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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.11.2003.tde-26112003-151547
Document
Author
Full name
Dinailson Corrêa de Campos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2003
Supervisor
Committee
Cerri, Carlos Clemente (President)
Bernoux, Martial Michel Yoric
Macedo, Isaias de Carvalho
Melo, Wanderley José de
Ripoli, Tomaz Caetano Cannavam
Title in Portuguese
Potencialidade do sistema de colheita sem queima da cana-de-açúcar para o sequëstro de carbono.
Keywords in Portuguese
cana-de-açúcar
carbono
colheita mecânica
palhada.
Abstract in Portuguese
O presente trabalho foi conduzido em áreas experimentais da COPERSUCAR, uma sobre Latossolo Vermelho (EMBRAPA 1999) na Usina São Martinho e outra sobre um Neossolo Quartzarênico na Usina Da Pedra, região de Ribeirão Preto (SP). O objetivo foi analisar a influência da palhada depositada sobre o solo na dinâmica do carbono no agrossistema cana-de-açúcar, uma vez que atualmente buscam-se alternativas para a diminuição da emissão de carbono para o ambiente. Estudou-se o efeito da acumulação da palhada ao longo do tempo (3, 4 e 5 anos) e da deposição de diferentes quantidades de palhada sobre a acumulação de carbono no sistema, bem como da distribuição granulométrica dessa palhada. Acompanhou-se o comportamento intra-anual da palhada, através de medidas ao longo de um ano em áreas experimentais. Analisou-se a composição química e bioquímica da palhada remanescente ao longo do tempo e a influência da colheita sem queima na emissão de gases do efeito estufa. Os levantamentos de campo foram desenvolvidos ao longo dos anos de 1998, 1999 e 2000. Durante o período estudado, observou-se que a produtividade média de cana-de-açúcar sob manejo com queima foi cerca de 5 % maior do que sob manejo sem queima (101 e 95 Mg ha -1 ano -1 para o Latossolo e de 88 e 85 Mg ha -1 ano -1 para o Neossolo). Ocorreu uma deposição média anual da palhada da ordem de 13,9 Mg ha -1 para as áreas sobre Latossolo e 12,8 Mg ha -11 para as áreas sobre o Neossolo. Após quatro anos de manejo sem queima observou-se a formação de uma camada de palhada, com diferentes níveis de decomposição. Nessa palhada foi possível distinguir visualmente, três camadas diferentes de acordo com o grau de decomposição: uma camada nova, mais recente; uma camada velha, entre um ano e dois anos após a deposição e uma camada muito velha, com pelo menos dois anos. Nos tecidos vegetais das camadas velha e muito velha foi observada diminuição da celulose, pequeno aumento de lignina e diminuição da razão C/N. A composição granulométrica da palhada demonstrou que a maior parte desta se encontra na fração > 4mm, com valores superiores a 50 % nesta fração, e que a razão C/N decresceu com a diminuição do tamanho das frações. A massa de matéria seca acumulada na palhada após quatro anos foi de 4,5 Mg ha -1 , ou 1,1 Mg ha -1 ano -1 para o Latossolo e de 3,6 Mg ha -1 , ou 0,9 Mg ha -1 ano -1 no Neossolo. Os fatores solo e variedade de cana não influenciaram a decomposição da palhada, mas houve um efeito positivo da quantidade depositada ao solo sobre a quantidade acumulada ao longo dos anos, tanto para o Latossolo como para o Neossolo. Um total de 1,5 Mg C ha -1 ano -1 foram estocados no compartimento palhada (0,5 Mg C ha -1 ano -1 ) e solo (1 Mg C ha -1 ano -1 ). As emissões de gases ocorridas durante a queimada no manejo com queima da cana-de-açúcar foram calculadas a partir de dados da literatura. Foi mostrado que durante a queimada ocorreu a emissão de uma importante quantidade de N2O , expressada em C-CO2 (4,3 t C-CO2 ha -1 ano -1 ) e esse é um dos gases mais efetivos do efeito estufa. Os fluxos de gases na superfície do solo foram medidos ao longo de um ano nos manejos com e sem queima no Latossolo. O manejo com queima mostrou menor emissão de CO2 e fixação de CH4 em comparação com o manejo sem queima, essas diferenças estão relacionadas a presença da palhada sobre o solo. Quanto ao N2O, não houve diferença significativa nas emissões nos dois tipos de manejos estudados. Considerando todos os compartimentos de estoque de carbono (planta, palhada e solo) e de fluxos de gases do efeito estufa, foi estabelecido um balanço do carbono em equivalente de C-CO2 emitido ou seqüestrado pelo manejo sem queima, em comparação ao manejo com queima. O resultado para o Latossolo, num período de 3 anos, mostrou uma mitigação de cerca de 5 Mg C-CO2 ha -1 ano -1 .
