Apostila_Manejo e conservação do solo Parte1

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
Centro de Ciências Agrárias - Departamento de Ciências do Solo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
APOSTILA DE DISCIPLINA (AK0015 e AK0010) 
MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Teógenes Senna de Oliveira 
Profa. Dra. Mirian Cristina Gomes Costa 
Mestranda: Ana Caroline de Moraes Araújo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fortaleza, CE 
Agosto de 2010 
 
 
 2
AULA TEÓRICA 01: AGRICULTURA, SUSTENTABILIDADE E MEIO-AMBIENTE 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O sucesso atual da agricultura, em escala global, deve ser reconhecido, uma 
vez que este satisfez a demanda crescente de alimentos durante a última metade do 
século XX. 
 
Nas últimas quatro décadas, a produção global de alimentos cresceu cerca de 
170%. A população mundial segue crescendo, as economias dos países em 
desenvolvimento estão aquecidas. Há uma década, a Índia cresce a 9% ao ano, a 
China a mais de 10%. Em 1973, o Brasil colheu 48 milhões de toneladas de grãos 
cultivados em 46 milhões de hectares, que equivale a aproximadamente 1 ton/ha. 
Em 2005, em uma área de 47 milhões de hectares, foram colhidos 2,5 vezes mais 
grãos (120 milhões de toneladas) (BORTOLOZZO, 2009). Assim, em 2050, o Brasil 
terá a capacidade de produzir 1 Bilhão de toneladas de grãos. 
. 
Este sucesso se deve aos avanços científicos e às inovações tecnológicas, 
como por exemplo, o desenvolvimento de novas variedades de plantas, o uso de 
fertilizantes e defensivos e aperfeiçoamento de sistemas de irrigação (Quadro 1). 
 
No entanto, apesar dos seus sucessos, a base de produção está sendo 
comprometida, ou seja, os recursos naturais (solo, água e a própria diversidade 
natural genética) estão sendo excessivamente degradados. Além disso, há uma 
grande dependência de combustíveis fósseis não renováveis. 
 
2. TENDÊNCIAS MUNDIAIS 
 
Estudo conduzido pela ONU (Millenium Ecosystem Assessment) aponta para: 
 
a. Crescimento populacional ascendente (Figuras 1A e 1B); 
 
 
Em 2008, a ONU (Organização das Nações Unidas) divulgou um relatório que 
apresenta uma estimativa em relação ao número de habitantes em escala planetária 
para o ano de 2050, que poderá atingir 9,2 bilhões de pessoas. De acordo com a 
pesquisa, o crescimento da população deve ocorrer de forma significativa somente 
nos países em desenvolvimento, no caso dos países desenvolvidos as mudanças 
serão modestas. 
 
 3
 
Figura 1A. Crescimento populacional (Fonte : United Nations: words Population 
Prospects: The 2006 Revision (2007) 
 
 
 
Figura 1B. Crescimento populacional mundial em diferentes cenários no futuro 
(Fonte: Millenium Ecosystem Assessment) 
 
 4 
Quadro 1 - Produtividade, área plantada, custo atual e renda diferencial proporcionada pela geração de pesquisa aplicada às 
culturas do algodão e cajueiro em diferentes sistemas de produção no Nordeste brasileiro 
 
Sistema de Produção 
 
Região 
Produtividade 
(kg/ha) 
Área plantada 
atual no NE (ha) 
Custo atual 
(R$/Kg) 
R$/arroba) 
Renda potencial 
diferencial gerada 
pela pesquisa9/ (R$) 
Algodão herbáceo NE 4951/ 283.8581/ 9,187/ 1.289.879.138,00 
Algodão arbóreo1 NE 2631/ 26.2241/ 9,187/ 63.313.652,20 
Algodão mocó (1º ano) Seridó, PB, RN 5002/ 26.2241/ 9,187/ 57.054.507,80 
Algodão mocó (2º ano) Seridó, PB, RN 8002/ 26.2241/ 9,187/ 129.275.404,00 
Algodão 7MH Seridó, PB, RN 1.3502/ 26.2241/ 9,187/ 261.680.380,00 
Algodão herbáceo de sequeiro Sudoeste da Bahia 1.1002/ 283.8581/ 9,187/ 1.576.518.946,00 
Algodão herbáceo de sequeiro Sertão, PB 1.7002/ 283.8581/ 9,187/ 3.140.008.810,00 
Algodão herbáceo irrigado Sertão, PB, CE 2.9502/ 283.8581/ 9,187/ 6.397.279.360,00 
Cajueiro gigante (castanha de 
caju)3 
CE, RN, PB 2093/ 647.4996/ 0,908/ 121.794.562,00 
Cajueiro anão precoce de 
sequeiro (castanha de caju)4 
CE, RN, PB 7234/ 647.4996/ 0,908/ 299.533.037,00 
Cajueiro anão precoce de 
irrigado (castanha de caju)4 
CE, RN, PB 1.2865/ 647.4996/ 0,908/ 627.620.781,00 
1 - Média para a safra 1996/1997 de acordo com Levantamento Sistemático da Produção Agrícola (1977), citado por Beltrão (1999); 2 - Produtividades 
médias conforme Beltrão (1999); 3 - Produtividade média dos anos de 1989 a 1998, conforme banco de dados do Centro Nacional de Agroindústria Tropical 
(CNPAT) da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA); 4 - Produtividade média de cajueiro anão precoce em condições de sequeiro de oito 
anos de produção; 5 - Produtividade média de cajueiro anão precoce em condições irrigadas de cinco anos de produção; 6 - Área plantada para a safra 
1995/1996 conforme IBGE, citado por Silva (1998); 7 - Fonte: Folha de São Paulo (1999); 8 - Preço médio das áreas produtoras de Acarape (R$1,00) e 
Acaraú (R$0,80), Ceará. Fonte: Diário do Nordeste (1999); e 9 - Renda diferencial = {Área plantada (ha) X produtividade do sistema de produção 
considerado (com aplicação de pesquisa) (kg/ha) X custo atual (R$/kg)} - {Área plantada (ha) X produtividade do sistema de produção médio nas áreas 
produtoras (kg/ha), indicada pelos itens 1,2 e 3 X custo atual (R$/kg)}. 
 
