Atualização dos Métodos de Cálculo dos Estoques de Carbono do Solo sob Diferentes Condições de Manejo

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1 95 ISSN Dezembro, 2013 Corumbá, MS Foto: Ferado A. Ferades Atualização dos Métodos de Cálculo dos Estoques de Carboo do Solo sob Diferetes Codições de Maejo Ferado Atoio Ferades 1 Aa H. B. Marozzi Ferades 2 Itrodução Os solos armazeam a matéria orgâica aproximadamete duas vezes a quatidade de carboo presete a atmosfera como CO 2, represetado um estoque de 1300 a 1500 GtC o primeiro metro (BATJES; SOMBROEK, 1997; LAL, 2002; SOMBROEK et al., 1993). Cosiderado que aproximadamete um terço desse carboo é costituído de formas lábeis com ciclagem rápida (SCHIMEL, 1995), alterações o uso e maejo do solo podem atuar como fote potecial de C-CO 2 para atmosfera. Por sua vez, a adoção de sistemas de maejo adequados pode determiar que solos de áreas agrícolas, de itegração lavourapecuária e de pecuária atuem como um dreo de C- CO 2 da atmosfera, eutralizado parcialmete a emissão de metao (CH4) e de oxido itroso (N 2 O) e reduzido o potecial de aquecimeto global destes sistemas de produção. Portato, a adequada avaliação do estoque de carboo orgâico em sistemas de produção agropecuária é essecial para o balaço de gases de efeito estufa em sistemas rurais de produção. O impacto do maejo do solo sobre a matéria orgâica do solo (MOS) tem sido bem documetado, mas os impactos dos métodos para calcular os estoques armazeados o solo são igualmete importates. Porém, até hoje, muitas vezes os métodos são equivocadamete descritos. Trabalhos coduzidos até 1970 expressavam a quatidade de MOS a forma de cocetração simples - kg C.Mg -1 de solo (DAVIDSON et al., 1967; ELLERT; BETTANY, 1995). Posteriormete, os trabalhos passaram a expressar ão somete valores de cocetração, como também os de estoque de carboo (C), cosiderado esse cálculo as alterações a desidade aparete e a espessura da camada estudada, sedo os resultados expressos por uidade de área MgC.ha -1 (AGUILAR et al., 1988; TIESSEN et al., 1982). Recetemete, essa métrica tem sido cosiderada isuficiete, pois as práticas de maejo podem alterar a desidade do solo e, assim, ao se cosiderar uma mesma profudidade de uma área cultivada e de uma área sob vegetação ativa, as massas de solo serão diferetes, podedo levar a iterpretações equivocadas (JANTALIA et al., 2006; VELDKAMP, 1994). Várias são as propostas existetes em literatura para efetuar essa correção. Este trabalho tem como objetivo apresetar duas equações para cálculo da correção dos estoques de C para uma mesma massa de solo. A primeira, utilizada por Sisti et al. (2004) baseada os trabalhos de Ellert e Bettay (1995), e a seguda baseada os trabalhos de Carvalho et al. (2009). Mostra-se a aplicação dessas fórmulas em exemplos práticos em solos do Cerrado e do Pataal o cálculo e para correção dos estoques de carboo do solo. 1 Egeheiro Agrôomo, Dr., Embrapa Pataal, Caixa Postal 109, , Corumbá, MS, ferado.ferades@embrapa.br 2 Egeheira Agrôoma, Dra., Embrapa Pataal, Caixa Postal 109, , Corumbá, MS, aa.marozzi-ferades@embrapa.br

2 2 Atualização dos Métodos de Cálculo dos Estoques de Carboo do Solo sob Diferetes Codições de Maejo Correção dos estoques de C para uma mesma massa de solo Cosidere-se uma situação hipotética de uma área ates e após o cultivo, ode ão houve em gahos em perdas de solo ou C, permaecedo a cocetração de C do solo costate em 10 kg C.Mg -1 de solo. A desidade aparete (Dap) da área ates do cultivo era de 1,6 Mg.m -3, coferido à área uma massa de solo para a camada 0-10 cm de Mg.ha -1. Após o cultivo, etretato, a desidade aparete do solo era de 1,4 Mg.m -3, coferido uma massa de solo de Mg.ha -1 para a mesma camada de solo. Se o cálculo dos estoques a espessura da camada permaecer fixa, massas diferetes de solo estarão sedo comparadas, levado a uma iterpretação errôea sobre os efeitos do cultivo o armazeameto de C o solo. Para cotorar essa questão sugere-se duas alterativas de cálculo. A) Correção baseada em Sisti et al. (2004) Sisti et al. (2004) apresetaram uma fórmula matemática para correção dos estoques de C do solo, levado-se em cota as difereças as massas de solo. Essa fórmula foi baseada os trabalhos de Ellert e Bettay (1995). Nesse método as massas de solos das áreas de estudo são ajustadas fazedo-se a correção da massa para a última profudidade amostrada em relação a uma área de referêcia. 