Biochar from different residues on soil properties and common bean production

The production of biochar from organic residues promises to be an interesting strategy for the management of organic waste. To assess the effect of biochar on soil properties and the production and nutrition of common bean (Phaseolus vulgaris L.), three simultaneous experiments were conducted in a greenhouse with different biochar from organic residues (rice husk, sawdust, and sorghum silage) used as filtration material for swine biofertilizer. In each experiment the treatments consisted of five different biochar concentrations (0, 25, 50, 75 and 100 L m−3), arranged in a completely randomized design, with four repetitions. In the experiments, the use of biochar increased soil pH, cation exchange capacity, nutrient availability in the soil, and nutrient accumulation in grains. The biochar concentrations corresponding to the maximum production of grain dry matter of bean plants were 100, 68, and 71 L m−3 for biochar from rice husk filter (BRHF), biochar from sawdust filter (BSF), and biochar from sorghum silage filter (BSSF), respectively

Indicadores de qualidade do solo em cultivos irrigados de cana-de-açúcar

The objective of this work was to evaluate the effects of land use change on the dynamics of organic carbon, on total nitrogen, and on microbial soil properties over time, in irrigated sugarcane crops. The systems were evaluated in four areas with sugarcane in a chronosequence of 5, 7, 8, and 9 years of cultivation, besides a native vegetation area. The soil samples were analyzed for C and N stocks, and for the microbiological properties of the soil. The system with 8 years showed the highest C values of microbial biomass and basal respiration, and the lowest ones for microbial metabolic quotient (qCO2). The highest values of C and N stocks were observed in the native vegetation area. These results are associated with the constant deposition of litter and intense biological activity in the native vegetation. The deposition of sugarcane straw on the soil surface, over time, improved soil quality and kept the soil stocks of C and N similar to those observed in the native vegetation area.O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da mudança de uso da terra na dinâmica do carbono orgânico, no nitrogênio total e em atributos microbiológicos do solo ao longo do tempo, em cultivos irrigados de cana-de-açúcar. Os sistemas foram avaliados em quatro áreas com cana-de-açúcar, numa cronossequência com 5, 7, 8 e 9 anos de cultivo, além de uma área com vegetação nativa. As amostras foram analisadas quanto ao estoque de C e N e quanto às propriedades microbiológicas do solo. O sistema com 8 anos apresentou os maiores valores de C na biomassa microbiana e de respiração basal, bem como os menores de quociente metabólico (qCO2). Já os maiores valores de estoque de C e N foram observados na área com vegetação nativa. Estes resultados estão associados à deposição constante de serrapilheira e à intensa atividade biológica na vegetação nativa. A deposição de palhada de cana-de-açúcar sobre a superfície, ao longo tempo, melhorou a qualidade do solo e manteve os estoques de C e N semelhantes aos observados na área de vegetação nativa

Respostas fisiológicas e produtividade de feijoeiro cultivado em sistema silviagrícola com diferentes manejos de adubação

Os sistemas silviagrícolas são modelos de produção integrada compostos por espécies agrícolas e florestais, tornando-se importante a seleção de espécies agrícolas adaptadas às condições de sombreamento. Assim, este estudo avaliou as respostas fisiológicas e os componentes de produtividade de feijoeiro das cultivares Pérola e Dama coinoculadas com Rhizobium tropici e Azospirillum brasilense e cultivadas em sistema silviagrícola com diferentes manejos de adubação (uréia, molibdato de sódio, P natural e NPK) no Norte de Minas Gerais. Avaliaram-se: taxa de assimilação de CO2, concentração interna de CO2, massa seca da parte aérea, número total de nódulos nas raízes, teor de nitrogênio foliar, número de vagens por planta, de grãos por vagem e por planta, massa de cem grãos e produtividade. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste Tukey (p < 0,05) com auxílio do software R. A coinoculação de feijoeiro com diferentes manejos de adubação não influencia a taxa de assimilação do CO2 das cultivares Pérola e Dama. A adubação de cobertura com molibdênio e nitrogênio não aumenta o número de nódulos nas raízes, porém potencializa a produtividade da cultura do feijoeiro no sistema integrado de produção. A cultivar Pérola apresenta maior produtividade em relação a cultivar Dama cultivada em sistema silviagrícola, sendo indicada para plantio em condições de sombreamento

