitrogen (N). Here, in three irrigated cropland sites in California, USA, we investigated the effect of crushed meta-basalt rock additions on different pools of soil organic carbon and nitrogen (i.e., mineral-associated organic matter and particulate organic matter), active microbial biomass, and microbial community composition. After two years of crushed rock additions, mineral-associated organic matter (MAOM) stocks were lower in the upper surface soil (0-10 cm) compared to unamended controls. At the two sites where baseline pre-treatment data were available, neither total SOC nor SON decreased over the two years of study in crushed rock or unamended control plots. However, the accrual rate of MAOM-C and MAOM-N at 0-10 cm was lower in plots with crushed rock vs. unamended controls. Before ERW is deployed at large scales, our results suggest that field trials should assess the effects of crushed rock on SOM pools, especially over multi-year time scales, to accurately assess changes in net C and understand the mechanisms driving interactions between ERW and SOM cycling.

Autores: Noah W. Sokol, J. Sohng, K. Moreland, E. Slessarev, H. Goertzen, R. Schmidt, S. Samaddar, I. Holzer, M. Almaraz, E. Geoghegan, B. Houlton, I. Montanez, J. Pett-Ridge, K. Scow

Última atualização: 2024-06-27 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.23.600278

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.23.600278.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Mais de autores

Artigos semelhantes