1 Cs = Cti + Mt Mti Msi * Ct ode: (1) Cs = estoque de C total, em Mg.ha -1, corrigido em fução da massa de solo de uma área de referêcia; 1 1 Cti = somatório dos estoques de C do solo da primeira à peúltima camada amostrada o tratameto cosiderado (Mg.ha -1 ); Mt = massa do solo da última camada amostrada o tratameto (Mg.ha -1 ); Mti 1 = somatório da massa total do solo amostrado sob o tratameto (Mg.ha -1 ); Msi 1 = somatório da massa total do solo amostrado a área de referêcia (Mg.ha -1 ); Ct = teor de C do solo a última camada amostrada (Mg C. Mg -1 de solo). Ates de se aplicar a equação 1, os estoques de C devem ser calculados para cada uma das camadas de solo de cada área estudada, de acordo com a equação abaixo (VELDKAMP, 1994): ode: Est C = (CO x Dap x e)/10) (2) Est C = estoque de C orgâico em determiada profudidade (Mg.ha -1 ) CO = teor de C orgâico total a profudidade amostrada (g.kg -1 ) Dap = desidade aparete do solo da profudidade (kg.dm -3 ) e = espessura da camada cosiderada (cm) B) Correção baseada em Carvalho et al. (2009) Outra opção de cálculo para a correção dos estoques de C do solo, levado-se em cota as difereças as massas de solo, foi sugerida por Carvalho et al (2009), baseado os trabalhos de Moraes et al. (1996) e Veldkamp (1994). Partido da premissa proposta por Veldkamp (1994), de que a relação etre a desidade aparete e a espessura da camada permaece costate em relação ao solo de referêcia, o cálculo do estoque de cada camada amostrada pode ser calculado pela equação 3. Por esse método a correção é feita para cada camada estudada, corrigido-se a espessura da mesma em relação à área de referêcia. ode: Dref Cs Ds* * e Ds EstC = (3) 10 EstC= estoque de C orgâico em determiada profudidade (Mg.ha -1 ) Cs = teor de C orgâico total a profudidade amostrada (g.kg -1 ) Ds= desidade aparete do solo a profudidade amostrada (kg.dm -3 ) Dref = desidade do solo para profudidade amostrada a área de referêcia (kg.dm -3 ) e = espessura da camada cosiderada (cm) Exemplos de correção Na Tabela 1 são apresetadas as correções dos estoques de C do solo para áreas de pastages de loga duração degradada e ão degradada, em relação à uma área referêcia sob cerrado ativo (adaptado de JANTALIA et al., 2006).

3 Atualização dos Métodos de Cálculo dos Estoques de Carboo do Solo sob Diferetes Codições de Maejo 3 Como pode ser observado, os valores corrigidos dos estoques para a camada de 0-40 cm, tato a área sob pastagem ão degradada como sob pastagem degradada, são meores do que aqueles sem correção, os quais estão superestimados em 6,3% e 2,2%, respectivamete. Se fossem levados em cota os valores ão corrigidos poder-se-ia cocluir que, apesar da pequea difereça etre as áreas, o solo sob pastagem ão degradada apresetaria um maior estoque de C do que a área sob pastagem degradada, que é de fato o que o seso comum, apoiado em diferetes trabalhos da literatura, diz que ocorre. Etretato, quado se aalisam os valores corrigidos a Tabela 1, as duas áreas apresetam praticamete o mesmo estoque de C, o que cotradiz o seso comum. Na Tabela 2 estão apresetados os dados corrigidos para áreas de pastagem cultivada o Pataal (área com 10 e 20 aos de implatação), tedo como área de referêcia um solo sob cerradão ativo. Também esse caso os dados origiais superestimam os estoques de C, quado comparados com os valores corrigidos, apesar de uma proporção meor que a tabela