o uso do solo e as mudanÇas climÁticas eduardo de sá mendonça viçosa – junho - 2006 ufv...
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O USO DO SOLO E AS MUDANÇAS CLIMÁTICAS
Eduardo de Sá Mendonça
Viçosa – Junho - 2006
UFV
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSADEPARTAMENTO DE SOLOS
I Seminário Internacional Sobre Mudanças Climáticas e
Seus Impactos na Agricultura
UFV
Solo → 1.115 x 109 a 2.200 x 109 t de C Vegetação → 600 x 109 t de C
Oceanos → 39.000 x 109 t de C
Atmosfera → 750 x 109 t de C
(IPCC, 1990; Eswaran et al., 1993;Sombroek et al., 1993; Zech et al., 1997)
Mudanças Climáticas
CO2 da atmosfera aumento taxa de 7 x 106 g C ano-1
CO2: 31%
CH4: 151%
N2O: 17%
100 anos – temperatura (80% CO2)
Fontes de emissão de C-CO2 pela agricultura
Queima de combustíveis fósseis;
Calagem;
Mudanças no uso da terra Desmatamento com queimadas de florestas; Agricultura – oxidação do C orgânico do solo a CO2;
ação conjunta do manejo do solo e do baixo aporte de material orgânico ao solo.
Seqüestro de C Estoques de C nas áreas sob cultivo;
Práticas de manejo mitigadoras da emissão de C;
UFV
EMISSÕES DE GASES DE EFEITO ESTUFA
2f - Stock C x Land Use (Brazil)
0
10
20
30
40
50
Land Use
Org
anic
C (
kg
m-2
)
Latossolos: representatividade aproximadamente 40% do território brasileiro (cerca de 3.316.372 km2)
Latosol
UFV
(Andrade et al., 2005)
C Stock x Land Use
A Horizon
B Horizon
1a - Mean C Stocks (North)
0
10
20
30
40
50
YL RL RYL HL
LatosolsO
rgan
ic C
(k
g m
-2)
1b- Mean C Stocks (Northeast)
0
10
20
30
40
50
YL RL RYL HL
Latosols
Org
anic
C (
kg
m-2
)
1c- Mean C Stocks (Southeast)
0
10
20
30
40
50
YL RL RYL HL
Latosols
Org
anic
C (
kg
m-2
)
1d- Mean C Stocks (Mid-west)
0
10
20
30
40
50
YL RL RYL HL
Latosols
Org
anic
C (
kg
m-2
)
1e- Mean C Stocks (South)
0
10
20
30
40
50
YL RL RYL HL
Latosols
Org
anic
C (
kg
m-2
)
1f - Mean C Stocks (Brazil)
0
10
20
30
40
50
YL RL RYL HL
Latosols
Org
anic
C (
kg
m-2
)
A Horizon B Horizon
Histograms of organic carbon stocks in Latosols from different regions in Brazil
UFV
ESTOQUES DE CARBONO E SISTEMAS DE MANEJO
adição de resíduos vegetais +
Compostos orgânicos
ENTRADA SAÍDA
Decomposição
Matéria Orgânica
Estoques de C
Sistemas com menor revolvimento do solo
Sistemas com aporte constante de resíduos vegetais
Sistemas com adubação orgânica
UFV
COMPARTIMENTOS DE CARBONO
Mais sensíveis ao manejoMais sensíveis ao manejo
ATIVO LENTO PASSIVO
Mutuamente
dependentes
Fatores climáticos,
edáficos e antrópicos Dinâmicos
Como estimar
Métodos físicos e químicos: - BMS (ativo)
- MO particulada e o CFL (lento) - SH(passivo)
Modelos de Simulação
C orgânico total – alterações lentas
C pluricompartimentalUFV
TAMANHO DOS COMPARTIMENTOS
Fatores Controladores
Ativo (Bio/Lab)
Padrão de decomposição
Aporte de Resíduos Clima
Manejo
Lento e Passivo (COM e FOM)
Mineralogia Textura Ação do Manejo Natureza química dos Comp. Org.
