A parábola de J. B. Passioura e a obtenção de altos rendimentos em agricultura
Gilberto Rocca da CunhaPesquisador da Embrapa Trigo - gilberto.cunha@embrapa.br - Cx. P. 451, CEP 99001-970 - Passo Fundo, RS. Bolsista do CNPq/DT.
Figura construída a partir de Passioura, 1979.
1. Introdução
Em 1979, quando John Basil Passioura, pesquisador do CSIRO e membro da Academia de Ciências da Austrália, publicou, na revista Search, o artigo ”Accountability, Philosophy and Plant Physiology”, mais que destacar as duas principais responsabilidades dos cientistas – uma é fazer grandes descobertas e a outra é fazer descobertas úteis -, ele, por meio de uma parábola visual, efetivamente, buscou chamar a atenção para a necessidade de mudança de perspectiva de escala em se tratando da solução de problemas cujos desdobramentos se dão em múltiplos níveis; como, por exemplo, sucede nos sistemas biológicos.
O instigante artigo de Passioura (1979) começa com a análise de uma figura formada por uma série de pontos, que representam os detalhes de um problema que se está buscando a solução. Alguns pontos são grandes e outros são pequenos, porém estão agrupados por tamanho. Há irregularidade nos contornos de determinados pontos, apesar de circulares, e um aparente padrão de organização que, visto mais detalhadamente, parece se repetir obedecendo a um possível algoritmo matemático bimodal. Num primeiro momento nada mais que isso. Mas, quando se altera a perspectiva de visualização do problema, afastando-se o observador da figura, começam as mudanças de percepção. Os arranjos de pontos de diferentes tamanhos se mesclam, formando um variegado de luz e sombra, que define uma imagem, que vai ficando cada vez mais nítida à medida que o observador se distancia. A moral da história, como bem ilustra a figura de abertura desse ensaio, olhada da esquerda para a direita, é que extrapolações simplistas não funcionam quando estão envolvidas mudanças de escala entre níveis hierárquicos de organização de um sistema. Não é possível perceber a imagem claramente definida do homem, que usa óculos e está fumando cachimbo (lado direito), apenas se fixando nos pontos da imagem que fica à esquerda, ainda que sejam esses pontos os responsáveis pela expressão facial do homem presente na figura em questão.
Que relação tem a parábola visual de Passioura, que é inspirada no estruturalismo de Jean Piaget, com a obtenção de altos rendimentos em agricultura? Acredito que, legitimamente, possa estar começando a se indagar o suposto leitor desse ensaio. Pois bem, ainda que na forma de metáfora, Jonh Passioura lançou luzes sobre a nossa compreensão, quase sempre incompleta, dos fenômenos biológicos, especialmente aqueles de elevada complexidade, como é o caso do rendimento dos cultivos. Neste estão envolvidos processos que se estendem em escalas de organização desde genes, passando por moléculas, células, tecidos, órgãos, indivíduos e população de plantas, até ecossistemas/agroecossistemas. Assim, ou temos bem claro como a intervenção em um dado nível de organização biológica se transfere na resposta no nível imediatamente superior dessa escala, ou essa intervenção pode ser irrelevante ou, até mesmo, prejudicial. Eis o dilema de quem tem de fazer a escolha entre ceder à tentação do caminho fácil das receitas prontas de sucesso ou trilhar a árdua construção de processos que, efetivamente, conduzem à obtenção de altos rendimentos em agricultura.
