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Título: Emissão de óxido nitroso em sistemas de lavoura contínua e integrada com pecuária no Cerrado e sua relação com frações da matéria orgânica do solo
Autor(es): Hiromi Sato, Juliana
Orientador(es): Figueiredo, Cícero Célio de
Coorientador(es): Marchão, Robélio Leandro
Assunto: Gases - efeito estufa
Integração lavoura-pecuária
Óxido nitroso
Mudanças climáticas
Data de publicação: 27-Jun-2017
Referência: JULIANA, Hiromi Sato. Emissão de óxido nitroso em sistemas de lavoura contínua e integrada com pecuária no Cerrado e sua relação com frações da matéria orgânica do solo. 2017. xx, 119 f., il. Tese (Doutorado em Agronomia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: A integração lavoura-pecuária (ILP) é um sistema que tem sido cada vez mais implementado em várias regiões no Brasil. O acúmulo de matéria orgânica do solo (MOS) e a mitigação de emissão de gases de efeito estufa (GEE) são benefícios dos sistemas integrados. O óxido nitroso (N2O) é um dos principais gases do efeito estufa e sua emissão para a atmosfera é influenciada por diversos fatores, entre eles a disponibilidade de carbono (C) orgânico no solo. Para compreender como o C interfere na emissão desse gás em um sistema integrado, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a emissão de N2O do solo em sistema de integração lavoura-pecuária após 24 anos de duração de experimento e relacionar essas emissões com as frações da MOS em condições tropicais no Cerrado brasileiro. A pesquisa foi desenvolvida na Embrapa Cerrados, em Planaltina, DF, em um experimento instalado em 1991, cujo delineamento estatístico foi em blocos casualizados, com duas repetições. Os agrossistemas estudados foram: integração lavoura-pecuária sob plantio direto (ILP-PD), lavoura contínua sob plantio convencional (LC-PC), lavoura contínua sob plantio direto (LC-PD), e o Cerrado nativo como área de referência. No Capítulo I foram monitoradas as emissões de N2O nos diferentes agroecossistemas em um ano de avaliação, onde houve sucessão de culturas nas áreas agrícolas nesse período (sorgo consorciado com braquiária Piatã– soja – milho), e foram relacionadas com as co-variáveis edafoclimáticas (Nmineral – nitrato e amônio; espaço poroso saturado por água - EPSA). Conclui-se nesse capítulo que os maiores fluxos de N2O foram observados após a fertilização e os eventos de precipitação. Também foi possível verificar um efeito combinado do manejo do solo com a rotação de culturas nas emissões de N2O. Nos sistemas com lavoura contínua, as emissões foram maiores do que no sistema integrado durante o ciclo do sorgo e safrinha, em virtude da decomposição dos resíduos da cultura da soja, de baixa relação C/N e rica em N, principalmente dos nódulos com rizóbios. No Capítulo II, considerando que a MOS e a agregação do solo interferem na emissão de N2O, objetivou-se caracterizar as frações da MOS nos diferentes agroecossistemas. As emissões de N2O foram monitoradas por um ano e meio (~509 dias). Foram determinados os teores totais de carbono orgânico (COT) e nitrogênio (NT) e as frações da MOS: carbono oxidado por permanganato de potássio (CL), carbono da biomassa microbiana (CBM), carbono orgânico particulado (COP), carbono orgânico associado aos minerais (COAM), substâncias húmicas e suas relações (humina – HUM, ácido fúlvico – AF e ácido húmico – AH), carbono inerte (CI) e carbono e nitrogênio associado aos macro e microagregados (C-MACRO, C-MICRO, N-MACRO e N-MICRO). Os resultados desse capítulo mostraram que a emissão acumulada de N2O foi maior no LC-PC (4,56 kg ha-1 ), intermediária no LC-PD (3,73 kg ha-1 ) e no ILP-PD (1,75 kg ha-1 ), e menor no Cerrado (0,63 kg ha-1 ) em um ano e meio de monitoramento. A análise de componentes principais realizada entre o N2O acumulado no período avaliado e as frações de carbono demonstraram maior associação entre a menor emissão, que foi verificada no Cerrado, com as frações CBM, COAM e HUM, essas duas últimas representando as frações estáveis da MOS. A avaliação do acúmulo de frações de C nos diferentes agroecossistemas demonstra que apesar do Cerrado nativo apresentar maior população microbiana e altos teores de C total, há predominância das frações estáveis, que são menos disponíveis para a microbiota. Isso ajuda a explicar as menores taxas de mineralização, e consequentemente, a menor produção de N2O. Entre os sistemas agrícolas, as menores emissões de N2O foram verificadas no ILP-PD, o sistema que mais se aproximou da área de referência (Cerrado nativo). No geral, os maiores teores de C nas frações estáveis e em agregados também foram verificados no ILP-PD, confirmando seu potencial como sistema mitigador de emissão de N2O e acumulador de carbono no solo.
