Efeito de sistemas de preparo e de cultura na dinâmica da matéria orgânica e na mitigação das emissões de CO2

Abstract

Neste estudo, ajustou-se um modelo exponencial de primeira ordem aos dados de carbono orgânico (CO) e N total (NT) do solo, do 5º e 9º ano de um experimento instalado em um Podzólico Vermelho-Escuro, em Eldorado do Sul (RS). Determinaram-se os parâmetros da dinâmica da matéria orgânica e simularamse os estoques de CO e NT do solo em três sistemas de preparo (convencional-PC, reduzido-PR e plantio direto-PD) e três sistemas de cultura (aveia/milho-A/M, aveia + ervilhaca/milho-A + E/M e aveia + ervilhaca/milho + caupi A + E/M + C). A taxa de decomposição da matéria orgânica do solo diminuiu de 0,054 ano-1, no sistema com lavração e gradagem (PC), para 0,039 ano-1, no solo escarificado (PR), e 0,029 ano-1, no solo não revolvido (PD). Estimou-se que os estoques de CO e NT do solo em 1990 (30,78 Mg ha-1 e 2.200 kg ha-1) diminuirão para 16,11 Mg ha-1 e 1.396 kg ha-1 na combinação PC–A/M. Por sua vez, no sistema PD–A + E/M + C, os estoques de CO e NT do solo em 1990 (32,52 Mg ha-1 e 2.690 Mg ha-1) tenderão a aumentar a estoques estáveis de 54,83 Mg ha-1 e 7.966 kg ha-1, respectivamente. Os sistemas de manejo sem revolvimento do solo e alto aporte de resíduos apresentaram efeito positivo na mitigação das emissões de CO2. Enquanto o sistema PC-A/M apresentou um efluxo líquido (emitido pelo solo > fixado pelas culturas por fotossíntese) de 2,08 Mg CO2 ha-1 para atmosfera no ano de 1994, o sistema PD–A + E/M + C mostrou um influxo líquido (emitido pelo solo < fixado pelas culturas) de CO2 de 1,79 Mg ha-1 ano-1. Atingidos os estoques estáveis de CO no solo estimados pelo modelo, o solo no sistema PD–A + E/M + C terá seqüestrado aproximadamente 142 Mg CO2 ha-1, em comparação ao sistema PC-A/M.

In this study, a first order exponential model was adjusted to the experimental data of soil organic carbon (OC) and total nitrogen (TN) of a 9-year-old experiment in southern Brazil. Parameters of soil organic matter dynamics were determined and the soil OC and TN stocks simulated in a Paleudult soil under three tillage systems (conventional tillage: CT, reduced tillage:RT, and no-tillage:NT) and three cropping systems (oat/maize-O/M, oat + vetch/maize-O + V/M and oat + vetch/maize + cowpea-O + V/M + C). Yearly, less soil turn over decreased the coefficient of soil organic matter losses (k2) from 0.054 year-1 under CT to 0.039 year-1 and 0.029 year-1 under RT and NT, respectively. The model showed that the soil OC and TN stocks from O/M under CT tended to decrease from 30.78 Mg ha-1 and 2.200 kg ha-1 in 1990 to constant values of 16.11 Mg ha-1 and 1.396 kg ha-1. In 1990, the soil OC and TN stocks from O + V/M + C under NT would increase from 32.52 Mg ha-1 and 2.690 kg ha-1 to constant amounts of 54.83 Mg ha-1 and 7.966 kg ha-1, respectively. The conservative soil management systems with no tillage and high addition of crop residues to soil also showed a positive effect on the mitigation of CO2 emissions. In the year of 1994, CT-O/M showed a net CO2 efflux to atmosphere (soil emission > crop fixation by photosynthesis) of 2.08 Mg ha-1, while the NT-O + V/M + C showed a net influx (soil emission < crop fixation by photosynthesis) of 1.79 Mg CO2 ha-1. By the time the system reached the constant soil OC level, as determined by the exponential model, the soil OC storage in NT-O + V/M + C soil will have represented a C sink of 142 Mg CO2 ha-1, in comparison with conventionally tilled soil and O/M system.