um sistema de suporte de vida da Humanidade Agricultura um sistema de suporte de vida da Humanidade Jornadas do Ambiente | Sustentabilidade Agricultura Biológica e Produção Sustentável Produzir sem degradar/esgotar recursos Pedro Aguiar Pinto (ISA/UTL)

Inteligibilidade é uma precondição da verdade Inteligibilidade é uma precondição da verdade. Se não se pode dizer se um conjunto de palavras diz alguma coisa, também não se pode dizer se diz alguma coisa verdadeira Simon Blackburn (1944 - ...) A descoberta da verdade é impedida mais efectivamente, não tanto pela falsa aparência que as coisas apresentam e que conduz ao erro ou pela debilidade da capacidade de raciocínio, mas sobretudo pela opinião pré-concebida, pelo preconceito Arthur Schopenhauer (1788-1860) Pontos prévios|2

Life support system - Biosphere 2 |3 Sistema de suporte de vida é o termo funcional que inclui as interacções entre o ambiente, os organismos, os processos e os recursos que resultam na provisão das necessidades fisiológicas da vida, nomeadamente, alimento e outras formas de energia, nutrientes minerais, ar e água Biosphere 2 is an Earth systems science research facility currently owned by the University of Arizona since 2011. Its mission is to serve as a center for research, outreach, teaching and lifelong learning about Earth, its living systems, and its place in the universe. It is a 3.14-acre (12,700 m2)[1] structure originally built to be an artificial, materially closed ecological system in Oracle, Arizona (US) by Space Biosphere Ventures, a joint venture whose principal officers were John P. Allen, inventor and Executive Director, and Margret Augustine, CEO. Constructed between 1987 and 1991, it was used to explore the complex web of interactions within life systems in a structure that included five areas based on biomes and an agricultural area and human living/working space to study the interactions between humans, farming and technology with the rest of nature.[2] It also explored the possible use of closed biospheres in space colonization, and allowed the study and manipulation of a biosphere without harming Earth's. The name comes from Earth's biosphere, Biosphere 1. Earth's life system is the only biosphere currently known. Funding for the project came primarily from the joint venture's financial partner, Ed Bass' Decisions Investment, and cost $200 million from 1985 to 2007, including land, support research greenhouses, test module and staff facilities. Life support system - Biosphere 2 |3

Sistema de suporte de vida|4 Sistema de suporte de vida inclui todas as interacções entre o ambiente, os organismos, os processos e os recursos que asseguram a provisão das necessidades fisiológicas da vida, nomeadamente, alimento e outras formas de energia, nutrientes minerais, ar e água Odum (1989) Sistema de suporte de vida é o termo funcional que inclui as interacções entre o ambiente, os organismos, os processos e os recursos que resultam na provisão das necessidades fisiológicas da vida, nomeadamente, alimento e outras formas de energia, nutrientes minerais, ar e água Biosphere 2 is an Earth systems science research facility currently owned by the University of Arizona since 2011. Its mission is to serve as a center for research, outreach, teaching and lifelong learning about Earth, its living systems, and its place in the universe. It is a 3.14-acre (12,700 m2)[1] structure originally built to be an artificial, materially closed ecological system in Oracle, Arizona (US) by Space Biosphere Ventures, a joint venture whose principal officers were John P. Allen, inventor and Executive Director, and Margret Augustine, CEO. Constructed between 1987 and 1991, it was used to explore the complex web of interactions within life systems in a structure that included five areas based on biomes and an agricultural area and human living/working space to study the interactions between humans, farming and technology with the rest of nature.[2] It also explored the possible use of closed biospheres in space colonization, and allowed the study and manipulation of a biosphere without harming Earth's. The name comes from Earth's biosphere, Biosphere 1. Earth's life system is the only biosphere currently known. Funding for the project came primarily from the joint venture's financial partner, Ed Bass' Decisions Investment, and cost $200 million from 1985 to 2007, including land, support research greenhouses, test module and staff facilities. Sistema de suporte de vida|4

sementes para alimento |5 (depois de ter criado o homem e a mulher)… Abençoando-os Deus disse-lhes: “Também vos dou todas as ervas com semente que existem sobre a superfície da terra, assim como todas as árvores de fruto com semente, para que vos sirvam de alimento. E a todos os animais da terra, a todas as aves dos céus e a todos os seres vivos que existem e se movem sobre a terra, igualmente dou por alimento toda a erva verde que a terra produzir” Deus vendo toda a sua obra considerou-a muito boa. Foi o sexto dia. Gen 1, 29-31 sementes para alimento |5