aterior (0,7% e 2,0 %, para as pastages de 10 e 20 aos, respectivamete). Por vezes, o objetivo do estudo coduzido requer quatificação dos estoques até camadas mais profudas do solo. Nesses casos, a equação 3 proposta por Carvalho et al. (2009) talvez seja a mais idicada por ser mais simples. A Tabela 3 apreseta um exemplo com valores de estoque corrigidos até 1 metro de profudidade para outra área de pastagem de braquiária com 20 aos de implatação o Pataal, tedo como referêcia também outra área de vegetação ativa de cerradão. Observa-se que também para essa área os estoques calculados estavam superestimados as camadas mais superficiais em relação aos corrigidos, uma proporção maior do que para a área apresetada a Tabela 2. No etato, as camadas mais profudas, os estoques calculados estavam subestimados. Cosiderações fiais A correção dos estoques de C para uma mesma massa de solo tem sido cosiderado imprescidível para uma avaliação mais precisa e realista quato aos impactos de atividades atrópicas sobre os estoques de C do solo (tais como diferetes tipos de maejo de solo), em relação a uma área de referêcia sob vegetação ativa atropizada ou ão, coforme demostraram os exemplos citados. Tabela 1. Coteúdos e estoques de carboo (C) do solo em áreas de vegetação ativa de cerrado e pastages de loga duração utilizado a equação 1. Profudidade Coteúdo de carboo Desidade aparete Estoque de carboo do solo Calculado a Corrigido b Difereça cm (mg C.g solo -1 kg.dm -3 Mg C.ha -1 % Vegetação ativa de cerrado atropizado ,60 1,19 26,90 26, ,60 1,24 24,30 24, ,70 1,12 30,70 30, ,90 81,90 - Pastagem de loga duração ão degradada ,00 1,10 24,20 25,60 +5, ,10 1,32 21,30 19,90-7, ,80 1,33 28,70 24,20-18, ,20 69,80-6,3 Pastagem de loga duração degradada ,00 1,10 20,90 22,40 +6, ,40 1,23 20,20 19,90-1, ,20 1,23 30,00 27,30-9, ,10 69,90-2,2 Fote: Adaptado de Sisti et al. (2004). a (Teor de carboo x Desidade aparete do solo x Profudidade)/10; b correção por equivalêcia de massa.

4 4 Atualização dos Métodos de Cálculo dos Estoques de Carboo do Solo sob Diferetes Codições de Maejo Tabela 2. Coteúdos e estoques de carboo (C) do solo em áreas de vegetação ativa de cerrado e pastages de braquiária o Pataal (adaptado de FERNANDES et al., 1999). Profudidade Coteúdo de carboo Desidade aparete Estoque de carboo do solo Calculado a Corrigido b Difereça cm mg C.g solo -1 kg.dm -3 Mg C.ha -1 % Vegetação ativa de cerradão ,657 1,36 9,053 9, ,676 1,46 6,826 6, ,009 1,58 12,668 12, ,548 28,548 - Pastagem de braquiária com 10 aos de implatação ,673 1,41 9,410 9,257-1, ,699 1,45 5,363 5,397 0, ,960 1,59 9,411 9,352-0, ,184 24,007-0,7 Pastagem de braquiária com 20 aos de implatação ,966 1,40 6,952 6,842-1, ,041 1,46 4,440 4,440 0, ,745 1,59 8,729 8,674-0, ,357 19,957-2,0 a (Teor de carboo x Desidade aparete do solo x Profudidade)/10; b correção por equivalêcia de massa. Tabela 3. Coteúdos e estoques de carboo (C) do solo em áreas de vegetação ativa de cerrado e pastagem de braquiária o Pataal. Profudidade Coteúdo de carboo Desidade aparete Estoque de carboo do solo Calculado a Corrigido b Difereça cm mg C.g solo -1 kg.dm -3 Mg C.ha -1 % Vegetação ativa de cerradão ,10 1,39 8,44 8, ,25 1,55 3,48 3, ,11 1,53 3,24 3, ,75 1,57 2,74 2, ,47 1,55 4,55 4, ,19 1,59 3,78 3, ,29 1,56 7,14 7, ,39 33,39 - Pastagem de braquiária com 20 aos de implatação ,63 1,59 4,19 3,65-12, ,10 1,59 3,33 3,24-2, ,08 1,54 3,21 3,20-0, ,12 1,58 3,36 3,33-0, ,99 1,55 6,18 6,17-0, ,58 1,56 4,95 5,05 +2, ,86 1,55 5,76 5,81 +0, ,98 30,46-1,7 a (Teor de carboo x Desidade aparete do solo x Profudidade)/10; b correção por equivalêcia de massa. Referêcias AGUILAR, R.; KELLY, E.F.;HEIL, R.D. Effects o cultivatio o soils i orther Great Plais ragelad. Soil Sciece Society of America Joural, v.52, p , BATJES, N. H.; SOMBROEK, W. G. Possibilities for carbo sequestratio i tropical ad subtropical soils. Global Chage Biology, v. 3, p , 1997.