 
 
 5
b. Aumento da produção total e per capita de alimentos crescente, 
porém em gradientes muito menores para o segundo caso (Figura 2); 
 
c. Redução dos preços de produtos agrícolas (Figura 2); 
 
Figura 2. Produção de alimentos mundial e per capita, preços e número de pessoas 
subnutridas Millenium (Ecosystem Assessment). 
 
A agricultura brasileira vem se desenvolvendo e modernizando, destacando-
se como atividade de alto valor econômico e social, com tendência de crescimento 
acentuado em curto prazo. A amplitude dos mercados ineterno e exteno e a 
tendência de aumento da produção de alimentos, contribuem para a dinâmica de 
redução dos preços dos produtos agrícolas. 
 
d. Redução da área agrícola e de pastagens nos países desenvolvidos 
(Figura 3); 
 
e. Aumento da área agrícola e de pastagens nos países em 
desenvolvimento (Figura 3); 
 
 
Até 2020, a população mundial deve chegar a 7,5 bilhões de habitantes, e o 
maior crescimento acontecerá em países em desenvolvimento, sendo que na área 
urbana, deve ser 5,7 vezes maior que na rural, o que deve provocar mudanças 
significativas no hábito alimentar. Para os países desenvolvidos, o consumo de 
carne e leite mostrou-se estabilizado nas décadas de 80 e 90, com tendência de 
manter esta estabilidade até 2020. Já, nos países em desenvolvimento, há previsão 
de um aumento de 50% no consumo desses produtos. A melhoria da produtividade 
das pastagens está diretamente relacionada com o aumento da demanda. 
 6
 
Figura 3. Área agrícola e de pastagens em diferentes cenários nos países em 
desenvolvimento e industriais. 
 
f. Redirecionamento do uso atual nos países desenvolvidos (Figura 4); e 
 
 
 
Figura 4. Tendências de cobertura vegetal mundial. 
 
 
 
 
 
 
 7
1.310.000
1.320.000
1.330.000
1.340.000
1.350.000
1.360.000
1.370.000
1.380.000
1.390.000
1.400.000
1.410.000
1.420.000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Ano
T
er
ra
s 
ar
á
v
ei
s
 (
10
0
0 
ha
)
g. Redução da disponibilidade de novas áreas cultiváveis (Figura 5). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5. Área de terras aráveis mundiais (FAOSTAT, 2006) 
 
É de se esperar, portanto, que: 
 
A pressão por produção de alimentos seja cada vez mais crescente, 
principalmente sobre as áreas agrícolas dos países em desenvolvimento, com 
preços agrícolas cada vez menores. 
 
Qual a saída, ou seja, como responder as seguintes perguntas: 
 
Como produzir alimentos para uma população cada vez mais crescente? 
 
Como produzir alimentos em condições potencialmente limitadas de área 
disponível? 
 
Para poder responder estas perguntas é necessário o entendimento das 
conseqüências das práticas atuais que estão comprometendo a produtividade 
ecológica, atual e futura, dos campos agrícolas. 
 
Condições técnicas que comprometem a produtividade ecológica, atual 
e futura, conseqüentes das atividades agrícolas predominantes nos campos 
agrícolasatuais: 
 
a. Degradação do solo: pode envolver a salinização, alagamento, 
compactação, contaminação por defensivos, declínio na qualidade da sua estrutura, 
perda de fertilidade e erosão; 
 
b. Desperdício e uso exagerado de água: a agricultura é responsável por 
2/3 do uso global da água e é uma das principais causas de sua falta em muitas 
 8
regiões. Mais da metade da água aplicada nas culturas não é absorvida pelas 
plantas.; 
 
c. Poluição do ambiente: a agricultura polui mais do que qualquer outra 
fonte individual. Incluem-se como poluentes os defensivos, os fertilizantes e sais, 
além de sedimentos. Vários são os exemplos de poluição. Um deles é o caso do 
Pantanal Mato-Grossense onde as áreas de cultivo de soja, cana-de-açúcar, 
algodão e milho na região do planalto que circunda a planície pantaneira, bem como 
nas áreas de arroz irrigado na própria planície (como no Pantanal do rio Miranda), o 
uso excessivo de defensivos está contaminando uma das mais importantes e ainda 
conservadas áreas úmidas do mundo. Além da agricultura intensiva praticada nas 
terras altas que nos últimos 40 anos, não tem respeitado a legislação que obriga a 
manter conservadas as áreas de proteção permanente, como as matas ciliares 
(matas ao longo dos rios e córregos) e as áreas de nascentes, bem como as áreas 
de reserva legal. 
 