UFV
CENTURY - SUBMODELO C (Parton et al., 1987)
L/N
Textura
M = multiplicador para o efeitos da temperatura e umidade
M
M
UFV
DOIS EXPERIMENTOS
1. Sistemas de preparo do solo
Plantio diretoArado de discoGrade pesada+arado de discoGrade pesada
Área sob Floresta Atlântica
Estimar a contribuição dos sistemas de
manejo na emissão ou seqüestro de C-CO2
ARGISSOLO VERMELHO-AMARELO
UFV
2. Sistemas de AdubaçãoTestemunha (sem adubação)Adubação mineral 1 – 250 kg
de 4-14-8Adubação mineral 2 - 500 kg
de 4-14-8AO –14 Mg ha-1 composto
orgânicoAdubação mineral 1 + Adubação
orgânicaAdubação mineral2 + Adubação
orgânica (Leite et al., 2002, 2003)
PD AD GPAD GP Cultura
C N C N C N C N
Mg ha-1ano-1
Milho 5,30 0,21 5,6 0,22 5,90 0,24 4,87 0,19 Feijão 0,50 0,02 0,51 0,02 0,56 0,02 0,31 0,01 Trigo 5,20 0,21 5,17 0,21 5,30 0,21 5,00 0,20 Média 3,67 0,15 3,76 0,15 3,92 0,16 3,40 0,13
01
23
45
6
PD AD ADGP GP
Sistema de Preparo
Pro
du
tivi
da
de
(M
g h
-1)
milho
feijão
trigo
UFV
PD: plantio direto, AD: arado de disco, GPAD: grade pesada + arado de disco, GP: grade pesada; FA: floresta atlântica.
(Leite et al., 2002, 2003)
D
0
5
10
15
1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 15 16
Anos
Pro
du
tiv
idad
e
(M
gh
a-1)
0 am1 am2
0: testemunha; AM1: 250 kg ha-1 de 4-14-8 + 20 kg N ha-1 em cobertura;
AM2: 500 kg ha-1 de 4-14-8 + 40 kg N ha-1 em cobertura.
A
0
2
4
6
8
10
12
1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16
Anos
Pro
du
tivid
ad
e
(Mg
ha
-1)
UFV
A
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
0 AM1 AM2 AO AM1+AO AM2+AO
Sistemas de Manejo
Ca
rb
on
o
(Mg
ha
-1 a
no-1 )
B
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0 AM1 AM2 AO AM1+AO AM2+AO
Sistemas de Manejo
Nit
ro
gê
nio
(M
gh
a-1 a
no-1 )
0: testemunha; AM1: 250 kg ha-1 de 4-14-8 + 20 kg N ha-1 em cobertura;
AM2: 500 kg ha-1 de 4-14-8 + 40 kg N ha-1 em cobertura; AO: adubo orgânico, 40 m3 ha-1.
UFV
Mg
ha-1 a
no-1
Mg
ha-1 a
no-1
Car
bono
Nit
rogê
nio
Estoques dos compartimentos de C e N totais em sistemas de preparo
Sistema FAF FAH HUM Mgha-1
0-10 cm PD 3,51a 3,12a 14,30a 20,93 AD 2,66a 1,94a 10,04b 14,64 GPAD 2,76a 2,40a 9,84b 15,00 GP 3,12a 2,40a 11,28ab 16,80 FA 3,80 3,70 18,10 25,60
10-20 cm PD 2,68a 2,55a 9,92a 15,14 AD 2,46a 1,48a 9,84a 13,78 GPAD 2,58a 2,09a 8,98a 13,65 GP 2,43a 1,28a 9,09a 12,80 FA 3,65 3,15 15,62 22,43
Sistema COT NT CMIC CFL
Mg ha-1
0-10 cm PD 22,0a (37%) 1,74a 0,50a (44%) 1,90a AD 16,7b 1,29bc 0,36ab 2,00a GPAD 15,48b (56%) 1,23c 0,34ab 1,44a (88%) GP 17,16b 1,36b 0,29b (68 %) 2,22a (81%) FA 35,0 2,59 0,90 11,74 10-20 cm PD 16,75a 1,38a 0,32a 0,67b AD 14,51ab 1,20a 0,26a 1,24ab GPAD 15,62ab 1,25ab 0,31a 1,43a GP 13,95b 1,28ab 0,29a 1,02ab FA 27,21 2,19 0,65 5,02
PD: plantio direto, AD: arado de disco, GPAD: grade pesada + arado de disco, GP: grade pesada; FA: floresta atlântica.
UFV
Estoques dos compartimentos de C e N totais em sistemas de adubação na camada 0-20 cm
0: testemunha; AM1: 250 kg ha-1 de 4-14-8 + 20 kg N ha-1 em cobertura; AM2: 500 kg ha-1 de 4-14-8 + 40 kg N ha-1 em cobertura; AO: adubo orgânico, 40 m3 ha-1.