Opções de mitigação de gases do efeito estufa na mudança do uso da terra, pecuária e agricultura no Brasil

National inventories of anthropogenic greenhouse gas (GHG) emissions (implementation of the National Communications) are organized according to five main sectors, namely: Energy, Industrial Processes, Agriculture, Land-Use Change and Forestry (LUCF) and Waste. The objective of this study was to review and calculate the potential of greenhouse gas mitigation strategies in Brazil for the Agricultural and LUCF. The first step consisted in an analysis of Brazilian official and unofficial documents related to climate change and mitigation policies. Secondly, business as usual (BAU) and mitigation scenarios were elaborated for the 2010-2020 timeframe, and calculations of the corresponding associated GHG emissions and removals were performed. Additionally, two complementary approaches were used to point out and quantify the main mitigation options: a) following the IPCC 1996 guidelines and b) based on EX-ACT. Brazilian authorities announced that the country will target a reduction in its GHG between 36.1 and 38.9% from projected 2020 levels. This is a positive stand that should also be adopted by other developing countries. To reach this government goal, agriculture and livestock sectors must contribute with an emission reduction of 133 to 166 Mt CO2-eq. This seems to be reachable when confronted to our mitigation option values, which are in between the range of 178.3 to 445 Mt CO2-eq. Government investments on agriculture are necessary to minimize the efforts from the sectors to reach their targets.Inventários nacionais acerca de emissões de gases do efeito estufa (GEE) (refinamentos das Comunicações Nacionais) são organizadas de acordo com cinco principais setores, a saber: Energia, Processos Industriais, Agropecuária, Mudanças do Uso da Terra e Florestas e Tratamento de Resíduos. O objetivo dessa revisão foi calcular o potencial das estratégias de mitigação de GEE no Brasil para agropecuária e mudança de uso da terra e florestas. A primeira etapa consistiu na análise de documentos oficiais e não-oficiais do Brasil relacionados a mudanças climáticas e políticas de mitigação. O cenário atual, sem adoção de ações mitigadoras (BAU), e os cenários de mitigação foram elaborados para o período 2010-2020. Efetuaram-se os cálculos associados às emissões e remoções de GEE. Adicionalmente, duas estratégias foram utilizadas para destacar e quantificar as principais opções de mitigação: a) seguindo metodologia do IPCC 1996 e b) baseando-se no EX-ACT. Autoridades brasileiras anunciaram que o país buscará reduzir sua taxa de emissão de GEE em 36.1 a 38.9% em relação a 2020. Este é um posicionamento positivo que deve ser adotado por outros países em desenvolvimento. Para alcançar essa meta governamental, os setores agricultura e pecuária devem contribuir reduzindo a emissão em 133 a 166 Mt CO2-eq. Tal redução parece ser atingível quando confrontada com os valores do presente trabalho sobre opções de mitigação os quais estão entre 178,3 e 445 Mt CO2-eq. Investimentos governamentais nos setores agrícola, pecuária e silvicultura são necessários para minimizar os esforços para atingir as metas de redução de emissão pelos outros setores do país.CNPqFAPESPCAPES - COFECU

Emissões de gases do efeito estufa e dinâmica do carbono do solo na produção de palma no Brasil

