Estabilização do carbono no solo e mitigação das emissões de gases de efeito estufa na agricultura conservacionista

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1 Estabilização do carbono no solo e mitigação das emissões de gases de efeito estufa na agricultura conservacionista Jeferson Dieckow Universidade Federal do Paraná

2 Estrutura da apresentação Estabilização e sequestro de C Mitigação de emissões Plantio Direto Rotação de Culturas Integração lavoura-pecuária (ILP) Integração lavoura-pecuária-floresta (ILPF)

3 Estabilização de C no solo Recalcitrância Interação organomineral Oclusão

4 Recalcitrância Tempo médio de residência (dias) Resíduo de plantas Nabo forrageiro Guandu Mucuna Crotalaria juncea Hidrofobicidade: [aromático + alquil] / [ O-alquil + carbonil] Adaptação: Carvalho et al (2009) Soil Till Res 102:144

5 Recalcitrância na fração pesada (assoc. minerais)? ppm = 58% ppm = 48% ppm = 52% 72 ppm Fração leve livre Fração leve oclusa Fração Pesada Espectros de CP 13 C-NMR Dourados MS, Integração Lavoura-Pecuária Boeni et al. (in press)

6 Interação: Saturação de superfícies 25 C fração, g dm-3 de solo Argila Silte MOP C total, g dm-3 Diekow et al 2005

7 Jastrow & Miller RM (1998) Oclusão Barreira física contra ação de microrganismos e suas enzimas. Menor difusão de O2.

8 Reagregação Resíduo Plantio direto t1 MOP fina MOP grossa Turnover curto Preparo Turnover longo t2 Microagregado antigo Microagregado novo t3 Redução de atividade microbiana t4 Six et al (2000) Soil Biol Biochem 32:2099

9 Angers, Recous, Aita EJSS Resíduo de trigo marcado com 13 C incorporado ao solo. >1000mm mm 13 C (% do 13 C residual) mm <50mm Dias após a incorporação

10 Importância dos mecanismos Taxa de acúmulo de C em 0-20 cm de Argissolo Vermelho em plantio direto (PD) em relação ao preparo convencional (PC). 18 anos. Eldorado do Sul-RS Sistema Av+Er/Mi+Cp DC PD-PC (Mg C ha -1 ano -1 ) (%) Total (100) MOP livre (15) MOP oclusa (22) MO assoc.min (63) Conceição et al. (2013)

11 Experimentos / Cronossequências Preparo do Solo - Paraná Londrina (Embrapa) 1997 Tibagi (Santa Branca/UEPG) 1979/89 Ponta Grossa (Frankana/UEPG) 1976 Ponta Grossa (Fescon/UEPG) 1987 Castro (F. ABC) 2005 Pato Branco (Iapar) 1986 Guarapuava (FAPA) 1978

12 Taxas de sequestro (PC x PD) - Paraná

13 Acúmulo de C em profundidade PD vs. PC Guarapuava (30a) 0 cm 0.37 t/ha/a 20 28% 0 cm 20 Castro (4a) 0.20 t/ha/a 26% 0.93 t/ha/a 72% 0.56 t/ha/ a 74% t/ha/a 0.76 t/ha/a Sacramento 2012 Piva et al. 2012

14 Sequestro em profundidade Boddey et al 2010

15 Estabilização é só metade da história Adicionar C via culturas Estabilizar o C aportado Adição Saída

16 Sistemas de culturas: o que acontece com C?

17 Taxas de sequestro Rotações em PD 21 anos Ponta Grossa F. ABC Ref.: trigo / soja cm 0.50 Sequestro C em relação a trigo/soja (Mg/ha/ano) cm aveia/ milho/ trigo/ soja/ ervilhaca/ milho/ trigo/ soja/ azevém/ milho/ azevém/ soja/ alfafa (3)/ milho/ Alburquerque 2012

18 Produção de fitomassa Adição de C Estoque de C vs. adição de C: 13º ano de sistemas de culturas em plantio direto e preparo convencional. Argissolo (0-20 cm). Eldorado do Sul RS. SOC stocks at the 13 th yr, (Mg ha -1 ) C0 = No-till C t 13 = A (r2 = 0.55, P < 0.01) Conventional till C t 13 = A (r2 = 0.66, P < 0.01) Annual C addition, A (Mg ha -1 yr -1 ) Bayer et al. (2006)

