Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal Balanço de gases de efeito estufa em pastos de Brachiaria submetidos a diferentes intensidades de pastejo Profa. Dra. Ana Cláudia Ruggieri Prof. Dr. Newton La Scala Júnior Prof. Dr. Ricardo Andrade Reis Profa. Dra. Telma Teresinha Berchielli Liziane de Figueiredo Brito Eng. Agrônoma - Mestrado Ciência do Solo - Doutorado Produção Vegetal Pós doutoranda PNPD/CAPES - FCAV/UNESP, Jaboticabal, SP Jaboticabal SP Brasil 2012
PROJETO DE PESQUISA Balanço de gases de efeito estufa em pastos de Brachiaria submetidos a diferentes intensidades de pastejo Balanço de GEE AQUECIMENTO GLOBAL MUDANÇAS CLIMÁTICAS Contribuição da PECUÁRIA Intensidades de pastejo MANEJO DE PASTAGENS Suplementação manejo de dietas SOLO PLANTA ANIMAL ATMOSFERA
EFEITO ESTUFA
EFEITO ESTUFA AQUECIMANTO GLOBAL = EFEITO ESTUFA adicional INTERVENÇÃO ANTRÓPICA EQUILÍBRIO G.E.E.
EFEITO ESTUFA adicional CONTRIBUIÇÃO Dióxido de carbono (CO 2 ) Metano (CH 4 ) Óxido nitroso (N 2 O) 280ppm 379ppm 715ppb 1.774ppb 270ppb 319ppb 60% 15% 5%
EFEITO ESTUFA adicional PAG (poder de aquecimento global) Dióxido de carbono (CO 2 ) Metano (CH 4 ) Óxido nitroso (N 2 O) 1x 21x 310x
Emissão de CH 4 no BRASIL por Setor
Emissão de N 2 O no BRASIL por Setor
Emissão de CO 2 no BRASIL por Setor
Emissão de GEE pela pecuária - BRASIL Dióxido de carbono (CO 2 ) 1.638 Tg (2005) 77% Setor Mudança do Uso da Terra e Florestas Fontes: mudança de uso do solo, desmatamento, degradação Óxido nitroso (N 2 O) 0,546 Tg (2005) 87% Setor Agropecuário 84% Solos agrícolas 40% Animais em pastagem Fontes: solo (adubação nitrogenada), manejo de dejetos (urina) Metano (CH 4 ) 18,1 Tg (2005) 70% Setor Agropecuário 90% fermentação entérica 84,9% gado bovino de corte Fontes: disgestão fisiológica, manejo de dejetos
FONTES de emissão de GEE pela pecuária Agropecuária Fermentação entérica de ruminantes (CH 4 ) O manejo de dejetos animais (N 2 O e CH 4 ) Emissão de N 2 O de solos agrícolas
Produção de METANO pela pecuária FERMENTAÇÃO ENTÉRICA DIGESTÃO - produção e emissão desse gás através da eructação, processo natural e fisiológico inerente à digestão dos animais ruminantes ruminantes: transformam fibra em proteína de qualidade CARNE
Produção de METANO pela pecuária FERMENTAÇÃO ENTÉRICA VARIA FUNÇÃO Espécie animal Categoria animal Sistema de manejo Dieta Estado fisiológico Melhoria da dieta Melhoria de pastagens Suplementação alimentar Uso de aditivos Melhor eficiência produtiva, resultando em ciclos de produção mais curtos
FERMENTAÇÃO ENTÉRICA Produção de METANO pela pecuária Constituição morfológica e composição química das plantas forrageiras Pedreira (2004) - a relação parede celular:conteúdo celular e a constituição da parede celular das plantas forrageiras são os principais fatores envolvidos na produção de metano C4 (forrageiras de clima tropical) C3 forrageiras clima temperado Pedreira & Primavesi (2006) - sistemas de produção de bovinos em pastagens o nível de consumo, qualidade da forragem disponível e a digestibilidade da massa ingerida são fatores determinantes na produção de metano entérico pelos animais e variam conforme a espécie forrageira, o sistema de manejo adotado e a estação do ano. Técnicas nutricionais: ionóforos, glicerol, tanino, saponinas, óleos, gorduras, vacinas, anticorpos policlonais, técnicas de manejo de pastagens, melhoramento genético e sistemas eficientes de produção têm sido utilizadas para manipular o rúmen e reduzir a emissão do gás (MOHAMMED et al., 2004). PESQUISAS: entendimento da produção de metano entérico e eficiência energética de animais suplementados mantidos em pastagens tropicais.