Oil palm has been considered one of the most favorable oilseeds to biodiesel production in Brazil. The crop has been cultivated in the north and northeast regions under commercial plantations and agroforestry systems. As the oil palm is a perennial crop, it is important to understand how the intensive cultivation affects the dynamic of soil organic matter in the long term. The goal of this work was to determinate the greenhouse gas emissions associated to the main production steps and the changes on soil organic carbon under oil palm plantations. Soil and greenhouse gas samples were collected in traditional production areas in Brazil. Commercial plantations derived from pasture and Amazon rain forest were selected in Pará State (Agropalma farm), while areas derived from Atlantic rain forest and agroforestry system were selected in Bahia State (Opalma farm and Lamego). At first, changes on soil carbon stocks were evaluated in the commercial plantations and agroforestry systems. The variability of soil carbon dynamics in the production areas can be explained by several aspects such as temporal and spatial variations, and prior land use. The soil carbon stocks, after corrections for differences in density and clay content, decreased till 46% in areas derived from pasture and increased 18% in an area derived from Amazon rain forest. The soil carbon stocks increased till 23% in areas derived from Atlantic rain forest and decreased 30% when agroforestry system was adopted. The soil nitrous oxide (N2O) emissions from N fertilizer application were 10 times higher in the seedlings production than in juvenile and mature plantations, however this step represents 3.8% of the plant cycle. In general, the observed greenhouse gas emissions at different stages of oil palm production are not large than other agricultural crops in Brazil. The decomposition of plant residues also contributed to greenhouse gas emissions to the atmosphere. The carbon footprint associated to oil palm production at Agropalma farm was approximately 0.7 kg CO2 equivalent per kg of crude palm oil produced, and 70% this value is associated with the management of effluent in the anaerobic ponds emitting a large amount of methane to the atmosphere. The correct treatment of the effluent can result in reductions of greenhouse gas emissions, and consequently, decreasing the carbon footprint associated to palm oil production in the Amazon region. The results founded in this study may be used to improve the biodiesel life cycle assessment derived from palm oil produced in Brazil.A palma (dendê) tem sido apontada como uma das oleaginosas mais viáveis para a produção de biodiesel no Brasil. Esta cultura tem sido cultivada nas regiões norte e nordeste em plantios comerciais e sistemas agroflorestais. Como é uma planta perene, é importante entender como o cultivo intensivo pode alterar a dinâmica da matéria orgânica do solo a longo prazo. O objetivo deste trabalho foi determinar as emissões de gases do efeito estufa nas principais fases do sistema produtivo e as mudanças nos estoques de carbono do solo sob cultivo da palma. Amostras de solos e gases do efeito estufa foram coletadas em áreas tradicionais de produção no Brasil. No Pará (fazenda Agropalma) foram selecionadas áreas derivadas de pastagem e Floresta Amazônica, enquanto na Bahia (fazenda Opalma e Lamego) foram selecionadas áreas derivadas de Mata Atlântica. Primeiramente foram avaliadas as mudanças nos estoques de carbono do solo sob sistemas comerciais e agroflorestais de cultivo. Os resultados indicaram que a variabilidade na dinâmica do carbono do solo em áreas de plantio de palma pode ser explicada por vários fatores, como as variações temporais e espaciais, e uso da terra anterior à instalação dos palmares. Os estoques de carbono do solo, após as correções pelas diferenças na densidade e teores de argila do solo, decresceram até 46% nas áreas derivadas de pastagem e aumentaram 18% na área derivada de Floresta Amazônica. Os estoques de C do solo aumentaram até 23% nos plantios comerciais derivados de Mata Atlântica e decresceram 30% quando foi adotado o sistema agroflorestal. As emissões de óxido nitroso (N2O) pelo solo derivadas da aplicação de fertilizantes nitrogenados foram 10 vezes maiores na produção de plântulas do que nos plantios jovens e adultos, entretanto, esta fase representa apenas 3,8% do ciclo de vida da planta. De forma geral, as emissões de gases do efeito estufa nos diferentes estágios de produção não foram maiores do que para outras culturas no Brasil. A decomposição dos resíduos culturais também contribuiu para as emissões de gases do efeito estufa para a atmosfera. A pegada de carbono associada a produção do óleo de palma pela Agropalma foi aproximadamente 0,7 kg CO2 equivalente por kg de óleo produzido, dos quais 70% estão associadas ao manejo de efluentes industriais nas lagoas anaeróbicas, que emitem uma grande quantidade de metano (CH4) para a atmosfera. O manejo correto do efluente pode resultar nas reduções das emissões de gases do efeito estufa, e consequentemente, diminuir a pegada de carbono associada a produção do óleo de palma na região Amazônica. Os resultados encontrados neste estudo poderão ser usados para fazer avaliações mais complexas como a avaliação do ciclo de vida do biodiesel derivado do óleo de palma no Brasi

