Histórico Mundial das rotações de culturas

Ribas A. Vidal1, João Portugal2, Nelson D. Kruse3 1Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil. ribas.vidal@ufrgs.br2Instituto Politécnico de Beja, Beja, Portugal.3Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, Brasil.

1. Introdução

A rotação de culturas é uma prática agrícola de origem milenar e, em várias civilizações da antiguidade, objetivava, principalmente, aumentar a diversidade de produtos colhidos, quando comparado à monocultura continuamente. A rotação de culturas normalmente beneficia a espécie cultivada imediatamente na sequência a um cultivo favorável, como é o caso do aumento de produtividade obtido pelos cereais cultivados posteriormente às plantas leguminosas.A rotação de culturas numa propriedade pode ser definida como o cultivo de plantas de famílias botânicas diferentes durante sucessivas estações e anos e organizada em diversas folhas. O afolhamento da rotação de culturas consiste em atribuir para cada gleba da propriedade a sequência de espécies que serão cultivadas no terreno no decorrer do tempo (Almeida, 2004; Barros & Calado, 2011). Portanto, cada uma das fases da rotação da cultura está presente numa propriedade (em uma das folhas) simultaneamente às demais. O termo sucessão de culturas será aplicado neste texto àquela sequência de culturas numa determinada folha da rotação (parcela de terreno).

