Carbon dioxide efflux in a rhodic hapludox as affected by tillage systems in southern Brazil

Abstract

Os solos agrícolas podem atuar como dreno ou fonte de C atmosférico, dependendo do sistema de manejo adotado. Este estudo foi desenvolvido em experimento de longa duração (22 anos), durante o período de 30 dias do outono, com o objetivo de avaliar o impacto de sistemas de preparo de solo (preparo convencional-PC e plantio direto-PD) nas emissões de CCO2 de um Latossolo Vermelho distrófico, em Cruz Alta, RS. As emissões de C-CO2 do solo foram avaliadas com câmaras dinâmica (Flux Chamber 6400-09, Licor) e estática (com captação em solução alcalina), imediatamente após a colheita da soja. A temperatura e a umidade do solo foram registradas, concomitantemente com as emissões de C-CO2, por meio de sensor de temperatura e TDR manual, respectivamente, integrantes do Licor-6400. Estimouse que, em 30 dias, uma quantidade equivalente a menos de 30 % do C aportado pelos resíduos de soja foi emitida na forma de C-CO2. As emissões de C-CO2 no solo em PD foram similares às emissões do solo em PC, independentemente do tipo de câmara utilizada. Diferenças entre sistemas de preparo quanto à emissão de C-CO2, avaliadas com a câmara dinâmica, foram verificadas somente a curto prazo (leituras diárias), com o PD apresentando maiores emissões do que o PC no início do período experimental e menores no final. A câmara dinâmica foi mais eficiente do que a estática em captar as alterações das emissões de C-CO2 em função da variação da temperatura e a porosidade preenchida por água (PPA) no solo em PD, as quais explicaram 83 e 62 % das emissões de C-CO2, respectivamente. O fator Q10, que avalia a sensibilidade da emissão de C-CO2 à temperatura do solo, foi estimado em 3,93, indicando alta sensibilidade da atividade microbiana à temperatura do solo durante o outono. As emissões de C-CO2 registradas no solo em PD com a câmara estática foram correlacionadas às da câmara dinâmica, porém com valores subestimados em relação àquela notadamente nos maiores valores de fluxo. Em condições de baixa temperatura e PPA, o preparo de solo induziu limitado incremento de emissão de C-CO2.

Agricultural soils can act as a source or sink of atmospheric C, according to the soil management. This long-term experiment (22 years) was evaluated during 30 days in autumn, to quantify the effect of tillage systems (conventional tillage- CT and no-till-NT) on the soil CO2-C flux in a Rhodic Hapludox in Rio Grande do Sul State, Southern Brazil. A closed-dynamic system (Flux Chamber 6400-09, Licor) and a static system (alkali absorption) were used to measure soil CO2-C flux immediately after soybean harvest. Soil temperature and soil moisture were measured simultaneously with CO2-C flux, by Licor-6400 soil temperature probe and manual TDR, respectively. During the entire month, a CO2-C emission of less than 30 % of the C input through soybean crop residues was estimated. In the mean of a 30 day period, the CO2-C flux in NT soil was similar to CT, independent of the chamber type used for measurements. Differences in tillage systems with dynamic chamber were verified only in short term (daily evaluation), where NT had higher CO2-C flux than CT at the beginning of the evaluation period and lower flux at the end. The dynamic chamber was more efficient than the static chamber in capturing variations in CO2-C flux as a function of abiotic factors. In this chamber, the soil temperature and the water-filled pore space (WFPS), in the NT soil, explained 83 and 62 % of CO2-C flux, respectively. The Q10 factor, which evaluates CO2-C flux dependence on soil temperature, was estimated as 3.93, suggesting a high sensitivity of the biological activity to changes in soil temperature during fall season. The CO2-C flux measured in a closed dynamic chamber was correlated with the static alkali adsorption chamber only in the NT system, although the values were underestimated in comparison to the other, particularly in the case of high flux values. At low soil temperature and WFPS conditions, soil tillage caused a limited increase in soil CO2-C flux.