Brazilian savanna conversion to pastures and agricultural systems: effects in the soil organic matter dynamics

A mudança de uso da terra no Cerrado acarreta em alterações na dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS). Práticas de manejo com revolvimento das camadas de solo aceleram a decomposição da MOS, favorecendo as emissões de gases do efeito estufa do solo para atmosfera. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar as mudanças na dinâmica da MOS de um Neossolo Quartzarênico submetido a diferentes usos e sistemas de manejo, utilizando como referência o sistema nativo (Cerrado). O presente estudo foi realizado no município de Comodoro - MT (13º50\'00\" a 13º50\'03\" S e 59º37\'18\" O). Foi empregado o delineamento experimental inteiramente casualizado com sete áreas de estudo. As coletas foram realizadas em julho de 2005 e fevereiro de 2006 e as áreas amostradas foram: Cerrado nativo (CER); pastagem (CAP22); plantio convencional com a cultura da soja (CS1), sucessão de culturas arroz-soja (CAS3) e sucessão arroz-soja-sorgo ou milheto (CAS/Sor3 e CAS/M3); e plantio direto (CAP13S/M5). Foram estudadas as seguintes variáveis: atributos físicos e químicos do solo, estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) do solo, teores de C e N nas frações granulométricas da MOS, quantidades de N inorgânico, C e N microbiano do solo, quociente metabólico (qCO2) e fluxos de gases do solo (CO2, N2O e CH4). Os resultados deste estudo indicaram que os sistemas com plantio convencional e plantio direto avaliados apresentaram melhoria nos atributos físicos e químicos do solo em relação a pastagem (CAP22), com menor compactação do solo e aumento na disponibilidade de fósforo, cálcio e magnésio. Foram obtidos maiores estoques de C e N em CAS/Sor3 e CAS/M3, áreas com maiores teores de argila. A área CAP13S/M5 também mostrou maiores teores de argila, porém baixos estoques de C e N, resultado atribuído ao uso da terra por treze anos com pastagem sem reforma e ao pouco tempo de implantação do sistema plantio direto. Analisando as frações granulométricas da MOS verificou-se maiores teores de C e N na fração menor que 50 \'mü\'m. As maiores quantidades de N inorgânico em relação ao CER foram observados na área CAS/M3, e com exceção desta área, a forma predominante de N inorgânico foi o amônio. Foram obtidas maiores quantidades de C e N microbiano na época úmida, quando todas as áreas estavam com cobertura vegetal. Entre as áreas de estudo, as maiores quantidades de C e N microbiano foram obtidos em CAP22. Os fluxos de C-CO2, com exceção da área CAS/Sor3, foram maiores na época úmida, enquanto que os fluxos de N-N2O e C-CH4 foram semelhantes entre as épocas de estudo. Os fluxos de gases em C equivalente não apresentaram diferenças significativas entre as áreas de estudo devido ao alto desvio padrão verificado para cada gás. A mudança de uso da terra promove alterações na dinâmica da MOS, porém neste estudo não foi possível distinguir qual o melhor sistema de uso para o Neossolo Quartzarênico devido ao pouco tempo de implantação dos sistemas plantio convencional e plantio direto, e a degradação da pastagem (apesar do maior tempo de implantação)Land-use changes of Brazilian savanna (Cerrado) result in alterations of the soil organic matter (SOM). Managements practices with tillage accelerate the SOM decomposition, enhancing greenhouse gases emissions from the soil to the atmosphere. Therefore, the objective of this work was to evaluate the changes in the SOM dynamics of a Typic Quartzipisamment submitted to different uses and managements systems, using as reference the native system (Cerrado). The present study was conducted in areas located