2. Histórico

A rotação das culturas originou-se da observação dos agricultores de que o monocultivo de uma única espécie numa mesma parcela de terreno reduzia a produtividade (Lidman et al., 1965). Os primeiros documentos escritos sobre a prática das rotações datam da Grécia e da Roma antiga. Ambas as civilizações adotaram esta técnica agronômica primeiramente na região mediterrânica e, depois, difundiram-na para outras regiões dos seus impérios (Diehl, 1984). Convém ressaltar que, na Roma antiga foram encontradas as primeiras obras escritas que fazem referência aos agrônomos. Merece destaque a referência às rotações de culturas dos seguintes autores, por ordem cronológica, Catão (234 AC - 149 AC), que escreveu “Acerca de agricultura” (Dalby, A. 1998); Varrão (116 AC - 27 AC), que escreveu o “Tratado de Economia Rural”; e Vergílio (70 AC – 19 AC), que relata sobre as tarefas rurais nas célebres “Geórgicas”. Finalmente, Columella (4 DC – 70 DC), o mais reputado de todos os Agrônomos Romanos, na obra “De Rustica”, dividida em 12 volumes, deixa um relato precioso sobre a agricultura daquele período. É provável que esses autores fossem inspirados por informações provenientes da Grécia antiga, de Cártago, da Mesopotânia e do antigo Egito (Caldas, 1998).Durante o desenvolvimento da agricultura na China, no século V DC, também foi constatado o benefício da rotação de culturas, principalmente incluindo espécies leguminosas no sistema (Pieters, 1927). Na Europa central, durante o reinado de Carlos Magno (768-814 DC), a rotação de culturas sofre uma mudança importante. Ela deixa de ser feita em apenas duas folhas (uma parcela do terreno com uma cultura e a outra em pousio) e fica obrigatória a sua execução em três folhas (uma parcela com cereal semeado no outono, geralmente trigo ou centeio; outra semeada na primavera, que podia ser ervilha, lentilhas ou feijão; e outra parcela deixada em pousio). Isso aumentou a área cultivada e diversificou a alimentação de humanos e animais (Butt, 2002).No século XII, durante o domínio árabe da península Ibérica, merece destaque um notável tratado de agricultura escrito por Ebne al Awam. A obra intitulada “Livro de agricultura” recomenda várias rotações de culturas e refere à importância do precedente cultural. Este autor, de Sevilha, cita 112 autores com origens tão diversas como o oriente-médio, a Grécia, a Roma e a Árabia (Banqueri, 1802).As rotações de culturas com quatro folhas são descritas no século XVI, na região de Waasland (Holanda/Bélgica). Todavia, elas ganham especial importância no século XVIII na Grã-Bretanha, sendo consideradas fundamentais na revolução agrícola daquele território, destacando-se a rotação trigo-nabo-cevada-trevo. A introdução da cultura forrageira na rotação de culturas apresentava diversos benefícios: aumentava o valor nutritivo em relação às gramíneas; permanecia no terreno por longo período; permitia a criação de animais durante todo o ano; aumentava a produtividade e a produção dos cereais; e melhorava a renda econômica da agricultura. Em parte, graças à adoção desta técnica, a Inglaterra, entre 1705 e 1765 multiplicou por nove as suas exportações de trigo (Bailey, 1907; Burchill et al., 2013).Em meados do século XIX, foram estabelecidos, no mundo, diversos experimentos de longa duração para pesquisa sobre a rotação de culturas. O primeiro e mais duradouro experimento de rotação de culturas foi estabelecido em 1843, na Estação Experimental de Rothamsted, na Inglaterra (Jenkinson, 1991). Nos EUA, foram iniciados dois experimentos de longa duração sobre rotação de culturas e que continuam em execução até os dias de hoje. Um dos experimentos (chamado Morow Plots) foi iniciado em 1876, na Universidade de Illinois, para avaliar os efeitos de diversas práticas agrícolas em condições mais temperadas na América do Norte. Em 1896, no estado do Alabama, EUA, iniciou-se o outro experimento para avaliar como leguminosas para adubação verde, cultivadas no inverno, impactavam a produtividade de cereais cultivados no verão. No final do século XIX, o monocultivo do algodão, no sul dos Estados Unidos, apresentava diversas consequências negativas, destacando-se a degradação do solo e os atritos sociais. Então, no início do século XX, George W. Carver procurou estimular a rotação na cultura do algodão com a introdução das culturas do amendoim, da soja e da batata doce (Anônimo, 2014). Na América do Sul, merece destaque o experimento de longa duração iniciado em 1963, na Estação Experimental INIA “La Estanzuela”, localizado no Uruguai (Morón, 2003). No Brasil, um experimento de longa duração, conduzido atualmente pela FAPA (Fundação Agrária de Pesquisa Agropecuária) no estado do Paraná, foi iniciado em 1978 com os objetivos de avaliar o impacto dos sistemas de preparo do solo e suas interações com as rotações de cultura (Fontoura & Bayer, 2008). Também merecem destaque outros dois experimentos em execução na UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) desde 1983 e 1986. Nesses trabalhos, investigam-se além do preparo do solo e o impacto de diferentes culturas de inverno na produtividade da cultura do milho (Mielniczuk & Bayer, 2004).