Éden |6

…maldita seja a terra por tua causa. (depois da desobediência)… Deus disse ao homem: …maldita seja a terra por tua causa. E dela só arrancarás alimento à custa de penoso trabalho, todos os dias da tua vida. Produzir-te-á espinhos e abrolhos, e comerás a erva dos campos. Comerás o pão com o suor do teu rosto,…. Gen 3, 17-19 Produção|7

Tabalho (tripalium)|8

Agricultura é uma actividade humana, levada a cabo com o objectivo principal de produzir alimentos e fibra (e combustível, tal como muitos outros materiais) pelo uso deliberado e controlado de plantas e animais (Spedding, 1988) Agricultura|9

Agricultura|10

Babel e a ambição humana |11 Pietr Brueghel ( 1563)

A primeira política agrícola |12 Túmulo de Mena, Tebas (1420 aC)

Atributos dos sistemas de agricultura |13 Atributos ecológicos Atributos sociais Produtividade Equidade Estabilidade (variação, persistência) Autonomia Sustentabilidade Suficiência Atributos dos sistemas de agricultura |13

Atributos ecológicos dos sistemas|14 Produtividade quantidade produzida (alimento ou fibra) por unidade de factor (terra, trabalho, energia, azoto,..) (multi-dimensional) Estabilidade grau de variabilidade inter-anual ou inter-sazonal da produtividade Atributos ecológicos dos sistemas|14

Variabilidade espacial da produtividade |15

Variabilidade estacional - transumância |16

Variabilidade interanual |17

Atributos ecológicos dos sistemas|18 Produtividade quantidade produzida (alimento ou fibra) por unidade de factor (terra, trabalho, energia, azoto,..) (multi-dimensional) Estabilidade grau de variabilidade inter-anual ou inter-sazonal da produtividade Sustentabilidade capacidade de manutenção de um dado nível de produtividade a longo prazo e no mesmo local Atributos ecológicos dos sistemas|18

Estabilidade e sustentabilidade |19 tempo produtividade SUSTENTÁVEL INSUSTENTÁVEL ESTÁVEL INSTÁVEL Estabilidade e sustentabilidade |19

Atributos sociais dos sistemas|20 Equidade proporcionalidade da repartição dos benefícios num sistema de agricultura e entre este e a sociedade alargada Autonomia grau de dependência face á sociedade alargada Suficiência agricultura deve ser capaz de produzir alimentos suficientes para a população humana Atributos sociais dos sistemas|20

Agricultura itinerante |21 Produção de alimentos é suficiente? Agricultura itinerante |21

An essay on the principles of population Thomas Malthus (1766-1834) Suficiência |22

população mundial|23 População da Terra Population Clocks World 7,077,756,210 22:40 UTC (EST+5) Apr 09, 2013 http://www.census.gov/main/www/popclock.html população mundial|23

primeiro erro de Malthus - novo mundo |24

O arroz - o cereal mais pobre em proteína - tem 8% de proteína. Anuais Energia: 3,8 GJ.ano-1 Proteína: 18,2 kg.ano-1 (2,9 kg N) Diários Energia: 10,5 MJ (2500 kcal) energia digestível Proteína: 50 g prot. dig. (8g N) O arroz - o cereal mais pobre em proteína - tem 8% de proteína. 224 kg de matéria seca digestível de arroz cobrem as necessidades energéticas e têm aproximadamente 17,9 kg de proteína, ligeiramente menos que o requisito anual per capita. requisitos alimentares|25