d. Dependência de insumos externos: os altos rendimentos da agricultura 
atual estão relacionados ao aumento do uso de insumos agrícolas: água para 
irrigação, fertilizantes, corretivos, defensivos, energia para máquinas e bombas e 
tecnologia no desenvolvimento de novos insumos; 
 
e. Perda da diversidade genética: a diversidade genética geral das plantas 
domesticadas diminuiu, muitas variedades foram extintas e outras têm caminhado 
nesta direção. Apenas seis variedades de milho, por exemplo, são responsáveis por 
mais de 70% da produção mundial deste grão. Esta perda ocorre por conta da 
ênfase da agricultura convencional em ganhos de produtividade em curto prazo. 
Contudo, a vulnerabilidade de uma cultura com uma base genética restrita é muito 
maior com relação ao ataque de pragas, patógenos (que adquirem resistência a 
agrotóxicos e aos compostos de defesa da planta), clima e outros fatores 
ambientais; 
 
f. Redução da participação da população rural sobre a produção 
agrícola: há uma diminuição da população rural diretamente envolvida com a 
produção agrícola, tanto nos países desenvolvidos, quanto em desenvolvimento. 
Pequenos produtores não podem bancar o custo de atualização de equipamentos e 
tecnologia agrícola para competir de maneira bem-sucedida, com as operações da 
produção em grande escala; e 
 
g. Desigualdade global: apesar dos aumentos na produtividade e produção, 
a fome persiste em todo o globo. Enormes disparidades de ingestão de calorias e na 
segurança alimentar entre pessoas de nações desenvolvidas e aquelas de nações 
em desenvolvimento. As relações de desigualdade tendem a promover políticas e 
práticas agrícolas que são dirigidas mais por considerações econômicas do que pela 
sabedoria ecológica e pensamento em longo prazo. Por exemplo, agricultores 
deslocados pela produção para exportação dos grandes proprietários de terras, são 
freqüentemente forçados a cultivar terras marginais. Os resultados são os 
desmatamentos, a erosão severa e o dano social e ecológico sério. 
 
 
 
 9
3. O USO DO SOLO NO NORDESTE BRASILEIRO/CEARÁ 
 
Grande parte da economia agrícola nordestina está fortemente sustentada na 
exploração dos recursos naturais, principalmente no que se refere ao extrativismo da 
cobertura vegetal, o superpastejo em pastagens nativas e a exploração agrícola sem 
qualquer tipo de preocupação conservacionista (Sampaio & Salcedo, 1997). 
 
Araújo Filho & Carvalho (1996) comentam que 73% do consumo de energia 
primária para a indústria de alguns estados nordestinos têm como fonte o carvão e a 
lenha e, em termos globais, o uso destas fontes atende 33% do consumo de 
energia. 
 
Sampaio & Salcedo (1997) comentam que, considerando a produção média 
de lenha das caatingas que é de 24 m3 ha-1 (ou 70 estéreo ha-1) utilizando o fator de 
conversão de lenha para carvão de 12,5 estéreo Mg-1 (PNUD-FAO-IBAMA, 1992), 
estes números corresponderiam ao corte raso de 5,0x103 km2 no Ceará, 2,2x103 km2 
no Rio Grande do Norte, 0,8x103 km2 na Paraíba e 1,2x103 km2 em Pernambuco. 
 
São proporções anuais pequenas (1,2 a 4,3%) mas, como a vegetação leva 
de 10-15 anos para recuperar mais de 90% da biomassa original, afeta áreas totais 
10 a 15 vezes maiores. Os autores comentam que tais retiradas, associadas às 
áreas agrícolas, são responsáveis pela maior parte das áreas desmatadas nestes 
estados, o que corresponde a 53% (CE), 66% (RN), 49% (PB) e 55% (PE), em 1992, 
tendo crescido 5%, 21%, 9% e 10% em 19 anos (PNUD-FAO-IBAMA-SUDENE, 
1993). 
 
Estes dados tornam bastante evidente que as reservas florestais naturais 
estão sendo utilizadas para o suprimento desta demanda, com graves 
conseqüências, perfeitamente perceptíveis, a começar pela redução da 
biodiversidade (flora e fauna), inclusive com espécies ameaçadas de extinção 
(Figueiredo et al., 1994), a redução do potencial de produção agrícola de solos, bem 
como suas conseqüências sócio-políticas que se tornam evidentes pela migração 
sempre crescente do meio rural. 
 
A lista de espécies ameaçadas de extinção no Ceará relaciona 38 espécies 
de plantas, a grande maioria arbóreas, incluindo o angico-preto, o angico branco, a 
aroeira, o bálsamo, a braúna, o caroá, o cedro, a craibeira, o cumaru, o gonçalo 
alves etc. 
 