3. Avanços no referencial teórico

Em 1886, os cientistas Hellriegel e Wilfarth, postularam que nos nódulos das raízes das leguminosas ocorria a transformação de N2 em amônia. Os primeiros isolamentos e crescimento em meio de culturas dos microorganismos que produziam os nódulos nas leguminosas foram realizados em 1888, por Beijerinck, na Holanda (Hirsch, 2009). Estava esclarecida uma das causas do benefício das leguminosas nas rotações de culturas! A termodinâmica é o ramo da Física que aborda a utilização de energia nos sistemas. Classicamente existem três leis da termodinâmica. Destaca-se o conceito de entropia, que é a quantidade de energia que já não realiza trabalho (desorganização e perda de energia). Por exemplo, na decomposição da matéria orgânica do solo há liberação de energia. Parte desta energia é utilizada para a formação de macro e microorganismos (armazenamento de energia, ou entalpia) e parte da energia não utilizada (entropia) pode ser convertida em calor (Svirezhev, 2000). Mas, no início dos anos 1960, foi proposta a “quarta lei da termodinâmica” com várias aplicações na ecologia (Odum, 1995). Ela também é denominada “princípio de máxima potência” (maximum power principle) e permite explicar que o desenvolvimento de um sistema privilegia aquelas espécies que maximizam a captura e a transformação de energia e, assim, favorece a produção e a eficiência. Por exemplo, para a produção vegetal há utilização de luz solar, de nutrientes e de água pelas plantas. Parte da biomassa é exportada (como grãos, feno), parte é transformada (em matéria orgânica) e parte é decomposta. A monocultura aumenta a entropia (desorganização) do sistema agrícola; porque com poucas espécies vegetais reduzem-se os processos do agroecossistema. Assim, o monocultivo diminui o fluxo e o armazenamento de energia, reduzindo, portanto, a sustentabilidade e o potencial produtivo das lavouras (Jorgensen & Fath, 2004).A rotação de culturas, todavia, favorece o armazenamento de energia solar (diminui a entropia) por incluir mais culturas no sistema produtivo e por ampliar os níveis tróficos do agroecossistema (Svirezhev, 2000). A redução da entropia ocorre devido a, pelo menos, duas regras de formação de comunidades: a) mais espécies operam em ambientes benignos e, quanto maior a diversidade de espécies (incluindo microorganismos), mais complexa é a teia de fluxo de energia e maior é a quantidade de energia e de informação armazenada; e b) numa comunidade com diversas espécies, serão privilegiadas aquelas que trouxerem mais ordem (produzirem mais biomassa), pois armazenarão mais energia (maior entalpia) (Jorgensen & Fath, 2004). Os princípios da termodinâmica, portanto, esclarecem que as rotações de culturas favorecem uma comunidade mais complexa. Em outras palavras, rotações de culturas criam um ambiente propício para o estabelecimento de mais espécies de macro e microorganismos (flora e fauna) benéficos e com muitos níveis tróficos. No Brasil merece destaque o pioneirismo da pesquisadora Johanna Dobereiner (1924-2000), no estado do Rio de Janeiro, com sua descoberta de que microorganismos rizosféricos também fixam N2 em espécies gramíneas (Baldani & Baldani, 2005).

4. Considerações finais

No século XX também houve vários avanços políticos no sistema de produção dos alimentos. Por exemplo, na Europa, se propõe a intensificação sustentada da agricultura (ISA) e, no Brasil, a Política Nacional de Integração Lavoura, Pecuária e Floresta (IPLF). A ISA e a IPLF implicam em aumento da produtividade da agricultura numa determinada área, aumento da eficiência dos insumos utilizados, redução dos impactos negativos dos mesmos, elevada eficiência do uso dos recursos naturais e melhoria no fluxo de serviços ambientais prestados pela agricultura (Doré et al., 2011; Foresight, 2011). A adoção destas tecnologias implica a alteração das políticas aplicadas ao sector agrícola ao nível de cada país e no conjunto das nações. Ou seja, não basta apenas o conhecimento científico, os recursos tecnológicos e a boa vontade dos agricultores. Haverá a necessidade de políticas e apoio financeiro da sociedade. Isto só será possível com o reconhecimento pela sociedade, em geral, da importância da agricultura, pecuária (e floresta) e, em particular, destes modelos de produção (ISA; ILPF), que visam simultaneamente aumentar a produção de alimentos, conservar os recursos naturais, salvaguardar a biodiversidade e a viabilidade dos ecossistemas. Sabe-se que quem escolhe as espécies vegetais para cultivar, em última análise, é sempre o agricultor. Este condiciona a sua escolha conforme os preços que são praticados no mercado. Sabendo-se que os preços dos produtos sofrem grande volatilidade, o agricultor terá tendência a fazer a(s) cultura(s) que seja(m) mais rentável(eis) naquele momento. Assim, é de prever que as rotações que implicam uma sequência fixa de culturas nas folhas da exploração (parcelas do terreno) apenas tenham lugar, tal como hoje, em explorações multifuncionais, onde a pecuária tem um grande peso. Nestas propriedades, as espécies forrageiras são importantes e deverão estar conjugadas com outras culturas, sejam elas: oleaginosas, cereais para grãos, ou outras.