FERMENTAÇÃO ENTÉRICA Produção de METANO pela pecuária espécies animais: emitem metano em quantidades Animais de alto potencial genético CH 4 : ciclo produtivo, maximizando o ganho de peso e a precocidade de abate e maior rendimento de carcaça, sempre adequado ao seu sistema de produção Proporção volumoso:concentrado e frequência de fornecimento Martin et al. (2009): o aumento no nível de concentrado leva à redução na produção de metano, em relação a energia ingerida ou quando expressa em unidade de produto animal (leite ou carne) Dietas ricas em grãos seria o caminho?????? Toda a cadeia produtiva deveria ser contabilizada
Produção de METANO pela pecuária OUTROS FATORES: Manejo de dejetos de animais 0,723 Tg CH 4 manejo de dejetos de animais (2005) a bovinocultura de corte 0,214 Tg CH 4 (BRASIL, 2010) Principal fonte: dejetos animais tratados sob condições anaeróbias manejo intensivo Pecuária extensiva no Brasil emissões mínimas os resíduos dos animais depositados na pastagem secam e se decompõem no campo Queima de resíduos agrícolas expansão de fronteiras Solo somente em condições estritamente anaeróbicas
Croqui área experimental 25 sup 07 18 15 sal 25 sup 06 12 15 sal 17 35 sup Aqui tem um corredor 11 35 sup 05 15 sup 16 14 15 sup 25 sup 15 10 25 sup 04 13 35 sal 35 sal 35 sup 09 15 sup Área reserva 03 08 25 sal Área reserva 35 sup 02 15 sup 25 sal 01
Fonte: Isabela Carvalho 2010 AVALIAÇÃO da produção CH 4 pelo animal Técnica do SF6 Cromatografia gasosa
AVALIAÇÃO da produção CH 4 pelo animal CARVALHO et al.(2011) Fonte: Isabela Carvalho 20
Fonte: Isabela Carvalho 2010
Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária Deposição de dejetos de animais em pastagem Rebanho brasileiro: n o cabeça animais Criação extensiva Grande extensão territorial resultam em importante contribuição 1990 a 2005: 31,0% 47,5% das emissões de N 2 O de solos agrícolas > contribuição gado bovino Outras fontes diretas: uso de fertilizantes nitrogenados, o nitrogênio de dejetos de animais em pastagem e os utilizados como fertilizantes e os resíduos de colheita Manejo de dejetos: N 2 O produzido durante o armazenamento e tratamento de dejetos animais, antes de serem aplicados ao solo como adubo DEPENDE do N e C neles contidos, da duração da estocagem e do tipo de tratamento Assim, a quantidade de nitrogênio excretada pelos animais que não ocorre diretamente nas pastagens é assumida como sendo aplicada ao solo como adubo
PRODUÇÃO: Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária N 2 O é produzido no solo em sua maioria por processos microbiológicos, como resultado de interações entre diversos fatores: - Temperatura - Textura - ph do solo - Disponibilidade de N e de material orgânico degradável - Conteúdo de água no solo -... CICLO DO NITROGÊNIO: inúmeras transformações químicas ocorrem no solo, constituindo importante elo entre biosfera e atmosfera
Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária Os processos bióticos do solo 90% da produção global de N 2 O (PAUL & CLARCK, 1996). Processos microbiológicos desnitrificação e nitrificação Denitrificação: NO 3 - => NO 2 => 2NO => N 2 O => N 2 Nitrificação: NH 4 + => NO 2 - => NO 3 - Lima et al. (2006)
Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária Processos microbiológicos DESNITRIFICAÇÃO e nitrificação Desnitrificação: o nitrato (NO 3- ) é reduzido a N 2 O por microrganismos desnitrificadores sob condições anaeróbicas. Fatores: suprimento de nitrato CO de fácil assimilação status de O 2 no solo
Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária Processos microbiológicos desnitrificação e NITRIFICAÇÃO Microrganismos nitrificadores, entretanto, produzem N 2 O por oxidação do amônio a nitrato, em condições aeróbicas. Importância ainda não tem sido claramente estabelecida???? Fatores: disponibilidade de NH 3 ph disponibilidade de O 2 no solo 35-60% PPA (COSTA et al., 2008)
Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária A maior parte do N ingerido pelos animais (aproximadamente 85%) é excretada nos dejetos (FEZES e URINA), fazendo destes a principal fonte de emissão de N 2 O na pecuária (LIMA et al., 2006). Retorno das excretas e as alterações físicas do solo em consequência do caminhamento do animal podem influenciar a emissão de N 2 O do solo. A deposição de fezes e urina estimula as transformações microbianas, enquanto a compactação do solo e o pisoteio mudam o ambiente físico no qual estas transformações ocorrem. Áreas próximas a cochos e bebedouros alta compactação do solo > concentração de excretas > perdas de nitrogênio (Simek et al., 2006) MANEJO visando obter melhor distribuição do impacto animal favorece a retenção de nitrogênio no solo, entretanto, ainda não se sabe se este manejo reduzirá as emissões de N 2 O.
Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária Distribuição de fezes no piquete pastejado 2 g N /m²/ano 8 g N 15 g N 10 a 40% da área do piquete dentro de um ano com moderada densidade de lotação Mas 80% com alta DL!!! Adaptado de Lemaire (F. Vertès, 2007)
Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária Uso de fertilizantes sintéticos nitrogenados (uréia, a amônia, o nitrato de amônio anidro e o sulfato de amônio) parte desse N é incorporado nas plantas e no solo parte volatiliza na forma de NOx e NH 3 parte é emitida na forma de N 2 O. Segundo Vermoesen et al. (1996), cerca de 1,25% do total de N aplicado são emitidos como N 2 O. Variabilidade!!!!
Metodologia de avaliação de N 2 O a campo - Amostragem: coleta de gases -Quantificação: cromatografia gasosa Metodologia para metano do solo!!!
Produção de DIÓXIDO DE CARBONO pela pecuária EMISSÕES/fontes: Mudança do uso da terra conversão de florestas para uso agropecuário Adição de calcário agrícola aos solos
Produção de DIÓXIDO DE CARBONO pela pecuária EMISSÕES/fontes: EMISSÃO DE CO 2 DO SOLO processos físicos e bioquímicos produção e transporte Atmosfera Solo CO 2 CO 2 Transporte - Trocas gasosas - Características do solo O 2 CO 2 Variação temporal Variação espacial MOS FATORES Produção Fontes principais: - atividade microbiana - respiração de raízes
AVALIAÇÃO da emissão de CO 2 do solo
Emissão de CO 2 em pastos de capim Xaraés submetidos a intensidades de pastejo rotativo Valores semanais de emissão de CO 2 do solo nos diferentes índices de área foliar residual propostos. Raposo et al. (2010)