Todos estes fatores em conjunto culminam com a degradação do ambiente. 
Tal realidade é comprovada por Sá et al. (1994) que comprovam este quadro, 
quando realizaram levantamento de áreas degradadas no nordeste brasileiro, 
apontando para a Paraíba, Ceará, Rio Grande do Norte e Pernambuco, proporções 
de área equivalentes a 64, 53, 36 e 25%, respectivamente, da superfície destes 
estados, entre os níveis moderado, forte a muito forte. Predominantemente os níveis 
identificados estão associados a Luvissolos, Planossolos e os Neossolos Litólicos, 
solos nos quais o binômio algodão-pecuária, juntamente com a exploração da 
vegetação para produção de lenha, madeira e carvão, foram os principais agentes 
de degradação. 
 
No Ceará, os 53% equivalem a 77.000 km2, de um total de 148.016 km2 com 
grande parte ocupada por Luvissolos, Planossolos e os Neossolos Litólicos. 
 
 10
Quadro 2. - População total e rural no semi-árido em 1991, bovinos + caprinos no 
NE em 1995, produção de lenha e carvão em 1989, área irrigada no 
semi-árido em 1985 e áreas degradadas no NE* 
EF População bovinos ovinos lenha Carvão Áreas degradadas 
 total Rural caprinos 
área 
irrigada MF F-MF F M 
 ---------106-------- 106 m3 103 Mg 103 ha 103 km2 
PI 2,6 1,2 1,98 3,21 1,73 6,3 13,6 5,9 0,5 7,9 0,6 
CE 6,3 2,2 2,10 2,31 12,16 49,9 67,3 42,5 8,8 5,1 20,6 
RN 2,4 0,7 0,57 0,45 5,36 23,4 17,5 9,0 1,4 2,6 6,0 
PB 3,1 1,1 0,86 0,68 1,90 22,5 16,2 21,1 6,9 3,0 4,3 
PE 3,4 1,6 1,27 1,49 2,81 70,1 50,4 16,3 7,2 1,5 - 
AL 0,9 0,5 0,80 0,18 1,30 6,4 4,9 0,9 - - - 
SE 0,5 0,3 0,91 0,20 0,87 6,4 6,6 2,7 - - - 
BA 5,8 3,2 10,02 6,76 20,36 135,3 71,9 20,3 6,7 1,6 - 
Total 25,0 10,8 18,51 15,26 46,49 320,3 248,3 118,7 31,6 21,8 31,5 
MF = muito forte; F = forte; M = moderada. 
(Adaptado de SAMPAIO, E.V.S.B. & SALCEDO, 1997) 
 
As conseqüências da perda da qualidade destes solos se refletiram na queda 
da produtividade do algodão mocó no estado do Ceará, no passado o maior produtor 
do país (Figura 6). 
 
Figura 6. Produtividade media do algodão-mocó, de 1973 a 1996, no estado do 
Ceará, Brasil (EMBRAPA, 1996) 
 
4. A NECESSIDADE DE SISTEMAS SUSTENTÁVEIS DE PRODUÇÃO DE 
ALIMENTOS 
 
A produção agrícola pode ser aumentada somente de três maneiras: 
 
a. Pela incorporação de novas áreas de produção 
 
b. Aumento nos ciclos de cultivo (ex: culturas de “safrinha”), ou 
 
c. Pelo aumentoda produtividade. 
 
 
0
50
100
150
200
250
1968 1972 1976 1980 1984 1988 1992 1996
Anos
P
ro
d
u
ti
vi
d
ad
e 
m
éd
ia
 (
kg
/h
a)
 11
Como visto, as diversas técnicas usadas para o aumento da produtividade se 
usadas de forma incorreta têm conseqüências negativas, que, em longo prazo, 
levam a diminuição da produtividade agrícola. O aumento da área de cultivo também 
é problemático. A maior parte da área agricultável foi convertida ao uso humano, e, 
desta porção, a proporção que pode ser cultivada está, na verdade, diminuindo 
devido a expansão urbana, degradação do solo e desertificação. 
 
A única opção que resta é preservar a produtividade. A preservação da 
produtividade da terra agrícola, em longo prazo, requer a produção sustentável de 
alimentos. A sustentabilidade da produção agrícola tem uma base ecológica e deve 
ser técnica, econômica, ambiental e sócio-politicamente viável, em níveis local, 
regional e global. 
 
Definindo sustentabilidade ou produção sustentável: é a condição de ser 
capaz de perpetuamente colher biomassa de um sistema, porque sua capacidade de 
se renovar ou ser renovado não é comprometida. 
 
Como a perpetuidade nunca pode ser demonstrada no presente, a prova de 
sustentabilidade permanece no futuro, fora do alcance. Assim, é impossível se 
saber, com certeza, se uma determinada prática é, de fato, sustentável ou se um 
determinado conjunto de práticas constitui sustentabilidade. Contudo, é possível 
demonstrar que uma prática está se afastando da sustentabilidade. 
 