19 Inegração Lavoura-Pecuária (n=9) 1. Santa Carmem (4 yr) Carvalho (2010) 2. Chupinguaia (4 yr) Carvalho (2010) Amazon Tropical 4. Campo Grande (11 yr) Salton (2005) and Boeni (2007) 5. Maracaju (11 yr) Salton (2005) and Boeni (2007) 6. Dourados (9 and 15 yr) Salton (2005) and Zanatta & Salton (2010) 8. Tupanciretã (6 yr) Souza (2008) Cerrado Tropical South Subtropical 3. Montividiu (10 yr) Carvalho (2010) 7. Castro (4 yr) Piva (2010)

20 Chupinguaia (4 yr) 1.2 t ha -1 yr C sequestration (0-20 cm ) Crop Crop Crop ICLS ICLS ICLS 6. Dourados (9 yr) 0.5 t ha -1 yr Campo Grande (11 yr) 0.3 t ha -1 yr Maracaju (11 yr) 1.0 t ha -1 yr Crop ICLS Tropical Amazon 1.4 t ha -1 yr Crop ICLS 9. Tupanciretã (6 yr) 0.0 t ha -1 yr -1 Tropical Cerrado 0.5 t ha -1 yr -1 Subtropical 0.1 t ha -1 yr Santa Carmem (4 yr) 1.6 t ha -1 yr Castro (3.5 yr) 0.2 t ha -1 yr Montividiu (10 yr) 0.2 t ha -1 yr Crop Crop Crop ICLS ICLS ICLS

21 Contabilidade completa Mitigação de emissão DC solo C eq -CH 4 C eq -N 2 O C eq - Custos PAG C eq (sequestro) Tradeoffs Potencial de Aquecimento Global do Sistema de Manejo PAG-liq = (C eq -CH 4 ) + (C eq -N 2 O) + (C eq -Custos) (D C solo )

22 Balanço de emissões (PC x PD) Castro F. ABC Piva et al, Plant and Soil 2012 C-CO 2 eq. (Mg ha -1 ano -1 ) 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2-0,4-0,6 PC PD N 2 O CH 4 C-CO 2 Custos 0.79 PAG D= ,8

23 Resumo: Emissões N 2 O em PD e PC - Brasil Referência PC PD kg N-N2O/ha/ano Passianoto et al. (2003) RO 2,23 1,62 Carmo et al. (2005) RO Jantalia et al. (2008) RS 0,87 0,70 Metay et al. (2007) GO Pillar et al. (2012) RS 0,40-0,15 Pillar et al. (2012) RS 0,45 0,85 Piva et al. (2012) PR 2,42 1,26 Morais et al. (2013) 1,67 0,32 Média 1,13 ±1.10 0,57 ±1.10 Razão das emissões PD/PC = 0.5 Adaptado Rochette 2013

24 ILP vs Lavoura: Balanço de emissões Castro F. ABC 4º. ano 0,8 Lav ILP C-CO 2 eq. (Mg ha -1 ano -1 ) 0,6 0,4 0,2 0,0-0,2 N 2 O solo N 2 O dejetos CH 4 solo C-CO 2 PAG -0,4 Piva et al (2013, aceito)

25 Emissão N 2 O ILP e ILPF Iapar P Grossa Campo Nativo Lavoura Pergher 2013

26 N 2 O de urina e esterco Bovino Sordi (2012) N 2 O-N (mg m -2 h -1 ) N 2 O Urine - Summer N 2 O urina Control U 0.5 U 1.0 U 1.5 N 2 O-N (mg m -2 h -1 ) N 2 Dung - Summer 2 O esterco Control D 0.5 D 1.0 D Days after application Dias após a aplicação Dias Days após after a application aplicação

27 Fator de emissão de N 2 O Urina e esterco Bovinos EF (%) Urine Urina Dung Esterco IPCC Sordi et al (in press)

28 Aplicação de DCD - dicianodiamida 4000 N 2 O ( g N m -2 h -1 ) Solo Esterco Esterco - DCD Urina Urina - DCD Dias após a deposição dos dejetos no solo Pergher 2013

29 Aplicação de DCD dicianodiamida Emissão acumulada de N2O 10 8 a N 2 O (kg N ha -1 ) 6 4 ab 2 0 b b b Solo Esterco Es-DCD Esterco Urina Ur-DCD Urina + DCD + DCD Pergher 2013

30 Considerações finais (Resumo) 1. Plantio direto estabiliza C: agregação/oclusão interação organomineral Recalcitrância não é o mais importante mecanismo Desafio: Aumentar adição de C pelas culturas (PPL) 2. Emissões Sistemas de Preparo: Tendência do Plantio direto reduzir emissões. Sistemas Integrados: Ainda não conclusivo Esterco e Urina: fator de emissão menor que 2% 3. Necessidade de balanço completo Mudar denominador da taxa de emissão: unidade de área por unidade de massa/energia produzida.

31 Agradecimentos

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