Variação temporal da emissão de CO 2 solo de pastos de capim-xaraés e de dados meteorológicos (temperatura média diária e temperatura do solo). Variável 10/06/10 29/06/10 05/07/10 29/07/10 08/09/10 03/10/10 CO 2 (µmol m -2 s -1 ) 2,40 b 1,94 c 1,95 bc 1,97 bc 2,64 b 4,88 a T média ( o C) 1 18,8 18,8 18,7 22,2 20,3 20,4 T solo ( o C) 1 18,75 18,18 17,73 22,11 21,44 22,22 1 Temperatura média diária e temperatura do solo (média diária): dados meteorológicos apresentados foram obtidos no acervo de Agrometeorologia do Departamento de Ciências Exatas (FCAV/UNESP). * Médias seguidas pela mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. PP acumulada de 148 mm registrada entre 25/09 e 3/10 de 2010 A variação temporal da emissão de CO 2 do solo é consequente de alterações em condições climáticas locais. A umidade do solo, especialmente após um período seco, favorece a emissão deste gás solo-atmosfera. Azenha et al. (2011)
Emissão de CO 2 (µmol m- 2 s- 1 ) Precipitação diária (mm) 10 8 6 4 a CO 2 PP c b c c 80 60 40 A precipitação pluvial tem efeito sobre da emissão de CO 2 do solo, onde se observa relação negativa entre estes fatores. d d 2 0 0 20 40 60 Dia juliano Avaliações realizadas entre 25/01 e 24/03 de 2011 20 0 PP acumulada Janeiro: 267mm Fevereiro: 202mm Março: 495mm Azenha et al. (2011)
Emissão de CO 2 solo de pastos de capim-marandu manejado nas intensidades de pastejo 15, 25 e 35 cm, com e sem suplemento, no período de 25 de janeiro a 24 de março de 2011. Azenha et al. (2011)
O pasto como mitigador de GEE da atmosfera Como a atividade pecuária pode contribuir para redução de GEE na atmosfera? REMOÇÕES/sumidouros: estoque de carbono nos solos Manejo de áreas degradadas Regeneração de áreas abandonadas Combater desmatamento na Amazônia: Não há necessidade de aumentar fronteira agropecuária! ESTATÉGIAS DE MITIGAÇÃO
O pasto como mitigador de GEE da atmosfera Como a atividade pecuária pode contribuir para redução de GEE na atmosfera? SEQUESTRO DE C NO SOLO Potencial de gramíneas Est C Áreas de pastagens tem potencial para mitigar parcialmente a emissão de GEE do sistema de produção de ruminantes Necessário, preservar estoque de carbono do solo reduzir emissão de CH 4 e N 2 O
Dinâmica do carbono orgânico em solos de pastagens na Amazônia Brasileira Áreas desmatadas da Amazônia impacto na MOS PASTAGENS < culturas anuais e perenes Cerri et al. (1992)
Sequestro de carbono em solos com gramímeas Cerradão (área de transição da mata nativa e cerrado); E solo há 27 anos sob pastagens de Brachiaria decumbens, nos tratamentos: T00 (sem N e sem cálcario) t0 (sem calcário e 400 kg ano -1 de N- sulfato de amônio e de K 2 O) t2m (2 t ha -1 de calcário superficial, adubação NK, e reforço anual de 1 t ha -1 de calcário) t4sa (4 t ha -1 de calcário superficial sem adubação NK).
Recuperação de pastagens degradadas: o manejo racional Maior potencial de mitigação de gases de efeito estufa da atividade pecuária - RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRAGADAS - SEQUESTRO DE CARBONO PELO SOLO APROVEITAMENTO DE ÁREAS ABANDONADAS Manejo: adubação ou reforma completa (preparo do solo, adubação e plantio da forrageira)
BALANÇO de GEE na atividade PECUÁRIA BALANÇO = EMISSÕES/Fontes + REMOÇÕES/Sumidouro SALDO positivo (+) ou negativo (-) ESTATÉGIAS DE MITIGAÇÃO
Emissão de GEE X Pecuária no Brasil Segundo maior rebanho de gado do mundo primeiro em rebanho comercial Agropecuária Mudança do Uso da Terra e Florestas Econômica Nacional Maior contribuição na emissão dos gases BRASIL (2010)
Muito Obrigada!!!