Efeitos desejáveis de uma agricultura sustentável: 
 
a. Efeitos negativos mínimos no ambiente e não liberação de substâncias 
tóxicas ou nocivas na atmosfera, água superficial ou subterrânea; 
 
b. Preservação e recomposição da fertilidade, prevenção da erosão e 
manutenção da saúde ecológica do solo; 
 
c. Uso da água de maneira que permita a recarga dos depósitos aqüíferos e 
satisfaça as necessidades hídricas do ambiente e das pessoas; 
 
d. Depender, principalmente, de recursos de dentro do agroecossistema, 
incluindo comunidades próximas, ao substituir insumos externos por ciclagem de 
nutrientes, melhor conservação e uma base ampliada de conhecimento ecológico; 
 
e. Trabalhar para valorizar e conservar a diversidade biológica, tanto de 
paisagens silvestres quanto de paisagens domesticadas; e 
 
f. Garantir igualdade e acesso às práticas, conhecimento e tecnologias 
agrícolas adequados e possibilitar o controle local dos recursos agrícolas. 
 
 
 
 
 
 
 
 12
5. A AGRICULTURA IRRIGADA NO NORDESTE BRASILEIRO E A SUA 
SUSTENTABILIDADE 
 
As ações voltadas para a expansão das áreas irrigadas merecem destaque, 
pois esta discussão pode estar inserida numa abordagem mais ampla e de 
complemento aplicado do conceito de sustentabilidade. 
 
No nordeste são áreas consideradas privilegiadíssimas, já que nesta região a 
água é um recurso escasso, sendo considerada potenciais e importantes fontes de 
geração de renda e emprego. 
 
Embora seja apontada como solução salvadora do Nordeste brasileiro, esta 
atividade só é rentável e sustentável, se realizada de forma adequada por meio de 
técnicas que maximizem a eficiência do uso da terra e da água, promovendo assim, 
a redução de custos operacionais e impactos ambientais. 
 
No estado do Ceará são poucos os perímetros que mantém essa 
sustentabilidade econômica. Alguns perímetros irrigados implantados no passado 
apontam vários erros, inclusive de engenharia, que devem ser considerados no 
presente e futuro, evidenciando principalmente a falta de tecnologia e assistência 
técnica, como razão para o comprometimento destas áreas. O uso atual de algumas 
áreas irrigadas indica que a degradação do solo pela compactação e salinização já é 
uma realidade e o caso, por exemplo, da Chapada do Apodi e Morada Nova. 
 
O potencial comprometedor do uso inadequado dos recursos na 
sustentabilidade destas áreas é elevado, pois quaisquer outras práticas a serem 
adotadas para minimizar as conseqüências deste uso, comprometem a sua 
viabilidade econômica. 
 
Contudo, não resta dúvida que a irrigação é uma técnica que pode conduzir a 
sustentabilidade de algumas áreas do semi-árido. No entanto, não deve ser 
considerada como única. 
 
Assim, tecnologia para o aumento da eficiência dos recursos naturais (solo e 
água), do trabalho e do capital deve ser uma busca incessante, principalmente se for 
considerado que o potencial de área a ser explorado com o uso da irrigação não 
ultrapassa 5%, conforme Sampaio & Salcedo (1997), considerando a baixa 
disponibilidade hídrica no semi-árido brasileiro. Somente por esse valor é evidente 
que a irrigação não se tornará a única opção viável de exploração agrícola que 
promova a sustentabilidade da agricultura no semi-árido. 
 
A área passível de irrigação no Ceará é de 2%. O custo de 1 ha irrigado está 
em torno de US$ 12.000,00 e de 1.000 m3 de água por volta de US$ 20,00. 
A proporção de área não irrigável é elevada. A busca da sustentabilidade no 
semi-árido passa necessariamente pela complementaridade do uso agrícola das 
áreas irrigadas e das não irrigadas, devendo haver opções de uso agrícola racional 
e sustentável, tanto em nível local, regional quanto nacional. 
 
 
 
 13
Será que essa busca existe atualmente? 
 
O que se nota na realidade é o esforço concentrado no desenvolvimento de 
tecnologia e expansão da área irrigada, e muito pouco para a convivência com a 
deficiência hídrica. 
 
6. O CONCEITO DE AGROECOSSISTEMA (UM POUCO DE AGROECOLOGIA) 
 Um agroecossistema é um local de produção agrícola, uma propriedade 
agrícola, por exemplo, compreendido como um ecossistema. Este conceito 
proporciona uma estrutura onde se pode analisar os sistemas de produção de 
alimentos como um todo, incluindo seus conjuntos complexos de insumos e 
produção e as interconexões entre as partes que o compõem. 
 
 É um conceito que se baseia em princípios ecológicos, tendo como referência 
os ecossistemas naturais. Examinam-se os aspectos estruturais e os funcionais. Os 
agroecossistemas são, então, descritos em termos de como eles se comparam 
estrutural e funcionalmente com os ecossistemas naturais. 
 
Um ecossistema pode ser definido como um sistema funcional de relações 
complementares entre organismos vivos e seu ambiente, delimitado por fronteiras 
escolhidas arbitrariamente, as quais, no espaço e no tempo, parecem manter um 
equilíbrio dinâmico, porém estável. Um ecossistema tem partes físicas com relações 
particulares (a estrutura do sistema), que juntos participam de processos dinâmicos 
(a função do sistema). 
 