Produção de alimentos produção de alimentos|26 3025 20 17% 4 582 4204 Energia Capacidade População Cultura Área Produção Produtividade bruta sustentação potencial (x1000 ha) (*1 000 t) (kg/ha) MJ/ha (pessoas/ha) (x 1 000 000) Trigo 225438 214886 681916 585145 3025 2723 77241 69534 18 20 17% 3 932 4 582 Arroz 155736 155736 678688 602266 4204 3867 95422 87768 23 25 3 597 4 053 13% Milho 139173 604572 4344 75905 20 2 780 Cevada 55570 129408 2329 59274 16 867 Sorgo 42373 60274 1422 22370 6 249 Milho painço 36113 26952 746 13041 3 124 Aveia 14381 24480 1702 38995 10 148 Batata 19150 305147 15935 102080 27 514 Mandioca 16638 168339 10118 58335 15 255 produção de alimentos|26 585145

tipos de cadeias tróficas |27 Tipo 1 Tipo 2 Tipo3 Tipo 4 18 (trigo) 4 (milho-porco) 7 (leite) Capacidade de sustentação (pessoas/ha) Adaptado de Loomis e Connor (1992) tipos de cadeias tróficas |27

Intensidade - Intensivo vs. extensivo|28 Produção actual produção média regional Produção atingível melhores produções alcançadas com recurso à melhor tecnologia disponível Produção potencial produção passível de ser obtida para uma espécie em particular, sem qualquer limitação, à parte a climática A Agricultura é intensiva se as produções actuais são próximas das produções potenciais FAO Intensidade - Intensivo vs. extensivo|28

Evolução histórica da produtividade|29 Holanda, 09 8000 Reino Unido, 99 Evolução histórica da produtividade do arroz no Japão e do trigo no Reino Unido. Outras produtividades nacionais referentes a 1968 (Evans, 1975) USA, 09 França, 09 França, 99 7000 Japão, 99 6000 Actualização de alguns casos a 1999 e 2009 (FAO, 2000, 2011) 5000 Produção (t/ha) 4000 Formosa França México 3000 Rússia, 09 Ceilão Itália Tailândia Indonésia Tailândia, 99 2000 USA Índia Filipinas URSS, 99 Canadá 1000 Arroz, Japão URSS Paquistão Austrália Índia Trigo, Reino Unido 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Anos Evolução histórica da produtividade|29

Como é que a produtividade aumentou assim? Mecânica Fisiologia Climatologia Fitopatologia Química Genética e Melhoramento segundo erro de Malthus – evolução científica e técnica |30

Lei de Liebig – factor limitante

Adubação |32

Pesticidas |33

Silent Spring – Rachel Carson (1962) |34

OGMs |35

Babel e a ambição humana |36 Podemos destruir o nosso sistema de suporte de vida? 2 exemplos Babel e a ambição humana |36

the great potato famine |37 Míldio da batateira How and when the blight Phytophthora infestans arrived in Europe is still uncertain; according to P.M.A Bourke,[34] however, it almost certainly was not present prior to 1842, and probably arrived in 1844. The origin of the pathogen has been traced to Toluca Valley of Mexico,[35] from whence it spread first within North America and then to Europe.[34] the great potato famine |37

Designa-se por Dust Bowl um fenómeno climático de tempestade de areia que ocorreu nos Estados Unidos na década de 1930 e que durou quase dez anos. Foi um desastre económico e ambiental que afectou severamente boa parte dos Estados Unidos da América nessa altura. Ocorreu em três eventos: 1934, 1936 e 1939-40, mas algumas das regiões das Planícies Altas (High Plains) experimentaram condições de seca por quase oito anos. O efeito "dust bowl" (taça de pó) foi provocado por anos de práticas de manejo do solo que o deixaram susceptível às forças do vento que provocaram seca induzida pelo alto nível de partículas de solo suspensas no ar. O solo, despojado de humidade, era levantado pelo vento em grandes nuvens de pó e areia tão espessas que escondiam o sol durante vários dias. Estes dias eram referidos como "brisas negras" ou "vento negro". Texas, 1935 dust bowl|38