Abstract: The integrated crop-livestock (CLS) is a system which is increasingly being implemented in various regions of Brazil. The build-up of soil organic matter (SOM) and the mitigation of greenhouse gases (GHG) are benefits of the integrated systems. The nitrous oxide (N2O) is one of the major gases responsible for the greenhouse effect and its emission into the atmosphere is influenced by a number of factors, among which is the availability of organic carbon (C) in the soil. To better comprehend how C interferes in the emission of this gas in an integrated system, the present study was developed with the objective of evaluating N2O soil emission in a crop-livestock integrated system after a 24-year experiment and relate these emissions to SOM fractions in tropical conditions in the Brazilian Cerrado. The research was developed at Embrapa Cerrados, in Planaltina, DF, in an experiment installed in 1991, with statistical outline in randomized blocks, with two repetitions. The studied areas consisted of a system of continuous cropping under no tillage (CC-NT), a system of continuous cropping with annual heavy disc harrow (CC-CT), an integrated crop-livestock system under no tillage (CLSNT) and an adjacent area of native Cerrado as reference. In Chapter I, N2O emissions in the different agroecosystems were monitored in a one-year evaluation, with culture sequences in agricultural areas during this period (sorghum intercropped with Brachiaria brizantha cv. Piatã - soy – maize), and were related to the soil and climate co-variables (N-mineral – nitrate and ammonium; water filled pore space - WFPS). This chapter concludes that the larger N2O fluxes were observed after fertilization and precipitation events. It was also possible to verify a combined effect of soil management and crop rotation in N2O emissions. In continuous crop systems, the emissions were greater than that of the integrated system during the sorghum and interim harvest cycle, due to the decomposition of residues of soy crops, which presents a low C/N ratio and is rich in N in rhizobia. In Chapter II, considering that SOM and soil aggregation interfere in N2O emissions, the objective was to characterize SOM fractions in the different crop systems. N2O emissions were monitored for a year and a half (~509 days). The total organic carbon (TOC) and total nitrogen (TN) and SOM fractions were determined: permanganate oxidizable carbon (COxP), microbial biomass carbon (CMIC), particulate organic carbon (POC), mineral-associated organic carbon (MOC), humic fractions (humic acid – HA, fulvic acid – FA, humin – HUM), inert carbon (IC), Carbon and nitrogen levels in macro and microaggregates (C - MACRO, C - MICRO, N-MACRO and N-MICRO). The results of this chapter showed that the cumulative N2O emission was greater in the CC-CT (4.56 kg ha-1 ), intermediary in the CC-NT (3.73 kg ha-1 ) and the CLS-NT (175 kg ha-1 ), and lesser in the Cerrado (0.63 kg ha-1 ) during the year-and-a-half monitoring. The analysis of main components between the cumulative emission of N2O in the evaluated period and the carbon fractions showed greater association between the lower emissions, which was verified in the Cerrado, and the CMIC, MOC and HUM fractions, the last two representing SOM stable fractions. The evaluation of C fractions accumulation in the different crop systems demonstrates that although the native Cerrado presents a larger microbial population and high levels of total C, there is a predominance of stable fractions, which are less available to the microbiota. This helps explain the lower mineralization rates and, consequently, the lower N2O production. Among the crop systems, the N2O emissions were verified in the CLS-NT, system which more closely resembled the reference area (native Cerrado). In general, the greatest levels of C in stable fractions and in aggregates were also verified in the CLS-NT, confirming its potential as system which mitigates N2O emissions and propitiates carbon accumulation in the soil.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2017.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Aparece nas coleções:FAV - Doutorado em Agronomia (Teses)

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