Mudança climática pode dobrar arsênico tóxico no arroz

As mudanças climáticas podem causar uma queda drástica na produção de arroz nas principais regiões em crescimento, um declínio que pode comprometer o fornecimento de alimentos críticos, relatam pesquisadores.

Novas experiências explorando a produção de arroz em condições climáticas futuras mostram que a produção de arroz pode cair cerca de 40% em relação à 2100 - com conseqüências potencialmente devastadoras em partes do mundo que dependem da colheita como fonte básica de alimento.

Além disso, as alterações nos processos do solo devido ao aumento da temperatura farão com que o arroz contenha o dobro de arsênico tóxico do que o arroz consumido hoje, de acordo com o estudo publicado na Natureza das Comunicações.

“Quando chegamos ao 2100, estima-se que tenhamos aproximadamente 10 bilhões de pessoas, o que significa que teremos 5 bilhões de pessoas dependente do arroze 2 bilhões que não teriam acesso às calorias de que normalmente precisariam ”, diz o co-autor Scott Fendorf, professor de ciências do sistema terrestre na Escola de Ciências da Terra e Energia e Energia da Stanford University. "Temos que estar cientes desses desafios que estão por vir para estarmos prontos para nos adaptar."

Arroz como comida para bebê

Os pesquisadores analisaram especificamente o arroz porque ele cresce em arrozais inundados que ajudam a soltar o arsênico do solo e o tornam especialmente sensível à absorção de arsênico. Embora muitas culturas alimentares hoje contenham pequenas quantidades de arsênico, algumas regiões em crescimento são mais suscetíveis que outras.

Mudanças futuras no solo devido a temperaturas mais altas combinadas com condições de inundação fazem com que as plantas de arroz absorvam arsênico em níveis mais altos - e o uso de água de irrigação com alto teor de arsênio natural agrava o problema.

Embora esses fatores não afetem todas as mercadorias globais da mesma maneira, eles se estendem a outras culturas inundadas, como taro e lótus.


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"Eu simplesmente não esperava a magnitude do impacto na produção de arroz que observamos", diz Fendorf, que também é membro sênior do Instituto de Meio Ambiente de Stanford Woods. “O que eu perdi foi o quanto a solo a biogeoquímica responderia ao aumento da temperatura, como isso amplificaria o arsênico disponível na planta e, em seguida - juntamente com o estresse da temperatura - como isso realmente afetaria a planta. ”

Um produto químico semi-metálico de ocorrência natural, o arsênico existe na maioria dos solos e sedimentos, mas geralmente de uma forma que as plantas não absorvem. A exposição crônica ao arsênico leva a lesões na pele, câncer, agravamento de doenças pulmonares e, finalmente, morte.

É especialmente preocupante no arroz, não apenas por causa de seu significado global, mas também porque os alimentos com baixo alérgeno são frequentemente introduzidos precocemente nos bebês.

"Acho que esse problema também é crucial para as pessoas que têm crianças pequenas em nossa sociedade", diz a principal autora E. Marie Muehe, ex-bolsista de pós-doutorado em Stanford e atualmente na Universidade de Tübingen, na Alemanha. "Como os bebês são muito menores do que nós, se comem arroz, isso significa que eles consomem mais arsênico em relação ao peso corporal".

'Solo está vivo'

Os pesquisadores criaram condições climáticas futuras em estufas com base em estimativas de um possível aumento de temperatura no grau 5 Celsius (9 graus Fahrenheit) e duas vezes mais dióxido de carbono atmosférico no 2100, conforme projetado pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas.

Enquanto pesquisas anteriores examinaram os efeitos do aumento da temperatura no contexto da crise global de alimentos, este estudo foi o primeiro a explicar as condições do solo em combinação com as mudanças no clima.

Para os experimentos, o grupo cultivou uma variedade de arroz de grão médio no solo da região produtora de arroz da Califórnia. Eles controlavam as estufas quanto à temperatura, concentrações de dióxido de carbono e níveis de arsênico no solo, que serão maiores no futuro devido ao acúmulo de solos na irrigação de lavouras com água contaminada com arsênico, um problema que ao bombear água subterrânea piora.

“Muitas vezes não pensamos sobre isso, mas o solo está vivo - está repleto de bactérias e muitos microrganismos diferentes ”, diz Fendorf. "Acontece que esses microorganismos determinam se o arsênico permanece particionado nos minerais e longe das plantas ou sai dos minerais na fase aquosa".

Os pesquisadores descobriram que, com o aumento da temperatura, os microrganismos desestabilizaram mais o arsênico inerente ao solo, levando a uma maior quantidade de toxina na água do solo disponível para o arroz absorver. Uma vez absorvido, o arsênico inibe a absorção de nutrientes e diminui o crescimento e o desenvolvimento das plantas, fatores que contribuíram para a diminuição de% de 40 no rendimento observado pelos cientistas.

Aviso prévio, planejamento futuro

Embora a dramática perda na produção seja uma das principais causas de preocupação, os cientistas continuam esperançosos de que essa pesquisa ajude os produtores a encontrar possíveis soluções para alimentar o mundo.

“A boa notícia é que, dados os avanços do passado em termos da capacidade da comunidade global de criar variedades que podem se adaptar a novas condições, juntamente com as revisões no manejo do solo, estou otimista de que podemos contornar os problemas observados em nosso estudo”, Fendorf diz.

"Também estou otimista de que, à medida que continuamos a iluminar as ameaças resultantes de uma mudança de grau Celsius da 5, a sociedade adotará práticas para garantir que nunca alcancemos esse grau de aquecimento".

Como próximos passos, Fendorf, co-autor Tianmei Wang e Muehe esperam usar o sensoriamento remoto para identificar arrozais contaminados, a fim de modelar rendimentos futuros e contaminação por arsênico.

"É mais provável que seja um problema em que a maior parte do arroz é consumida, por isso pensamos no sul e leste da Ásia", diz Wang, um candidato a doutorado em ciências do sistema terrestre. "Especialmente para pessoas como meu pai - ele consome arroz três vezes ao dia e simplesmente não pode viver sem ele."

Estudo original

Sobre os Autores

Autora principal E. Marie Muehe, ex-bolsista de pós-doutorado em Stanford e atualmente na Universidade de Tübingen, Alemanha. Co-autor Scott Fendorf, professor de ciência dos sistemas terrestres na Escola de Ciências da Terra, Energia e Ciências da Universidade de Stanford. Co-autor adicional, Tianmei Wang, um candidato a PhD em ciência de sistemas terrestres.

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