Adubo Adubo orgânico mineral 0 AO 0 AO 0 AO
C NT C/N (Mgha-1)
Exclusivo 0 36,92 b 48,06 a 3,07 b 3,84 a 12,0 12,5 AM1 39,71 b 51,30 a 3,20 b 4,13 a 12,4 12,4 AM2 39,98 b 50,05 a 3,01 b 4,04 a 13,3 12,4 Consorciado 0 45,61 a 47,42 a 3,31 a 3,70 a 13,8 12,8 AM1 43,88 a 47,00 a 3,29 b 3,79 a 13,3 12,4 AM2 43,00 b 48,88 a 3,18 b 4,30 a 13,5 11,4
Adubo Adubo orgânico mineral 0 AO 0 AO 0 AO
CMIC CFL CL (Mgha-1)
Exclusivo 0 0,57 a 0,65 a 2,48 b 3,68 a 2,16 b 3,25 a AM1 0,63 a 0,79 a 2,57 b 3,71 a 1,97 b 3,17 a AM2 0,68 a 0,80 a 2,29 b 3,57 a 2,00 b 3,25 a Consorciado 0 0,72 a 0,67 a 2,44 b 4,00 a 1,93 b 3,10 a AM1 0,91 a 0,77 a 2,57 b 3,55 a 2,20 b 2,98 a AM2 0,84 a 0,78 a 2,77 b 3,70 a 2,16 b 3,33 a
C NT C/N CMIC CFL CL FA 63,95 4,88 13,10 1,59 17,76 3,43
UFV
Estimativa de emissão de C-CO2
TRM: tempo de residência médio, PD: plantio direto, AD: arado de disco, ADGP: arado de disco + grade pesada, GP: grade pesada.
TRM: tempo de residência médio. 0: testemunha; AM1: 250 kg ha -1 de 4-14-8 + 20 kg N ha-1 em cobertura;. AM2: 500 kg ha-1 de 4-14-8 + 40 kg N ha-1 em cobertura; AO: adubo orgânico, 40 m3 ha-1 .
Sistema TRM Emissão C – CO2 Taxa C – CO2 Anos Mg ha-1 Mg ha-1 ano-1 Exclusivo 0 29 81,40 5,09 AM1 34 102,42 6,40 AM2 34 125,78 7,86 AO 56 136,14 8,51 AM1+AO 73 141,89 8,87 AM2+AO 65 157,18 9,82 Consorciado 0 47 59,30 3,71 AM1 42 97,36 6,08 AM2 40 126,95 7,93 AO 54 140,67 8,79 AM1+AO 52 163,78 10,24 AM2+AO 60 163,26 10,20
Sistema TRM Emissão C – CO2 Taxa C – CO2
Anos Mg ha-1 Mg ha-1 ano-1 0-10 cm PD 32 71,28 4,75 AD 20 92,22 6,14 ADGP 18 99,34 6,62 GP 21 84,59 5,63 10-20 cm PD 31 72,90 4,86 AD 24 82,61 5,50 ADGP 27 81,18 5,41 GP 22 78,72 5,24
UFV
45
55
65
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1930 1950 1970 1990 2010 2030 20500
0.1
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0.3
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0.5
1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050
0.5
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4
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1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050
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1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050
Anos
Anos Anos
Anos
CO
T (
Mg
ha
-1)
C
Le
nto
(M
g h
a-1)
C P
as
siv
o (
Mg
ha-1
)
C A
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o (
Mg
ha-1
)
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1930 1950 1970 1990 2010 2030 2050
PD AD GPAD GP Inicio Período anterior ao experimento
Impacto do Preparo do Solo sobre os Estoques de C
PD: plantio direto; AD: arado de discos; GPAD: grade pesada + arado de disco; GP: grade pesada
UFV
Comentários Finais
Os sistemas de manejo estão acarretando degradação do solo e conseqüente redução dos estoques de COT.
O aumento dos estoques de COT e NT no SPD foram restritos à camada superficial, o que indica a necessidade de adoção de culturas de elevado aporte de resíduos.
Os SPD e convencionais atuaram como fonte de C-CO2 para a
atmosfera. Indicando que sistemas de produção sustentáveis que envolvam culturas em rotação com plantas de cobertura com elevado aporte de resíduos, aliados a preparos conservacionistas, devem ser adotados para que o solo possa agir como dreno, contribuindo para mitigar as emissões de C-CO2 para a atmosfera.
UFV
Comentários Finais
A presença da adubação orgânica aumentou os estoques de COT e NT, em relação aos sistemas com adubação mineral ou mesmo sem adubação, o que a coloca como estratégia de manejo essencial à conservação do solo e sustentabilidade dos sistemas agrícolas em solos tropicais.
O Modelo Century é um instrumento a ser testado para estimar a dinâmica da matéria orgânica em solos tropicais e o impacto de sistemas de manejo e das variações climáticas sobre os estoques de C e N no sistema solo-planta.
UFV
