Porque O Gs Carbnico Importante Para As Plantas?
No rescaldo da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento, realizada recentemente em Glasgow, Escócia (COP 26), a lembrança dos potencias efeitos desastrosos dos gases produzidos pela queima de combustíveis fósseis e madeira, está bastante viva em nossas memórias.
Aos Dr. Carl J. Bernacchi e Prof. Steve Long, da Universidade de Illinois, EUA, pela colaboração e permissão para apresentar os dados coletados em meu estágio naquela instituição, em 2004, assim como ao Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq) pelo auxílio viagem a e atual bolsa de pesquisador.
Importância do gás carbônico
O gás carbônico polui o ar e provoca o aumento da temperatura ambiente. As árvores, assim como as outras plantas, no processo chamado fotossíntese, absorvem o gás carbônico do ar e libera o oxigênio. Elas também deixam o ar mais úmido e mais fresco.
A princípio, os oceanos, com seu "bombeamento biológico" maior que a parte terrestre, têm alta capacidade de absorver o CO2 antropogênico, sendo a biota marinha, na década de 1990, responsável pelo sequestro de 48% do CO2 emitido pela queima de combustíveis fósseis. Logo, os oceanos são os principais ambientes responsáveis pelo sequestro de carbono em curto prazo (Hockstad et al., 2006). A biosfera terrestre de clima temperado absorveu 1,8 ±1,4 Gt C ano-1, durante a década de 1980, principalmente pelas florestas perenes do hemisfério norte, situadas na maior área terrestre do planeta, especificamente nos EUA, Rússia e Canadá (Sarmiento e Wosfy, 1999). Porém, existem fortes evidências que grande parte da absorção de C no hemisfério norte ocorre, principalmente, pela atividade fotossintética do fitoplancton e algas marinhas (mais de 2,5 Gt C ano-1 nos anos 1990), durante o verão, no oceano Atlântico norte (Solomon et al., 2007).
Enquanto a formação de O3 de baixas altitudes na zona temperada ocorre principalmente no verão (Fuhrer, 2009), em zona tropical rural, as maiores concentrações de O3 ocorrem de agosto a outubro (Artaxo et al., 2005), na primavera, depois do período seco, quando da maior queima de biomassa, natural e antropogênica (Sauvage et al., 2006). A concentração troposférica de O3 (o mau O3) na zona tropical é devida, segundo Artaxo et al. (2005), aos seguintes fatores: (a) produção em tempestades, pela ação de relâmpagos (Sillman, 1999); (b) por convecção da estratosfera para a superfície, aos 30º de latitude, pela célula de circulação Hadley (Neuman, 2000); (c) por sua produção na superfície terrestre; e (d) uso de fertilizantes nitrogenados na agricultura, tanto na África como na América do Sul (Sauvage et al., 2006). A produção de O3 na superfície terrestre é dependente das emissões de NOx e COV das florestas, da queima de biomassa e de combustíveis fósseis e de fontes biogênicas, como as regiões alagadas produzindo CH4 e outros COVs, além da atividade microbiana em solos sem alagamento (Artaxo et al. 2005; Fuhrer, 2009).
Qual gás As plantas absorvem?
A maioria dos resultados usados para as previsões atuais, apresentadas nas reuniões do International Panel of Climate Change (IPCC), foram obtidas em ambiente controlado ou usando sistemas protegidos por paredes de plástico no campo. Estes sistemas protegidos instalados no campo são as casas de vegetação com o topo aberto ("open top growth chamber"), onde se injeta altas concentrações de CO2 por baixo da estufa e que é perdido por cima, sem o teto, mas com as laterais de plástico, mantendo uma concentração estável de CO2 no interior da casa de vegetação. Porém, a temperatura e o déficit de pressão parcial de vapor d'água (DPV) no interior da estufa são superiores aos do exterior, e a previsão de aumento da produtividade agrícola, baseada nestes estudos é discutível (Dermody et al., 2008 Leakey et al., 2009).
Sendo assim, o efeito estufa contribui para o aquecimento global que provoca o derretimento das geleiras, mudanças climáticas, aumento ou falta de chuva.
