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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2010.tde-19042010-164213
Documento
Autor
Nome completo
João Luís Nunes Carvalho
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2010
Orientador
Banca examinadora
Cerri, Carlos Clemente (Presidente)
Bayer, Cimélio
Dieckow, Jeferson
Favarin, José Laercio
Galdos, Marcelo Valadares
Título em português
Dinâmica do carbono e fluxo de gases do efeito estufa em sistemas de integração lavoura-pecuária na Amazônia e no Cerrado
Palavras-chave em português
Amazônia
Carbono
Cerrado
Efeito estufa
Fluxo de gases
Lavoura
Pecuária
Uso do solo.
Resumo em português
Mudanças de uso e manejo influenciam o acúmulo de carbono (C) no solo e o fluxo de gases do efeito estufa (GEE). No Brasil, sobretudo nos biomas Amazônia e Cerrado, historicamente vegetações nativas são convertidas em pastagens e agricultura emitindo consideráveis quantidades de GEE para a atmosfera. Áreas sob pastagens e agricultura vêm sendo convertidas em sistemas mais intensificados e tecnicamente mais avançados, tais como os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP), os quais têm a capacidade de acumular C no solo e mitigar as emissões de GEE para atmosfera. O objetivo deste estudo foi avaliar as modificações nos estoques de C do solo e nos fluxos de GEE em áreas sob mudança de uso da terra nos biomas Amazônia e Cerrado. Foram avaliadas áreas sob vegetação nativa, pastagens, sucessão de cultivos e ILP em diferentes condições edafoclimáticas. O manejo da fertilidade do solo sob pastagem afeta produção de biomassa, que por sua vez influencia o acúmulo ou perda de C. Pastagem cultivada em solo fértil acumulou 0,46 Mg de C ha-1 ano-1. Sob baixa fertilidade natural, obsrvou-se perdas de 0,15 e 1,53 Mg de C ha-1 ano-1, respectivamente para pastagem não degradada e degradada. A conversão de vegetação nativa e pastagem para agricultura, mesmo cultivada sob SPD, reduziu o estoque de C, exibindo perdas de 0,69 a 1,44 Mg ha-1 ano-1. A implantação de sistemas de ILP em áreas sob sucessão de cultivos aumentou os estoques de C no solo, com taxas varaindo de 0,82 a 2,58 Mg ha-1 ano-1. Aplicando a modelagem matemática, com o modelo Century, verificou-se as mesmas tendências de acúmulo ou perdas de C no solo. Entretanto, o modelo subestimou os estoques de C em todas as áreas avaliadas. Em Montividiu, a avalaição do fluxo de GEE em diferentes usos e manejos da terra, evidenciou maior emissão CCO2 na pastagem (10820 kg ha-1) e esta foi significativamente maior em relação à sucessão de cultivos (4987 kg ha-1) e ILP (6565 kg ha-1). Emissão de N-N2O foi maior em ILP (2,00 kg ha-1 ano-1) e menor na vegetação nativa (0,35 kg ha-1 ano-1). Os fluxos de C-CH4 resultaram em emissão de 1,67 kg ha-1 ano-1 na pastagem e em absorção nas demais áreas. Em ILP, os manejos aplicados à soqueira do algodoeiro, resultaram em diferenças nos fluxos de GEE. O manejo químico, sem perturbação do solo, reduziu a emissão de CO2, aumentou a emissão de N2O e não influenciou os fluxos de CH4. Utilizando as taxas de acúmulos de C e os fluxos de GEE obteve-se o seqüestro de C no solo. As taxas de seqüestro, expressas em C equivalente, evidenciaram perdas da ordem de 0,43 e 0,77 Mg ha-1 ano-1, respectivamente para a conversão de Cerrado para pastagem e sucessão de cultivos. Implantação de ILP em áreas sob sucessão de cultivos resultou em seqüestro de C pelo solo, independente do manejo aplicado. Manejo químico seqüestrou 1,05 Mg de C ha-1 ano-1. Manejo mecânico com o equipamento Cotton 1000 e grade aradora seqüestraram 0,58 e 0,71 Mg de C ha-1 ano-1, respectivamente. A implantação de sistemas ILP se mostrou uma excelente alternativa para acumular C no solo e mitigar as emissões de GEE para atmosfera.
Título em inglês
Carbon dynamics and greenhouse gas fluxes in integrated crop-livestock systems in Amazonia and Cerrado
Palavras-chave em inglês
Amazonia
Carbon
Cerrado
Crop
Gas flux
Greenhouse effect
Land use.
Livestock
Resumo em inglês
Changes on land use and management influence the accumulation of carbon (C) in soil and the greenhouse gas (GHG) fluxes. In Brazil, especially in Amazonia and Cerrados biomes, the native vegetation has been historically converted in pastures and agriculture causing considerable amount of GHG emissions to the atmosphere. Recently, pastures and agricultural activities have been adopting more intensified and technically advanced land management systems, such as the integrated crop-livestock (ICL) system, which has the capacity to increase soil C accumulation and promote GHG mitigation. The objective of this study was to evaluate the alterations in soil C stock and GHG fluxes in areas under land use changes in the Amazonia and Cerrados biomes. The study focused on areas under native vegetation, pasture, crop succession and ICL under different edaphoclimatic conditions. The fertility management of soil under pasture affects the biomass production which, in turn, influences not only the soil C accumulation but also the C loss. This study showed that pasture cultivated in fertile soil presented an accumulation of 0.46 Mg of C ha-1 year-1. Under naturally low soil fertility, losses of 0.15 and 1.53 Mg of C ha-1 year -1 were observed in non-degraded and degraded pastures, respectively. Conversion of native vegetation and pasture to agriculture, even when cultivated under no-tillage, caused the reduction of C stock and showed losses from 0.69 to 1.44 Mg ha-1 year -1. The implementation of ICL systems in crop succession areas caused the increase of soil C stock with rates ranging from 0.82 to 2.58 Mg ha-1 year -1. By applying the Century model, the same tendencies in soil C accumulation and C loss were observed. However, the model underestimated the C stock in all areas under evaluation. In Montividiu, Goiás State, the evaluation of GHG fluxes from different land uses and management showed that pasture produced higher C-CO2 emissions (10829 kg ha-1 year -1) than crop succession (4987 kg ha-1 year -1) and ICL (6565 kg ha- 1 year -1). The N-N2O emission was higher from ICL (2.00 kg ha-1 year-1) and lower from native vegetation (0.35 kg ha-1 year-1). Regarding the C-CH4 emissions from pastures, the fluxes were in the order of 1.67 kg ha-1year-1 while the other areas showed sink. In ICL, the soil management applied to the cotton stalk resulted in GHG flux differences. Chemical management with no soil disturbance reduced the CO2 emissions, increased N2O emissions and showed no influence on CH4 fluxes. Carbon sequestration rates, expressed in C equivalent, showed losses in the order of 0.43 and 0.77 Mg ha-1 year-1, respectively, from the conversion of Cerrado to pasture and crop succession. The implementation of ICL in areas under crop succession resulted in C sequestration in soil, regardless the type of management applied. Chemical management produced C sequestration of 1.05 Mg ha-1 year -1. Mechanical management with Cotton 1000 equipment and full tillage produced the sequestration of 0.58 and 0.71 Mg of C ha-1 year-1, respectively. The implementation of ICL systems showed to be an excellent alternative for soil C accumulation and mitigation of GHG emission.
 
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Joao_Carvalho.pdf (1.48 Mbytes)
Data de Publicação
2010-04-27
 
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