2. Projetos/iniciativas para a obtenção de altos rendimentos em agricultura
A pressão de segurança alimentar em um planeta ameaçado pela mudança do clima e sob perspectiva de crescimento da população mundial (projeta-se que seremos 9 bilhões, em 2050), de um novo padrão de consumo de alimentos em função da melhoria de renda dos indivíduos e as diferentes funções da agricultura - alimentação humana, alimentação animal, produção de fibras e, mais recentemente, com o advento dos agrocombustíveis, também fonte de energia - torna a busca por altas produtividades em agricultura quase que um imperativo. São muitas as iniciativas nesse sentido, tanto na esfera da pesquisa científica, restrita aos laboratórios e campos experimentais, quanto àquelas que, embora operacionalmente já postas em uso em lavouras comerciais, com maior ou menor grau de validação, ainda estão empiricamente sendo construídas. À guisa de exemplo, podemos citar iniciativas brasileiras, como o ”Projeto 10 – RS”, do Instituto Rio Grandense do Arroz (PROJETO 10-RS..., 2003 e Menezes et al., 2004), o ”Programa Piloto 10 Ton – 2005”, patrocinado pela empresa OR Melhoramento de Sementes Ltda. (INDICAÇÕES..., 2005), com a cultura do trigo, ou, com a soja, em tempos recentes, o ”Desafio Nacional de Máxima Produtividade”, promovido pelo Comitê Estratégico Soja Brasil (CESB), o evento ”Atualização Técnica - Soja para altos rendimentos: o desafio dos 100 sacos por hectare”, realizado em Passo Fundo, em setembro de 2012, pela Revista Plantio Direto, e internacionais, como o projeto ”20:20 Wheat®” (20:20 WHEAT..., 2012), que visa a elevação da produtividade do trigo no Reino Unido para 20 toneladas por hectare, em 20 anos, embasado em maximização do potencial de rendimento das cultivares, proteção de plantas, interações de recursos do solo e uso do enfoque sistêmico.
Vista de lavoura de soja sobre a qual foi construída a imagem da página de abertura do artigo.
Em comum, essas iniciativas, majoritariamente, concentram-se em genética (cultivares com elevado potencial de rendimento) e manejo de cultivos a base de uso intensivo de insumos químicos, além de capacitação de produtores e assistentes técnicos para a gestão da produção. Apesar do sucesso indiscutível de iniciativas dessa natureza, que, pela via da intensificação de uso de tecnologia, têm alavancado o crescimento da produtividade (rendimento colhido por unidade de área) da agricultura mundial de maneira geral e brasileira em particular; não faltam alusões ao declínio dessa taxa de crescimento ”pós-revolução verde” e à deficiência de informações sobre a sustentabilidade de algumas práticas ora em uso em horizontes de tempo mais longos. Fato que reforça a necessidade de melhor entendimento da formação do rendimento dos cultivos agrícolas.
3. Níveis de organização biológica e escalas – do gene ao agroecossistema
Não é fácil pensar atravessando escalas (tempo e espaço), como bem frisou Richard Stirzaker no estimulante artigo ”Five things I learned when I slowed down” (Stirzaker, 2010). E, indiscutivelmente, nos processos envolvidos na construção do rendimento em agricultura, podendo a intervenção humana se dar em diferentes níveis de organização, desde a manipulação de genes, via o uso de OGMs, até o manejo dos agroecossistemas, estão contempladas múltiplas escalas, cuja extrapolação de resposta entre níveis hierárquicos, empiricamente, pode ser de pouca valia.
A compreensão de um processo biológico é, no mínimo, incompleta, quando não se consegue relacionar respostas entre níveis adjacentes da escala de organização. E mais: nenhum desses níveis de organização - genes, células, tecidos, órgãos, indivíduos, população de plantas e ecossistemas/agroecossistemas – é mais importante que outro. Ou seja, do metabolismo básico até a produtividade primária líquida dos ecossistemas, o entendimento das inter-relações entre os níveis de organização biológica é fundamental, uma vez que, na prática que chamamos de agricultura, a intervenção humana, quase sempre, busca a elevação do rendimento dos cultivos agrícolas.
Quando o conhecimento sobre determinado nível de organização biológica não pode ser relacionado com o nível imediatamente superior, diz-se que não passa de conhecimento trivial; e, ainda, se não pode também ser relacionado com o nível imediatamente inferior, então, de fato, estamos diante de um conhecimento, além de trivial, meramente descritivo, superficial e de pouco valor cientifico. Em geral, nas ciências agrárias, os estudos acadêmicos lidam mais com o nível n buscando relações com o nível (n-1) e os trabalhos aplicados, por sua vez, tratam de relacionamentos entre o nível n e o nível (n+1); conforme Passioura (1979).