Os componentes estruturais básicos do ecossistema são: fatores bióticos 
(organismos vivos que interagem no ambiente) e fatores abióticos (componentes 
químicos e físicos não vivos do ambiente, como solo, luz, umidade e temperatura). 
 
7. A ORGANIZAÇÃO NOS ECOSSISTEMAS 
 
 Os ecossistemas podem ser examinados em termos de uma hierarquia de 
organização das partes que o compõem, sendo dividido em quatro níveis: 
 
a. No primeiro nível que é o mais simples está o organismo individual, neste, o 
indivíduo é analisado quanto ao seu comportamento em resposta aos fatores do 
ambiente e como o grau de tolerância particular do organismo a estresses no 
ambiente determinará onde o mesmo viverá. Exemplo: a adaptação da bananeira 
que a restringe nas regiões tropicais. 
 
b. No segundo nível de organização ficam os grupos de indivíduos da mesma 
espécie, sendo chamado de população. É importante entender a ecologia das 
populações para determinar os fatores que controlam seu tamanho e crescimento, 
especialmente com relação à capacidade do ambiente de sustentar uma 
determinada população ao longo do tempo. 
 
c. O terceiro nível de organização fica a comunidade, uma comunidade é definida 
como um conjunto de várias espécies vivendo juntas em um determinado lugar e 
interagindo. O importante neste nível é saber como as interações de organismos 
 14
afetama distribuição e abundância das diferentes espécies que constituem uma 
comunidade particular. A competição entre plantas em um sistema de cultivo ou a 
predação de pulgões por joaninhas são exemplos de interações neste nível em um 
agroecossistema. 
 
d. E o quarto e mais abrangente nível de organização de um ecossistema é o 
próprio ecossistema, incluindo todos os fatores abióticos do ambiente, além das 
comunidades de organismos que ocorrem em uma área específica. 
 
Os quatro níveis de organização são mostrados na Figura 7. 
 
 
 
Figura 7. Níveis de organização do ecossistema aplicados a um agroecossistema 
(Fonte: Gliessman, 2001). 
 
 Uma característica importante dos ecossistemas é que em cada nível de 
organização emergem propriedades que não estavam presentes no anterior, 
resultantes da interação das partes componentes daquele nível de organização do 
ecossistema. Uma população é muito mais que uma coleção de indivíduos da 
mesma espécie e tem características que não podem ser compreendidas em termos 
de organismos individuais. No contexto do agroecossistema, este princípio significa, 
em essência, que a unidade agrícola é maior que a soma de seus cultivos 
individuais. A sustentabilidade pode ser considerada a qualidade emergente maior 
de uma abordagem de ecossistema à agricultura. 
 
 15
8. AS PROPRIEDADES ESTRUTURAIS DAS COMUNIDADES 
 
Uma comunidade existe como resultado das adaptações das espécies que 
compõem os gradientes de fatores abióticos que ocorrem no ambiente, e, como 
resultado das interações entre populações dessas espécies. É importante examinar 
detalhadamente as propriedades das comunidades, resultantes das interações neste 
nível. 
 
As propriedades estruturais de comunidades são: 
 
a. Diversidade das espécies: é o número de espécies existentes em uma 
comunidade; 
 
b. Dominância e abundância relativa: em uma comunidade algumas 
espécies podem ser relativamente abundantes, e outras menos. A espécie com 
maior impacto, tanto dos componentes bióticos quanto nos abióticos da comunidade, 
é referida como a espécie dominante. A dominância pode ser resultado da relativa 
abundância do organismo, seu tamanho, seu papel ecológico, ou de quaisquer 
desses fatores combinados; 
 
c. Estrutura vegetativa: comunidades terrestres apresentam um componente 
vertical (um perfil com diferentes camadas) e outro horizontal (agrupamentos ou 
padrões de associação). Aprende-se a reconhecer como espécies diferentes 
ocupam lugares distintos nesta estrutura. Quando espécies assumem formas 
semelhantes de crescimento, nomes mais gerais são dados a esses conjuntos: 
pradaria, capoeira, floresta etc; 
 
e. Estrutura trófica: cada espécie em uma comunidade tem necessidades 
nutritivas. Como essas necessidades são satisfeitas ante outras espécies, o que 
determina a estrutura de relações alimentares, chamada de estrutura trófica. A 
estrutura trópica é constituída por organismos produtores (autotróficas: satisfazem 
suas necessidades de energia sem serem predadoras de outros organismos) e 
consumidores (incluindo os herbívoros, predadores, parasitas e parasitóides). Todos 
os consumidores são chamados heterotróficos (suas necessidades nutritivas são 
satisfeitas consumindo outros organismos). Cada nível de consumo é considerado 
nível trófico diferente. As relações tróficas podem ser descritas como uma cadeia 
alimentar, dependendo de sua complexidade; e 
 
f. Estabilidade: normalmente, a diversidade das espécies, a estrutura de 
dominância, a vegetativa e a trófica de uma comunidade permanecem 
razoavelmente estáveis ao longo do tempo, embora indivíduos morram e deixem a 
área e o tamanho relativo das populações mude. A estabilidade relativa de uma 
comunidade depende enormemente do seu tipo e da natureza das perturbações às 
quais ela está sujeita. 
 