5 Atualização dos Métodos de Cálculo dos Estoques de Carboo do Solo sob Diferetes Codições de Maejo 5 CARVALHO, J.L.N.; CERRI, C.E.P.; FEIGEL, B.J.; PICCOLO, M.C.; GODINHO, V.P.; CERRI, C.C. Carbo sequestratio i agricultural soils i the Cerrado regio of the Brazil Amazo. Soil ad Tillage Research, v. 103, p , DAVIDSON, J.M.; GRAY, F.; PINSON, D.I. Chages i orgaic matter ad bulk desity with depth uder two croppig systems. Agroomy Joural, v. 59, p , ELLERT, B. H.; BETTANY, J. R. Calculatio of orgaic matter ad utriets stored i soils uder cotrastig maagemet regimes. Caadia Joural of Soil Sciece, v.75, p , FERNANDES, F.A.; CERRI, C.C.; FERNANDES, A.H.B.M. Alterações a matéria orgâica de um Podzol hidromórfico pelo uso com pastages cultivadas o Pataal Mato-Grossese. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.34, p , JANTALIA, C. P.; ALVES, B. J. R; ZOTARELLI, L.; BODEY, R. M.; URQUIAGA, S. Mudaças o estoque de C do solo em áreas de produção de grãos: avaliação do impacto do maejo de solo. I: ALVES, B. J. R.; URQUIAGA, S.; AITA, C.; BODEY, R. M.; JANTALIA, C. P.; CAMARGO, F. A. O.(Ed.). Maejo de sistemas agrícolas: impacto o sequestro de C e as emissões de gases do efeito estufa. Porto Alegre: Embrapa Agrobiologia, p LAL, R. Soil carbo dyamic i croplad ad ragelad. Evirometal Pollutio, v. 116, p , MORAES, J. F. L.; VOLKOFF, B.; CERRI,C. C.; BERNOUX, M. Soil properties uder Amazo forest ad chages due to pasture istallatio i Rodoia. Geoderma, v. 70, p , SCHIMEL, D. Terrestrial ecosystems ad the carbo cycle. Global Chage Biology, v. 1, p , SISTI, C. P. J.; SANTOS, H. P.; KOHHAN, R.; ALBES, B.J.R.; URQUIAGA, S.; BODEY, R.M.. Chage i carbo ad itroge stocks i soil uder 13 years of covetioal or zero tillage i Souther Brazil. Soil ad Tillage Research, v.76, p.39-58, SOMBROEK, W. G.; NACHTERGAELE, F. O.; HEBEL, A. Amouts, dyamics ad sequestrig of carbo i tropical ad subtropical soils. Ambio, v. 22, p , TIESSEN, H.; STEWART, J. W. B.; BETTANY, J.R. Cultivatio effects o the amouts ad cocetratio of carbo, itroge, ad phosphorus i grasslad soils. Agroomy Joural, v.74, p , VELDKAMP, E. Orgaic Carbo Turover i Three Tropical Soils uder Pasture after Deforestatio. Soil Sciece Society of America Joural, v.58, p , COMO CITAR ESTE DOCUMENTO FERNANDES. F. A.; FERNANDES, A.H. B. M. Atualização dos métodos de cálculo de estoques de carboo do solo sob diferetes codições de maejo. Corumbá: Embrapa Pataal, p. (Embrapa Pataal. Comuicado Técico, 95). Dispoível em: < Acesso em: 31 dez Comuicado Embrapa Pataal Técico, 95 Edereço: Rua 21 de Setembro, 1880 Caixa Postal 109 CEP Corumbá, MS Miistério da Agricultura, Pecuária e Abastecimeto Foe: Fax: cpap.sac@embrapa.br 1ª edição 1ª impressão (2013): formato digital Comitê Local de Publicações Expediete Presidete: Suzaa Maria Salis Membros: Aa Helea B. M. Ferades Dayaa Schiavi N. Batista Sadra Mara Araújo Crispi Vaderlei Doizeti A. do Reis Secretária: Eliae Mary Pito de Arruda Supervisora editorial: Suzaa Maria Salis Editoração eletrôica: Eliae Mary Pito de Arruda Dispoibilização a home page: Marilisi Jorge da Cuha