Não obstante a validade da generalização de Passioura (1979) sobre a mudança de escala entre níveis hierárquicos da organização biológica, retomada por ele, passados 31 anos (Passioura, 2010), para traçar uma crítica contundente à crença que se pode alterar a adaptação de plantas ao ambiente apenas mexendo em alguns genes (usou o estudo de caso da tolerância dos cultivos à salinidade), como toda boa regra, há exceções. Tome-se o exemplo dos genes Bt e RR, que, independentemente de escala, apresentam respostas ascendentes até os níveis de população e comunidade, onde o rendimento dos cultivos efetivamente é definido, chegando ao nível de ecossistema/agroecossistema, onde a sustentabilidade é definida. Outras características, por serem dependente de escala, como é o caso do aumento da Rubisco intencionando a elevação do rendimento dos cultivos, aderem estritamente à parábola de Passioura (1979), perdendo relevância ou tendo efeito menor no nível de população e ecossistema/agroecossistema.
4. Considerações finais
O entendimento das relações de causa e efeito é a essência da prática científica, frisou Stirzaker (2010). E ainda que Sir Isaac Newton tenha construído um mundo fisicamente previsível, regulado por leis determinísticas, não é assim em biologia, em ecologia, em agricultura e nas ciências sociais, em cujos domínios reinam as teorias da complexidade e do caos e onde o todo pode ser menos ou mais que a soma das partes, mas quase nunca é igual à soma. O quê, em sendo assim e associado à não linearidade da transposição de escalas entre níveis hierárquicos da organização biológica, dificulta sobremaneira a previsibilidade de quão mais ou menos efetiva possa ser uma dada intervenção humana, especialmente nos níveis inferiores, com o intuito de elevar o rendimento dos cultivos agrícolas. Em síntese, pode-se dizer que há sempre uma incerteza intrínseca em relação ao comportamento dos sistemas agrícolas.
A busca de altos rendimentos dos cultivos agrícolas é um tema estratégico, tanto para a comunidade científica que se dedica à inovação tecnológica em agricultura quanto para os produtores rurais que visam a maximização de retorno dos investimentos. Todavia, diante de tudo que foi exposto, não há dúvida que essa busca por altos rendimentos em agricultura não pode ficar restrita a receitas fáceis (ou nem tanto) de sucesso, baseadas apenas em genética de ponta (explicitamente OGMs) e uso intensivo de insumos químicos. Trata-se de um processo que, para ser alcançável de forma sustentável, pode levar um tempo maior para ser construído, porém, indiscutivelmente, não dispensa inovação tecnológica e boas práticas de gestão dos empreendimentos.
Referências
INDICAÇÕES para áreas do piloto do Programa 10 Ton - 2005. [Passo Fundo: OR Melhoramento de Sementes Ltda, 2005]. 2 p.
MENEZES, V. G.; MACEDO, V. R. M.; ANGHINONI, I. PROJETO 10: estratégias de manejo para o aumento de produtividade, competitividade e sustentabilidade da lavoura de arroz do RS. Cachoeirinha: IRGA, 2004.32 p.
PASSIOURA, J.B. Accountability, Philosophy and Plant Prysiology. Search, v.10, n.10, p. 347-350, 1979.
PASSIOURA, J.B. Scaling up: the essence of effective agricultural research. Functional Plant Biology, v.37, p. 585-591, 2010.
PROJETO 10-RS: manual de procedimentos. Cachoeirinha: IRGA, 2003. 16 p. Disponível em: < www.irga.rs.gov.br/arquivos/ manualprojetoalta.pdf >. Acesso em: 15 dez. 2006.
STIRZAKER, R. Five things I learned when I slowed down. [2010]. Disponível em: . Acesso em: 01 nov. 2012.
20:20 WHEAT. [S. l.]: Rothamsted Research, [2012]. Disponível em: . Acesso em: 01 nov. 2012.Artigo publicado na edição 132 da Revista Plantio Direto, novembro/dezembro de 2012.