 
 
 
 
 
 16
9. OS PROCESSOS DINÂMICOS NOS ECOSSISTEMAS 
 
 O funcionamento dos ecossistemas envolve os processos dinâmicos de 
movimento de matéria e energia e as interações e relações dos organismos e 
materiais no sistema. 
 
É importante entender estes processos, tratando os conceitos de dinâmica, 
eficiência, produtividade e desenvolvimento de ecossistemas, especialmente de 
agroecossistemas, onde a função pode fazer a diferença entre o fracasso e o 
sucesso de um cultivo ou de determinada prática de manejo. 
 
 Os dois processos fundamentais em qualquer ecossistema são o fluxo de 
energia entre suas partes e a ciclagem de nutrientes. 
 
9.1. Fluxo de energia 
 
 O fluxo de energia em um ecossistema está diretamente relacionado a sua 
estrutura trófica. A energia flui para dentro do ecossistema como resultado da 
captação de energia solar pelas plantas (as produtoras do sistema), sendo a 
biomassa convertida nos diferentes níveis tróficos pelos demais componentes do 
ecossistema (consumidores do sistema), liberando muito da energia que entrou na 
produção da biomassa, sendo a remanescente devolvida ao solo como matéria 
orgânica. 
 
9.2. A ciclagem de nutrientes 
 
 A ciclagem de nutrientes nos ecossistemas está obviamente relacionada ao 
fluxo de energia. Enquanto a energia flui apenas numa direção, os nutrientes, por 
outro lado, movem-se em ciclos, dos componentes bióticos para os abióticos e 
novamente para os bióticos. Como tanto os componentes bióticos como os abióticos 
do ecossistema estão envolvidos nesses ciclos, estes recebem o nome de ciclo 
biogeoquímicos. 
 
Os ciclos biogeoquímicos são complexos e interconectados, além de muitos 
ocorrerem em nível global que transcende ecossistemas individuais. Os ciclos mais 
importantes são do carbono (C), nitrogênio (N), oxigênio (O), fósforo (P), enxofre (S) 
e água. Cada nutriente tem uma rota específica através do ecossistema, mas dois 
tipos principais são identificados. 
 
Para os ciclos do C, O e N, a atmosfera funciona como o reservatório abiótico 
principal, assumindo caráter global. Elementos menos móveis (P, S, K, Ca e muitos 
micronutrientes) são ciclados localmente, pois o solo é o reservatório principal. 
 
 Se uma quantidade grande de um nutriente for perdida ou removida de um 
determinado sistema, ele pode se tornar limitante para o crescimento e 
desenvolvimento posteriores. Os componentes biológicos de cada sistema são muito 
importantes para determinar a eficiência com que os nutrientes se movem, 
assegurando que o mínimo seja perdido e o máximo seja reciclado. A produtividade 
pode tornar-se intimamente relacionada às taxas de reciclagem de nutrientes. 
 
 
 
 17
10. A DINÂMICA DOS ECOSSISTEMAS NATURAIS E AGROECOSSISTEMAS 
 
 As populações no ecossistema são dinâmicas, seu tamanho e os organismos 
individuais que as compõem mudam com o tempo, sendo determinadas também 
pelas interações com as outras e com o ambiente. 
 
As interações possíveis de ocorrerem entre espécies numa população podem 
ser de competição (adaptações similares e recursos insuficientes) ou de mutualismo 
(espécies que desenvolvem formas de interação entre si, com benefícios para 
ambas). 
 
 Os ecossistemas estão num constante estado de mudança dinâmica. Apesar 
deste dinamismo interno, são notavelmente estáveis em sua estrutura e 
funcionamento geral. Esta estabilidade se deve em parte à complexidade dos 
ecossistemas e à diversidade das espécies, tornando-os hábeis em resistir à 
modificação que é introduzida por perturbação ou de se recuperar da perturbação, 
depois que acontece. 
 
Esta estabilidade geral combinada com a transformação dinâmica é captada 
no conceito de equilíbrio dinâmico. Este equilíbrio é de considerável importância em 
um ambiente agrícola, permitindo um equilíbrio ecológico e funcionando com base 
no uso sustentável de recursos, que pode ser mantido indefinidamente, a despeito 
da mudança continuada e regular na forma de colheita, cultivo do solo e replantio. 
 
A manipulação e as alterações humanas dos ecossistemas, com o propósito 
de estabelecer uma produção agrícola, tornam os agroecossistemas muito 
diferentes dos ecossistemasnaturais. Contudo os processos, estruturas e 
características dos ecossistemas naturais podem ser observados nos 
agroecossistemas. 
 
Os fluxos de energia e o movimento de nutrientes de um ecossistema natural 
e um agroecossistema são mostrados nas Figuras 8 e 9. 
 
