Princípios da dinâmica de carbono no solo. Fernando Antonio Fernandes

Transcrição

1 Princípios da dinâmica de carbono no solo Fernando Antonio Fernandes

2 Princípios da dinâmica e quantificação do carbono no solo Fernando Antonio Fernandes

3

4

5 Volume dos constituintes da camada superficial do solo Espaço poroso Água 20-30% Ar 20-30% Mineral 45% Sólidos do solo Orgânico 5%

6 Compartimentos funcionais da MOS Componente estrutural muita lignina, pouco N C/N = Turnover :me 2-4 anos Resíduos vegetais Componente metabólico pouca lignina, muito N C/N = Turnover :me 0,1-0,5 anos MOS a:va C/N = anos MOS lenta C/N = anos MOS passiva C/N = anos

7 Fatores que afetam a capacidade do solo em armazernar carbono

8 Fatores que controlam a decomposição da MOS Umidade Oxigênio ph do solo Relação C/N do material orgânico incorporado Conteúdo de lignina e polifenóis do material Temperatura % de argila Argilo-minerais

9 Umidade Efeitos da umidade sobre a mineralização do nitrogênio do solo (Jenkinson, 1981) Mineralização do nitrogênio (mg NH 4 + NO 3 )- N 100g - 1 solo seco) % de argila no solo Tensão (cm de água) Água no solo (%)

10 ph do solo O efeito do ph do solo na decomposição do reygrass em campo (Jenkinson, 1977) 100 Carbono domaterial vegetal remanescente no solo (%) ph 3,7 ph 6,9 ph 4, Período de incubação (anos) 10

11 Relação C/N do material orgânico incorporado Material orgânico %C %N C/N Serragem 50 0, /1 Palha de trigo 38 0,5 80/1 Milho 40 0,7 57/1 Resíduos de cana- de- açúcar 40 0,8 50/1 Grama fer:lizada 40 1,3 31/1 Feno de alfafa maduro 40 1,8 25/1 Esterco de curral cur:do 41 2,1 20/1 Composto maduro 40 2,5 16/1 Feno de alfafa jovem 40 3,0 13/1 Lodo de esgoto digerido 31 4,5 7/1 Microorganismos do solo Bactérias 50 10,0 5/1 Actinomicetos 50 8,5 6/1 Fungos 50 5,0 10/1 Matéria orgânica do solo Horizonte Ap de Molisol 56 4,9 11/1 Horizonte A1 de Ul:sol 52 2,3 23/1 Horizonte B médio 46 5,1 9/1

12 Relação C/N do material orgânico incorporado Taxa de decomposição de diferentes resíduos % remanescente do resíduo C/N = 38/1 C/N = 28/1 C/N = 10/ Dias após incorporação do material

13 Relação C/N do material orgânico incorporado Conteúdo de lignina e polifenóis do material

14 Temperatura 40 Evolução de CO 2 de um solo siltoso subtropical Bunt e Rovira, 1955 Taxa de evolução do CO 2 (mm 3 CO 2 g - 1 solo h - 1 ) Temperatura ( o C)

15 % de argila Decomposição de cevada incubada em solos com diferentes porcentagem de argila (Jenkinson, 1977) Carbono re:do no solo (%) % de argila no solo 18% de argila no solo Período de decomposição (anos)

16 Effect of soil texture litter decomposition rates clay soils physically protect organic matter net N mineralization clay soils are more efficient at stabilizing N in organic matter

17

18 Nature 2011

19 Protocolo de Quantificação dos Estoques Carbono Do solo

20

21 NBP =ΔSOC F + F + F + F + F import harvest CH LW leach Onde: NBP produ:vidade liquida do bioma; SOC estoque de carbono do solo; Fimport entrada de adubos orgânicos ;Fharvest saída por colheita; FCH4 perda por metano entérico FLW biomassa produtos animais; Fleach perda por lixiviação Baseado em Soussana et al. (2007) 4

22

23 SOIL SAMPLING PROTOCOL TO CERTIFY THE CHANGES OF ORGANIC CARBON STOCK IN MINERAL SOIL OF THE EUROPEAN UNION Version 2 Vladimir Stolbovoy, Luca Montanarella, Nicola Filippi, Arwyn Jones, Javier Gallego* and Giacomo Grassi Table 1. Recommended number of sampling sites (grids of the template) depending on the plot area. Size of the plot Number of sampling sites (n) < 5 ha ha ha 5 > 25 ha 6 Institute for Environment and Sustainability, *Institute for the Protection and the Security of the Citizen 2007 EUR EN/2

24

25 Estudo do Solo representa até hoje um desafio para a ciência o solo forma um "continuum no espaço o solo tem uma dimensão vertical (profundidade) suas propriedades variam lentamente no tempo Matéria Orgânica- Mediação por Atividade Biológica

26 Rede PECUS

27 Para o escopo do projeto Balanço de C 2 amostragens ano1 e ano 4 Padronização de procedimentos de amostragem e métodos de análise

28

29 Conceitos

30 Mudanças dos estoques do carbono no solo Situação ideal - Experimentos de longo prazo onde foi registrado o manejo Outra opção é cronossequências mas a validação é mais difícil. Homogeneidade do solo Histórico da área Áreas de Referência (positivo e negativo)

31

32

33 Amostragem Profundidade : 100 cm Intervalos: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, e cm 8 camadas Variações podem ocorrer na definição das camadas a serem amostradas Mas é essencial ter subcamadas que permitam calcular os estoques de carbono de 0-20 cm, 0-30 cm e de cm.

34 Amostras indeformadas Para calculo da densidade Abertura de trincheiras até 120 cm Amostragem com anéis volumétricos Na abertura da trincheira preservar 3 lados 3 repetições de cada profundidade Amostras devem ser secas até peso constante a 110 o C

35

36 Amostras deformadas Análise de C Estabelecer um grid ao redor do ponto de abertura da trincheira Coleta com trados Tomar cuidado para não contaminar camadas inferiores Secar amostras a 50 o C em estufa com circulação Peneirar o solo a 4 mm e armazenar

37 Preparo das amostras

38

39 Método de Análise C O método padrão deve ser o analisador elementar Na impossibilidade utilizar o método disponível no laboratório Walkey-Black, Moebius Estimar uma curva de correção para o método padrão Aliquotas para análise devem ser moidas até passar por peneira <100 mesh utilizar moinhos de rolos

40

41 Cálculo dos Estoques de C Baseado em uma mesma massa de solo, corrigida para área de referência Ellert e Bettany, Sisti et al. Cs n 1 n n = Cti + Mtn Mti i= 1 i= 1 i= 1 Msi * Ctn

42 Onde/Quanto amostrar? Como protocolo mínimo sugere-se a alocação de 3 trincheiras por área Buscar áreas homogêneas granulometria Para o grid do entorno de cada trincheira serão coletadas 12 pontos para compor 4 amostras composta

43 Esse valor se refere a piquete/parcela/área de até 5 ha Para áreas amostrais maiores existe a indicação de que o números de trincheiras deve ser aumentado 5-10 ha 4 trincheiras ha - 5 trincheiras >25 ha - 6 trincheiras

44 Batlle- Bayer et al. (2010)

45 Tratamento estatístico dos dados Busca em literatura da taxa de alteração esperada (faixa) Δ ± kg ha -1 ano -1 Ardo e Olsson (2004); Stolbovoy et al. (2007); Zuur, Ieno e Elphick (2010)

46

47 Obrigado