at Comodoro (Mato Grosso state, Brazil) (from 13º50\'00\" till 13º50\'03\" S and 59º37\'18\" W). At each site, samples were taken randomly within seven areas. Sampling activities were performed in July 2005 and February 2006 and the sample sites consist of an area of \"Cerrado\" (CER); pasture (CAP22); conventional tillage with soybean (CS1), rice-soybean succession (CAS3) and rice-soybean-sorghum or millet (CAS/Sor3 and CAS/M3) successions; and a field with no-tillage system (CAP13S/M5). Studied variables were: physical and chemical attributes, C and N stocks, isotopic composition of 13C/12C and 15N/14N, C and N content in the SOM fractions, quantity of inorganic N, microbial C and N biomass, metabolic quotient (qCO2), and the soil gases fluxes (CO2, N2O and CH4). The results of this study showed that all evaluated fields under conventional or no-tillage systems result in physical and chemical attribute improvement in relation to the pasture (CAP22), with soil compaction decrease, pH increase and improvement of the availability in phosphorus, calcium and magnesium. The C and N stocks were higher in areas CAS/Sor3 and CAS/M3, corresponding to the highest clay content. The area CAP13S/M5 showed similar clay content, but smaller C and N stocks, this result was attributed to the land-use: thirteen years as pastures without reform and also the short time of no-tillage implantation. Analyzing the SOM fractions, it was verified higher C and N contents in the 50 \'mü\'m fraction. The higher quantities of inorganic N in relation to the CER were found in area CAS/M3, and with exception of this area, ammonium was the predominant form of inorganic N. Higher quantities of the microbial C and N were obtained during the wet season, when all areas presented a cover crop. Among areas, the higher quantities of microbial C and N were obtained in CAP22. The fluxes of C-CO2, excepting area CAS/Sor3, were higher during the wet season, while the fluxes of N-N2O and C-CH4 were similar between seasons studied, because high standard deviations were calculated for each gas. The land use promoted alterations in SOM dynamic, however it was not possible to differentiate the best land use for this Typic Quartzipisamment, mainly due to the short time of no-tillage implantation, and the degradation of the pasture (although of the implantation time was higher

Estoques de carbono e nitrogênio e fração leve da matéria orgânica em Neossolo Quartzarênico sob uso agrícola

O objetivo deste trabalho foi avaliar os estoques de C e N do solo e os teores destes elementos na fração leve livre (FLL) da matéria orgânica (MOS) de um Neossolo Quartzarênico, sob diferentes usos agrícolas, no Cerrado. Foram selecionadas cinco áreas para avaliação: cerrado nativo; duas áreas com plantio convencional de soja; uma área ocupada anteriormente com pastagem e convertida em plantio direto de soja; e uma área com pastagem de baixa produtividade. Amostras de solo foram coletadas das camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade, para determinação dos estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) totais do solo. Os teores destes elementos na FLL foram determinados nas profundidades 0-5 e 5-10 cm. Em comparação à área sob cerrado, foi observado aumento nos estoques de C total do solo nas áreas de soja com até cinco anos de implantação. Houve redução das quantidades de FLL e dos teores de C à profundidade 0-5 cm, nas áreas com plantio de soja e pastagem. Considerando-se o baixo aporte natural de C e N no Neossolo Quartzarênico avaliado, é necessária a adoção de sistemas agrícolas que promovam aporte adequado de resíduos para a manutenção ou incremento da matéria orgânica do solo