Uma comparação entre as figuras revela diferenças em vários aspectos 
chaves: 
 
a. Fluxo de energia: é bastante alterado em um agroecossistema pela 
interferência humana. São sistemas abertos, onde parte considerável da energia é 
dirigida para fora do sistema na época da colheita, em vez de ser armazenada na 
biomassa que poderia, então, se acumular dentro do sistema; 
 
b. Ciclagem de nutrientes: a reciclagem é mínima na maioria dos 
agroecossistemas, perdendo quantidades consideráveis com a colheita ou como 
resultado da lixiviação ou erosão, devido a grande redução nos níveis de biomassa 
permanente mantido dentro do sistema. A reposição das perdas tem ocorrido com 
nutrientes de insumos externos; 
 
c. Mecanismos reguladores de produção: devido a simplificação do 
ambiente e redução das interações tróficas em agroecossistemas, raramente 
populações de plantas cultivadas ou de animais são auto-reprodutoras ou auto-
reguladoras. Os insumos humanos, na forma de sementes ou agentes de controle, 
 18
freqüentemente dependem de grandes subsídios de energia, determinando o 
tamanho das populações. A diversidade biológica é reduzida, as estruturas tróficas 
tendem a se tornar simplificadas, e muitos nichos não são ocupados; e 
 
d. Estabilidade: os agroecossistemas, comparados aos ecossistemas 
naturais, têm muito menos resistência, devido à sua reduzida diversidade funcional e 
estrutural. 
 
Quadro 4. Diferenças ecológicas-chave entre ecossistemas naturais e 
agroecossistemas. 
 Ecossistemas naturais Agroecossistemas 
Produtividade líquida Média Alta 
Interações tróficas Complexas Simples, lineares 
Diversidade de espécies Alta Baixa 
Diversidade genética Alta Baixa 
Ciclos de nutrientes Fechados Abertos 
Estabilidade (resiliência) Alta Baixa 
Controle humano Independente Dependente 
Permanência temporal Longa Curta 
Heterogeneidade do 
habitat 
Complexa Simples 
Fonte: Gliessman (2001). 
 
 
 
 
 
Figura 8. Componentes funcionais de um ecossistema natural (Fonte: Gliessman, 
2001). 
 19
 
Figura 9. Componentes funcionais de um agroecossistema natural (Fonte: 
Gliessman, 2001). 
 
 
11. ECOSSISTEMAS NATURAIS E AGROECOSSISTEMAS SUSTENTÁVEIS 
 
 Apesar dos contrastes agudos apontados, sistemas reais de ambos os tipos 
existem num contínuo. Poucos ecossistemas naturais são verdadeiramente naturais 
no sentido de serem completamente independentes da influência humana. Por outro 
lado os agroecossistemas podem variar bastante em sua necessidade de 
interferência humana e insumos. 
 
 Os agroecossistemas podem ser desenhados para se aproximarem de 
ecossistemas naturais, em termos de características como diversidade, ciclagem de 
nutrientes e heterogeneidade de habitats. 
 
 Fisicamente, os limites espaciais de um agroecossistema, como aqueles de 
um ecossistema, são algo arbitrários, sendo na prática equivalente a uma unidade 
produtiva rural individual, embora pudesse facilmente ser uma lavoura ou conjunto 
de unidades vizinhas. 
 
Na prática deve-se distinguir entre o que é externo e interno em um 
agroecossistema, tornando-se necessário quando se analisam os insumos, uma vez 
que algo não pode ser um insumo a menos que venha de fora do sistema. 
 
A convenção seguida é usar a fronteira espacial de uma agroecossistema 
(explícita ou implícita) como a linha divisória entre o interno e o externo. Insumos 
fornecidos pelo homem, portanto, qualquer substância ou fonte de energia de fora 
das fronteiras espaciais do sistema é um insumo humano externo (agrotóxicos, 
fertilizantes, sementes híbridas, combustíveis fósseis, tratores, irrigação, trabalho 
humano não residente na unidade produtivo). Há também insumos naturais: 
 20
radiação solar, precipitação, vento, sedimentos depositados por enchentes e os 
propágulos de plantas. 
 
 O desafio de criar agroecossistemas sustentáveis é o de alcançar 
características semelhantes às de ecossistemas naturais, mantendo a produção 
para ser colhida. No trabalho em direção à sustentabilidade, o responsável se 
esforça, tanto quanto possível, para usar o conceito de ecossistema no desenho e 
manejo do agroecossistema. 
 
 O fluxo de energia pode ser desenhado para depender menos de recursos 
não renováveis, alcançando-se um equilíbrio melhor entre o uso de energia para 
manter os processos internos do sistema e aquele disponível para a exportação, na 
forma de produtos que podem ser colhidos. O produtor pode esforçar-se para 
desenvolver e manter ciclos de nutrientes que sejam o mais fechado possível, a fim 
de reduzir as perdas de nutrientes do sistema e buscar maneiras sustentáveis de 
fazer retornar, para a unidade produtiva, os nutrientes exportados. 
 
Um agroecossistema deve incorporar a qualidade de ecossistema natural de 
resiliência, estabilidade, produtividade e equilíbrio dinâmico necessário para 
estabelecer uma base ecológica de sustentabilidade. À medida que se reduz o uso 
de insumos humanos externos no controle dos processos do agroecossistema, 
pode-se esperar uma mudança de sistemas dependentes de insumos artificiais para 
sistemas desenhados para usar processos e interações de ecossistemas naturais, 
além de materiais derivativos de dentro do sistema. 
 
 
 
12. BIBLIOGRAFIA 
 
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