Title in English
Carbon sequestration potenciality of sugarcane harvesting without burning.
Keywords in English
carbon
mechanical harvest
sugarcane
vegetable trash.
Abstract in English
The present work was led in experimental areas installed by COPERSUCAR, in clay soil - Hapludox (Usina São Martinho) and sandy soil - Quartzipsamment (Usina da Pedra) in the area of Ribeirão Preto (SP). The objective was to analyze the influence of the deposited trash on the soil surface in relation to the dynamics of carbon in the sugarcane agrosystem since now alternatives are urged to decrease the emission of atmospheric carbon. The effect of the accumulation of trash was studied along the time (3, 4 and 5 years) and deposition of different amounts due to the accumulation of carbon in the system, as well as the granulometric distribution of it. The intra-annual behavior of trash was accompanied through measures along one year in experimental areas. The chemical and biochemical composition of the remaining trash was analyzed along the time and the influence of the crop without burning, due to the the imput of the greenhouse gas emission. That studies were developed along the years of 1998, 1999 and 2000. During the studied period, we found an average productivity of sugarcane by burning (88-101 Mg ha -1 ano -1 ) was 5% larger than without burning (85-95 Mg ha -1 ano -1 ) for the Hapludox and the Quartzpisament respectively. The trash deposited in an order of 13,9 Mg ha -1 ano -1 for the areas on Hapludox and 12,8 Mg ha -1 ano -1 for the Quartzpisament. After four years without burning a formation of a new humus horizon it was observed (trash), constituted of vegetable residues with different decomposition levels. In this horizon we distinguished, visually, three different layers: a new layer, more recent; an older layer, between one year and two years after the deposition and the oldest layer, with at least three years. The vegetable fabrics of two oldest layers were altered particularly by fungus with decrease of cellulose, a small lignin increase and a decrease of the C/N ratio. The fractionation of the trash demonstrated that most of it belonged to the fraction > 4mm, with superior values of 50% in this fraction, and that the C/N ratio decreased with the decrease of the size of the fractions. The mass of accumulated dry matter in the trash after four years was 4,5 Mg ha -1 , and 1,1 Mg ha -1 for 1 year on Hapludox and 3,6 Mg have -1 (4 years), and 0,9 Mg ha -1 (1 year) on Quartzpisament. The soil factors and cane variety didn't influence the decomposition of the trash. But there was a positive effect for the amount deposited on the soil surface in relation to the accumulated amount along the years, for both soil types. A total of 1,5 Mg C ha -1 year -1 they were storage in the trash (0,5 Mg C ha -1 ano -1 ) and soil (1 Mg C ha -1 ano -1 ) compartment. The emissions of gases happened during burning of the trash before the cut of the sugar-cane they were calculated by data of literature. It was shown that the emission of N2O during the burning liberated an important amount of this greenhouse gas, expressed in C-CO2 (4,3 t C-CO2 have-1 year-1). The flows of gases on the soil surface were measured along one year with burning and without it burning on Hapludox. It was shown that the management without burning provoked a larger emission of CO2 and CH4 than the management with burning due to gas fixation. According to N2O, there was no difference on the emissions for the two management system. Due to the carbon stock compartments (plants, trash and soil) and the flows of the greenhouse gases, we established a balance of carbon in equivalent of emitted C-CO2 or sequestrated kidnapped by the management without burning, in comparison with the traditional burning system. The final result for Hapludox, in a period of 3 years, revealed a mitigation of 5 Mg C-CO2 ha -1 year -1 .
 
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dinailson.pdf (977.50 Kbytes)
Publishing Date
2003-11-28
 
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