PROPOSTA DE NOVOS FACTORES DE

EMISSÃO DE GASES COM EFEITO DE ESTUFA

PARA A CULTURA DE ARROZ EM PORTUGAL

José Pereira1,2, Nuno Figueiredo, Piebiep Goufo, João Carneiro,

Raul Morais, Corina Carranca, João Coutinho e Henrique Trindade

1 Escola Superior Agrária de Viseu 2 CITAB - Centro de Investigação e de Tecnologias Agro-Ambientais e Biológicas

SEMINÁRIO: Boas Práticas no Cultivo de Arroz por Alagamento, em Portugal, 30 Maio 2013,

INIAV, Oeiras, Portugal

1. Introdução

O problema; Objectivos

2. Metodologia

Desenho experimental; Aquisição de dados; Medição de gases

3. Resultados

Fluxos e valores acumulados de gases; Factores de emissão

4. Conclusões

Estrutura da apresentação

Metano (CH4) - por difusão/ebulição na água e aerênquima das plantas

Óxido hiponitroso (N2O) - por nitrificação e desnitrificação

A emissão de gases com efeito de estufa no cultivo do arroz em Portugal

Introdução - O problema

Factores condicionantes: Práticas agrícolas:

• Tipo de fertilizante

• Gestão da água

• Gestão de resíduos

Condições climáticas:

• Clima (i.e., temperatura)

• Tipo de solo

• Poluentes atmosféricos ([CO2] e

[O3])

• Poluição do solo

Factores de emissão

O Inventário de Portugal (2012) :

• CH4 - 31,9 g m-2

• N2O - 1,25% do azoto aplicado

As consequências a médio prazo:

• Acordos internacionais para

redução drástica da emissão de

gases

• Alterações climáticas (água,

temperatura, CO2, O3 troposférico)

• Aumento da população mundial

• Área de cultivo

•Os factores de emissão utilizados no Inventário de

Portugal serão adequados para as emissões de CH4

e emissões directas de N2O do cultivo do arroz?

•Que consequências podem ter o aumento da

temperatura do ar e da concentração de CO2

atmosférico nos factores de emissão de gases com

efeito de estufa?

Introdução - A questão

Introdução - Objectivos do estudo

Obter factores de emissão de CH4 e N2O para o

cultivo do arroz em Portugal

Avaliar se, em condições de alterações ambientais, o

aumento da temperatura do ar (> 2 ºC) e da

concentração de CO2 atmosférico (de 375 para 550

ppm) pode alterar significativamente os factores de

emissão

Metodologia - Desenho experimental

Ensaio de campo em 2 anos consecutivos (2011 e 2012):

• COTArroz (Salvaterra de Magos, Portugal) • Parcela experimental com solo argiloso • Práticas agrícolas convencionais no cultivo de arroz (Maio - Out.) • Densidade sementeira: 200 kg ha-1 cultivar Ariete (semente seca) • Fertilização azoto mineral: 110 kg ha-1

Tratamentos em ensaio: RCBD com 3 repetições

Tratamento Factores avaliados

Open-Field Concentração actual do CO2 atmosférico (375

ppm) e da temperatura do ar

Temperature rise Concentração actual do CO2 atmosférico (375

ppm) e aumento da temperatura do ar (2 ºC)

Elevated-CO2 Aumento da concentração do CO2 atmosférico

(550 ppm) e da temperatura do ar (2 ºC)

Metodologia - Manutenção e aquisição de dados

• Controlo [CO2] • Recolha dados climáticos (T, HR) e [CO2]

Injecção CO2

(24-h dia-1)

• Open-Top Chambers (Ø: 4 m, H: 2.5 m) • Atmosfera interior em mistura completa • Sensores T, HR, CO2

Metodologia - Medição dos fluxos de CH4 e N2O

• Método da câmara estática: Ø = 0,2 m; H = 1,0 m • Recolha de amostras gasosas: Sacos Tedlar

• Analisador foto-acústico • INNOVA 1412

Resultados - Fluxos de CH4

Resultados - Fluxos de N2O

Resultados - Valores médios acumulados de GEE

Tratamento CH4

(g CH4 m-2)

N2O

(% N aplicado)

GEE (g eq.-CO2 m

-2)

1.º ano - 2011

Open-field 11,7 0,86 338

Temperature 13,3 0,95 381

Elevated-CO2 12,7 1,52 397

2.º ano - 2012

Open-field 7,9 1,95 299

Temperature 14,6 1,66 450

Elevated-CO2 15,6 1,97 490

ANOVA

P tratamento NS NS NS

P ano NS NS NS

P Trat ano NS NS NS

Resultados - Factores de emissão GEE do cultivo arroz

Região CH4

(g CH4 m-2)

N2O

(% N aplicado) Autor

India 10,0 Parashar et al. (1996)

China 13,0 0,77 (0,01-1,78) IPCC (2006); Yao et al. (2012);

Zou et al. (2005)

Japão 15,0 IPCC (2006)

Coreia 15,0 Shin et al. (1995)

Tailândia 16,0 Towpryaoon et al. (1993)

Indonésia 18,0 Nugroho et al. (1994)

Filipinas 27,5 Wassman et al. (1994)

Austrália 22,5 IPCC (2006)

EUA 25,0 IPCC (2006)

Itália 36,0 IPCC (2006); Schütz et al. (1989)

Várias regiões 20,0 0,31 (0,003-1,16) IPCC (2006); Akiyama et al. (2005)

Portugal 31,9 1,25 PNIR (2012) - Inventário Portugal

Portugal 10,0 1,40 Presente estudo

Conclusões

Embora sem evidência estatística, os valores medidos nas

condições testadas de aumento da temperatura do ar (2 ºC),

isoladamente ou em simultâneo com o aumento da [CO2]

atmosférico actual para 550 ppm, podem conduzir a um

incremento de 50% na emissão de CH4, mas sem efeito na

emissão de N2O.

Os factores de emissão usados no inventário Português

parecem não ser apropriados, pelo que se recomenda 20,0 g

m-2 para o CH4 e 0,31% do N aplicado para o N2O.

Pereira, J., Figueiredo, N., Goufo, P., Carneiro, J., Morais, R., Carranca, C.,

Coutinho J., Trindade, H., Effects of elevated temperature and atmospheric

carbon dioxide concentration on methane and nitrous oxide emission

factors from Portuguese flooded rice fields. Atmospheric Environment

(ATMENV-D-13-00357 - under review).

Co-autores

N. Figueiredo P. Goufo J. Carneiro R. Morais C. Carranca J. Coutinho H. Trindade