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

Propriedades químicas de um Neossolo Quartzarênico sob diferentes sistemas de manejo no Cerrado mato-grossense

The objective of this work was to evaluate the effect of different land uses and soil management systems, on chemical characteristics of a Typic Quartzipisamment in the savanna (Cerrado) of Mato Grosso State, Brazil. The treatments studied were: native cerrado; pasture with low productivity for 22 years; conventional tillage with one and four years and different crop successions; and no-tillage for five years. Soil carbon and nitrogen, pH, potential acidity, cation exchange capacity (CEC), available phosphorus, exchangeable bases and base saturation were determined. The cerrado and pasture treatments had the lowest pH, available phosphorus, calcium and magnesium values; and the low soil carbon level under pasture system led to lower soil potential CEC. Liming in conventional tillage and no-tillage promotes an increase in soil calcium and magnesium content. In these systems, the soil base saturation (V%) is higher in the areas with a greater time of implantation (4 and 5 years). Although Neossolo Quartzipisamment has limitations for cultivation purposes, due to low inherent fertility, this soil type may have agricultural potential if managed properly.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes usos da terra e sistemas de manejo do solo, nas características químicas de um Neossolo Quartzarênico, no Cerrado de Mato Grosso. Os tratamentos estudados foram: cerrado nativo; uma pastagem de baixa produtividade com 22 anos de implantação; plantio convencional com 1 e 4 anos de uso e diferentes sucessões de culturas; e plantio direto com 5 anos de implantação. Foram determinados os teores de carbono e nitrogênio, pH, acidez potencial, capacidade de troca de cátions (CTC), fósforo disponível, bases trocáveis e saturação por bases do solo. Os valores mais baixos de pH, fósforo disponível, potássio, cálcio e magnésio foram observados nas áreas sob cerrado e pastagem, e a menor concentração de carbono no solo sob pastagem refletiu menor CTC do solo. A aplicação do calcário nos tratamentos com plantio convencional e direto favorece o aumento das concentrações de cálcio e magnésio no solo. Nesses sistemas, a saturação por bases (V%) do solo é mais elevada nas áreas com maior tempo de implantação (4 e 5 anos). Embora o Neossolo Quartzarênico possua limitações para o cultivo, em razão de sua baixa fertilidade natural, se adequadamente manejado, este solo apresenta potencial para o cultivo agrícola

Carbon and nitrogen stocks and organic matter light fraction in a Typic Quartzipsamment under agricultural use

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.The objective of this work was to evaluate C and N stocks in the soil and their contents in the free light fraction (FLL) of the soil organic matter (MOS), in a Typic Quartzipsamment under different land-use in Cerrado. Five areas were selected for evaluation: native cerrado; two areas with soybean under conventional tillage; one area formerly under pasture and afterwards cultivated with soybean under no-tillage; and one area under pasture with low productivity. Soil samples were collected from 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30-cm depth layers to determine total C and N stocks of the soil. Contents of C and N in the FLL were determined at 0-5 and 5-10-cm depth. An increase was observed in the total C stocks in soybean areas implemented until five years, in comparison to the native cerrado area. There was a reduction in the amount of FLL and C content at 0-5 cm depth, in areas with soybean and pasture. Considering the low C and N natural input onto the Typic Quartzipsamment, the adoption of agricultural systems that can promote an adequate supply of residues is necessary for maintaining or increasing the soil organic matter

Fertilidade do solo e estoques de carbono e nitrogênio sob sistemas agroflorestais no Cerrado mineiro