A atividade de gases da atmosfera, principalmente os "Gases de Efeito Estufa" (GEE), como o vapor d'água, o gás carbônico, o metano, os óxidos de nitrogênio e o ozônio, passou a ser objeto de estudos devido ao seu aumento, causando as mudanças climáticas globais, como o aumento da temperatura do ar, secas e outras. Além do gás carbônico, está havendo aumento da emissão de Compostos Orgânicos Voláteis (COV) na troposfera, além de óxidos de nitrogênio, que causam a produção de ozônio tóxico aos seres vivos. Este, o ozônio produzido em baixa altitude reduz a fotossíntese e produtividade de culturas sensíveis, como a soja e o algodão, culturas importantes no Brasil. O aumento substancial da concentração de gás carbônico na atmosfera, nos próximos anos, provavelmente causará aumento da fotossíntese e biomassa em plantas. Esse processo ocorrerá especialmente nas espécies arbóreas e gramíneas C3 e menos nas leguminosas e plantas C4. Entretanto, este aumento será menor que o previsto por estudos em ambiente controlado, segundo resultados de campo. Além disso, a maior concentração destes GEE na atmosfera causará aumento da temperatura do ar e redução da disponibilidade de água no solo, que podem anular o efeito benéfico e fertilizante do gás carbônico, especialmente quando associado ao efeito nocivo do aumento de ozônio na biosfera. Contudo, os estudos têm sido realizados em regiões temperadas, e pouco se sabe sobre a atividade do gás carbônico e ozônio, e seus efeitos sobre o metabolismo das plantas cultivadas, em regiões tropicais.
Carbon metabolism of crops and the increase of atmospheric CO2 and O3: situation and previsions
Menos gás carbônico no ar – Cerca de metade do CO2 produzido é absorvido pelos oceanos ou vegetais e, por isso, é importante estimar corretamente as taxas de captação de cada organismo. “Essa descoberta mostra que a biosfera terrestre contemporânea tem menos CO2 do que imaginávamos”, afirmam os pesquisadores no estudo.
Entretanto, o desequilíbrio na produção de gás carbônico que possa causar um excesso desse gás na atmosfera, o que pode ser prejudicial aos organismos.
Como ocorre a absorção de carbono pelas plantas?
Como alguns fungos e bactérias são responsáveis pela decomposição tanto de animais como a de vegetais, eles ingerem parte deste carbono, liberando-o para a atmosfera e para o solo. Além das bactérias, o processo de queimadas também libera o gás carbônico no solo e na atmosfera.
Esse gás carbônico é retirado da atmosfera pelas plantas durante a fotossíntese. Como outros gases, o gás carbônico pode passar para o estado líquido ou para o estado sólido se baixarmos suficientemente sua temperatura (a quase 80ºC negativos).
Como as plantas usam o gás carbônico?
Naturalmente, o gás carbônico que existe na Terra é benéfico e traz pontos positivos para o planeta e seus habitantes. Junto com outros gases como o vapor de água, metano, ozônio e óxido nitroso, por exemplo, ele forma uma camada transparente ao redor da crosta.
O gás carbônico representa um papel importante para a manutenção da vida no planeta. Além da fotossíntese das plantas, que transforma o gás em energia para sua sobrevivência, ele serve para ser utilizado em diversas formas ou produtos:
Assim, só no século 20, a temperatura média do ar aumentou em 0.6 ºC, devido à emissão antropogênica dos GEE, absorvendo mais radiação e promovendo o aquecimento da atmosfera. A geração de GEE é devida, principalmente, à atividade industrial, que gera as maiores quantidades desses gases, em comparação com as atividades de uso da terra como o desflorestamento (Sarmiento e Wosfy,1999; Solomon et al., 2007). Segundo Brennan et al. (2007), com o aumento atual na concentração dos GEE, principalmente do CO2, mas também do CH4, NOx, COV, aerosóis (carbono orgânico, nitrato e poeira) e do O3, haverá grandes variações climáticas, tais como: maior ocorrência de temperaturas extremas, com ondas de calor e de frio. Além disso também haverá mudanças nos padrões das correntes de ar sobre o globo terrestre, acentuando a seca em algumas regiões, principalmente na zona tropical, mas com precipitações pesadas em outras regiões (Hockstad et al., 2006).
Quais são os gás carbônicos no ar?
Maior concentração de CO2 atmosférico, por outro lado, causa aumento da eficiência no uso de água (EUA) e de nitrogênio (EUN) (Long et al., 2006). O aumento da EUA é devido ao aumento da disponibilidade do substrato CO2 e da atividade Vc, causando diminuição (de 22% em média) da abertura e condutância estomática (gs), que por sua vez vai causar redução na transpiração, aumentando a EUA (Dermody et al., 2008; Leakey et al., 2009). Já para a EUN, com o aumento da Vc da Rubisco, menos nitrogênio assimilado é alocado para a biossíntese desta enzima, podendo haver redução de até 40% no conteúdo de Rubisco (Drake et al., 1997) e os teores de N nas folhas poderão decrescer em 5% (Ainsworth e Rogers, 2007).
Além da queima de produtos, o gás também pode ter origem em atividades vulcânicas, ou, quando o solo é muito rico em materiais orgânicos. Um exemplo, portanto, seriam os pântanos que viabilizam a produção do dióxido.