Custos ambientais e sociais da produção de milho diminuem ao abordar a incerteza nas recomendações de dose de nitrogênio

Por que o Excesso de Fertilizante Importa para Todos

A agricultura moderna do milho depende fortemente de fertilizantes nitrogenados para produzir o grão que alimenta pessoas e animais e abastece biocombustíveis. Mas grande parte desse nitrogênio nunca chega à planta. Em vez disso, ele vaza para o ar e para a água, impulsionando as mudanças climáticas, poluindo a água potável e prejudicando ecossistemas. Este estudo faz uma pergunta aparentemente simples, com consequências enormes: quanto nitrogênio os agricultores de milho dos EUA poderiam reduzir com segurança, uma vez que contabilizemos honestamente a incerteza nas recomendações de fertilização?

O Problema do Nitrogênio Desperdiçado

O milho é surpreendentemente ineficiente no uso do nitrogênio. No Corn Belt dos EUA, os agricultores aplicam grandes quantidades de fertilizante, mas 50–70% desse nitrogênio se perde do campo. Parte é lavada como nitrato para rios e aquíferos, alimentando florações de algas, zonas mortas e contaminação da água potável associada a cânceres e malformações congênitas. Outra parte escapa como óxido nitroso, um potente gás de efeito estufa que também danifica a camada de ozônio, ou como outros gases nitrogenados que agravam o smog e a poluição por partículas finas. A fabricação do próprio fertilizante consome muita energia e geralmente é movida por combustíveis fósseis. Ao mesmo tempo, muitos campos ainda não recebem exatamente a quantidade certa de nitrogênio no momento certo, de modo que as culturas podem ser ao mesmo tempo sobre‑adubadas e subnutridas.

Repensando o Conselho “Ótimo” de Fertilização

As diretrizes de adubação costumam oferecer uma única dose “melhor” de nitrogênio que maximiza a produtividade (o ótimo agronômico) ou o lucro (o ótimo econômico). Na realidade, esses números são incertos porque o solo, o clima e o crescimento das culturas variam de ano para ano e de lugar para lugar. Os agricultores sabem disso e muitas vezes adicionam nitrogênio extra como seguro contra o azar, elevando as aplicações além das recomendações oficiais. Os autores usaram ensaios de campo detalhados em 49 locais de oito estados do Corn Belt para construir modelos estatísticos de como o rendimento do milho responde a doses crescentes de nitrogênio. Em vez de tratar a taxa ótima como um valor fixo, eles a modelaram como uma distribuição de probabilidade, capturando quão prováveis são diferentes taxas “ideais” em cada local.

Dois Passos para um Uso Mais Seguro do Nitrogênio

Com essas distribuições de probabilidade em mãos, a equipe explorou o que aconteceria se os agricultores reduzissem o fertilizante em duas fases. Na Fase I, as taxas de nitrogênio caem do nível médio que maximiza o rendimento até o nível médio que maximiza o lucro. Essa mudança por si só economiza dinheiro aos agricultores e reduz o uso de fertilizante em cerca de 8%, enquanto a perda de rendimento esperada é inferior a meio por cento—muito pequena para importar economicamente. Na Fase II, avançam um pouco mais, reduzindo as taxas até um ponto conservador na curva de lucro onde a chance de perda de rendimento continua baixa e a magnitude de qualquer perda permanece abaixo de cerca de 1%. Em todos os locais, a combinação das duas fases leva a um corte total de fertilizante de aproximadamente 12–16%, com apenas 0,48–1,43% de queda no rendimento, e mesmo essa pequena perda não é garantida em um ano específico.

Ar Mais Limpo, Água Mais Segura, Dinheiro Real

Para conectar essas modestas reduções de taxa a resultados reais, os autores traduziram a diminuição do uso de nitrogênio em mudanças na lixiviação de nitrato, nas emissões de óxido nitroso e no dióxido de carbono liberado na fabricação e transporte do fertilizante. Em média, uma redução de 12–16% no fertilizante diminuiu as emissões de óxido nitroso em cerca de 10%, as perdas de nitrato em cerca de 13% e o dióxido de carbono relacionado ao fertilizante em até 16% nos cenários do estudo. Ao dimensionar essas mudanças por todo o Corn Belt e usar estimativas publicadas dos custos sociais da poluição, eles estimam benefícios sociais de aproximadamente 230 a 530 milhões de dólares por ano apenas por ar e água mais limpos. Esses números provavelmente subestimam os benefícios totais porque não incluem todos os poluentes relacionados ao nitrogênio nem os impactos nos ecossistemas.

Compartilhando Riscos e Recompensas ao Longo da Cadeia Alimentar

Embora cortes adicionais de nitrogênio além da faixa de 12–16% trariam ganhos ambientais ainda maiores, o risco de perda de rendimento perceptível aumenta rapidamente, tornando tais reduções pouco atraentes para os agricultores, que já assumem a maior parte do risco de produção. Os autores argumentam que políticas realistas de clima e qualidade da água devem reconhecer esse desequilíbrio. Ferramentas como mercados de créditos de nitrogênio, incentivos coletivos ou seguros contra perda de nitrogênio poderiam usar parte dos grandes benefícios públicos para compensar os agricultores quando ocorrerem perdas raras de rendimento. Ao tratar as recomendações de fertilizante como intervalos incertos em vez de números mágicos e ao compartilhar riscos e recompensas por todo o sistema alimentar, a sociedade pode reduzir significativamente a poluição por nitrogênio sem sacrificar a segurança alimentar.

Citação: Palmero, F., Davidson, E.A., Guan, K. et al. Environmental and societal costs of maize production decrease by addressing the uncertainty in nitrogen rate recommendations. Nat Commun 17, 2375 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68988-y

Palavras-chave: fertilizante nitrogenado, produção de milho, Corn Belt, qualidade da água, gases de efeito estufa