5. Referências consultadas

Almeida, D. Agricultura como sistema. Porto: Universidade Católica Portuguesa, 2004. 11p. Disponível em: http://pt.scribd.com/doc/122925952/Sistemas-de-AgriculturaAnônimo. George Washington Carver biography. 2014. Disponível em: http://www.biography.com/people/george-washington-carver-9240299?page=2Bailey, L.H. Cyclopedia of American agriculture. Volume 2: Crops. Chapter V: Crop management. N. York: MacMillan Co., 1907. P. 81-89. Disponível em: http://www.tumbledownfarm.com/drupal/Cyclopedia_of_American_Agriculture/Crops/V_Outline_Crop_ManagementBaldani, J.I. & Baldani, V.L.D. History on the biological nitrogen fixation research in graminaceous plants: special emphasis on the Brazilian experience. An Acad Bras Cienc, v. 77, n. 3, p. 549-579, 2005.Banqueri, J.A. Libro de agricultura de Ibn al-‘Awwãm. Traducción al castellano. 1802. 781p.Disp.:http://books.google.co.uk/books?id=CKVEAAAAcAAJ&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=falseBarros, F.F.C.; Calado, J.G. Rotação das culturas. Évora: Universidade de Évora. 21p. 2011. Disponível em:http://hdl.handle.net/10174/3103Burchill, S. et al. The open door web site. 2013. Disponível em: http://www.saburchill.com/history/chapters/IR/003f.htmlButt, J.J. Daily life in the age of Charle Magne. Westport, EUA: Greenwood Press, 2002. p. 82-83.Caldas, E.C.. A Agricultura na História de Portugal. Lisboa: Empresa de Publicações Nacionais. 1998. 599p.Diehl, R. Agricultura geral. Colecção Técnica. Livraria Clássica Editora, Lisboa.1984. 579pDoré, T. et al. Facing up to the paradigm of ecological intensification in agronomy: Revisiting methods, concepts and knowledge. European J Agronomy, v. 34, p. 197-210, 2011.Fontana, S.M.V. & Bayer, C. 30 anos do experimento de manejo de solo, Guarapuava, PR: edição comemorativa. Guarapuava: FAPA, 2008. 55p. Foresight. The future of food and farming: Challenges and choices for global sustainability. Final Project Report. London: Gov. Office for Science. 2011. 209p. Disponível em: http://www.bis.gov.uk/assets/foresight/docs/food-and-farming/11-546-future-of-food-and-farming-report.pdfHirsch, A.N. Brief history of the discovery of nitrogen-fixing organisms. 2009. Disponível em: https://www.mcdb.ucla.edu/.../Jenkinson, D.S. The Rothamsted long-term experiments - are they still of use . Agronomy Journal, v. 83, n. 1, p. 2-10, 1991.Jorgensen, S.E.; Fath, B.D. Application of thermodynamic principles in ecology. Ecological Complexity, v. 1, p. 267-280, 2004.Lidman S. et al. Enciclopédia FOCUS. Barcelona: Editorial Agros, 1965. 8137 p. Mielniczuk, J. & Bayer, C. Experimentos de longa duração em manejo de solos na EEA/UFRGS (1983-2004). Porto Alegre: UFRGS, 2004. 109 p.Morón, A. Efecto de las rotaciones Cultivos-Pasturas sobre la fertilidad de los suelos en ensayos de larga duración del INIA La Estanzuela (1963-2003). Informaciones Agronômicas, v. 20, 2003.Odum, H.T. Self-organization and maximum empower. In: Hall, C.A.S. (ed.) Maximum power: the ideas and applications of H.T. Odum. Boulder: Colorado U. Press, 1995.Pieters, A. Green Manuring: Principles and Practice. New York: John Wiley & Sons, 1927. 356 p.Svirezhev, Y.M., Thermodynamics and ecology. Ecol Model, v. 132, p. 11–22, 2000.

Artigo publicado na edição conjunta 142 e 143, julho a outubro de 2014.