Agroforestry systems are used to diversify food production, provide an increase in the biodiversity of fauna and flora as well as the conservation of carbon and nutrients in the soil. Thus, the objective of this study was to evaluate the fertility and carbon (C) and nitrogen (N) stocks of the soil after ten years of agroforestry system (SAFs) implantation in the Cerrado biome of Minas Gerais state, Brazil. The study was carried out in the American Agroextractivist Settlement, located in the municipality of Grão Mogol, northern mesoregion of the state of Minas Gerais. Three SAFs and two adjacent native vegetation areas (VNs) were used as reference for the study, which were grouped according to the soil class: Red-Yellow Latosol and Haplic Cambisol. The soil sampling was carried out in March 2013, ten years after the implementation of the SAFs, where composite samples were removed from the 0-5 and 0-20 cm soil depth layers for the evaluation of nutrient contents and apparent density, and in the first layer the soil C and N stocks. SAFs that were deployed with management based on prune trees and maintenance of floristic diversity contributed with the improvement of the soil quality and the maintenance of fertility and C stocks at levels like in native vegetation. On the other hand, the SAF that was implanted with the previous suppression of the native vegetation reduced the tree diversity and, consequently, the C stocks over time. However, management with annual crops and the use of legumes contributed to the improvement of soil fertility and to the increase of N contents and stocks.Os sistemas agroflorestais são utilizados para diversificar a produção de alimentos, proporcionar aumento na biodiversidade da fauna e da flora e conservação do carbono e nutrientes no solo. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a fertilidade e os estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) do solo após dez anos de implantação de sistemas agroflorestais (SAFs) no Cerrado mineiro. O estudo foi realizado no Assentamento Agroextrativista Americana, localizado no município de Grão Mogol, mesorregião norte do Estado de Minas Gerais. Foram selecionados três SAFSs e duas áreas de vegetação nativa (VN) adjacentes, utilizadas como referência para o estudo, as quais foram agrupados em função da classe de solo: Latossolo Vermelho Amarelo e Cambissolo Háplico. A amostragem do solo foi realizada em março de 2013, dez anos após a implantação dos SAFs, em que amostras compostas foram retiradas das camadas 0-5 e 0-20 cm de profundidade para avaliação dos teores de nutrientes e densidade aparente, e na primeira camada os estoques de C e N do solo. Os SAFs que foram implantados com manejo baseado em desrama e manutenção da diversidade florística contribuíram com e melhoria da qualidade do solo e manutenção da fertilidade e estoques de C em níveis semelhantes à vegetação nativa. Já o SAF que foi implantado com a prévia supressão da vegetação nativa reduziu a diversidade arbórea e, consequentemente, os estoques de C ao longo do tempo. Porém, o manejo com culturas anuais e uso de leguminosas contribuiu para a melhoria da fertilidade do solo e incremento dos teores e estoques de N

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

Greenhouse Gas Assessment and Strategies to Achieve CO₂ Sequestration in the Brazilian Palm Oil Life Cycle

As the palm oil production is expanding in Brazilian Amazon region, this study aimed to determinate the greenhouse gas (GHG) emissions since the agricultural phase to transportation of crude palm oil (CPO) and then indicate strategies to achieve the CO2 sequestration. The scope of this study comprised since the stage of oil palm seedlings production until the transportation of CPO. Inventory data for the year of 2009 included the agricultural production of fresh fruit bunches (FFB) and the extraction and transportation of CPO. The management of palm oil mill effluent (POME), use of fertilizers, fuels, pesticides, and electricity contributed to 66.5, 17.9, 15.1, 0.4, and 0.1% of the total emissions, respectively. Agricultural phase, CPO extraction, and transportation emitted 32,131, 79,590, and 1,104 t CO2-eq, respectively. The carbon (C) footprint was 0.79 t CO2-eq / t CPO, and the highest GHG emissions were associated to the management of POME. On the other hand, the use of all residues from the mill as fertilizer substitute can minimize the GHG emissions and increase soil C stocks. In addition, the methane (CH4) from POME captured and used for steam or electricity is also a viable alternative to reduce the GHG emissions

Biochar as a soil conditioner for common bean plants

Biochar is a carbon-rich material produced during organic waste pyrolysis. In this context, two experiments were performed to evaluate the effect of biochar produced from rice husks and cattle manure on soil fertility and common bean production, as well as to identify the optimal dose of cattle manure biochar to be applied. The first experiment (Experiment I) was conducted according to a completely randomized design (factorial scheme 2 × 2 × 2 + 1) with six replicates: two types of biochar (cattle manure biochar and rice husk biochar), with and without acidity correction [addition of calcium carbonate and magnesium carbonate (PA) in a proportion of 4:1 (Ca:Mg) to raise the soil base saturation to 60%], with or without the addition of 120 mg dm-3 of phosphorus (P) as ammonium phosphate, and a control treatment (without biochar, acidity correction, and P). Based on the results of Experiment I, a second experiment was conducted according to a completely randomized design, with five treatments (doses of biochar from cattle manure) and four replications. Rice husk biochar, as a conditioner of soil chemical properties, had less prominent effects than cattle manure biochar. Cattle manure biochar functioned as a corrective for soil acidity and a source of nutrients (mainly phosphorus). The dose corresponding to 5.46% of the soil volume led to the maximum grain production by common bean plants

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

Dinâmica espaço-temporal da cobertura e uso do solo em unidades de conservação no norte de Minas Gerais, Brasil, entre 1986 e 2015

The implementation of protected areas has been one of the main strategies for biodiversity conservation worldwide, and its importance in preventing the conversion of natural habitats has been confirmed. However, there is great variation in the effectiveness of these areas. In this perspective, this study aimed to determine the occurrence and intensity of changes in land use and cover in protected areas (PAs) of restricted use (integral protection) and sustainable use, between the years 1986, 2000 and 2015, using the northern Minas Gerais region as a case study. Remote sensing and GIS were used to map land use and land cover. Subsequently, the usage and coverage values were calculated and the area balance was calculated. The results indicate that the area deforested was greater between 1986-2000, before the implementation of most PAs. It was possible to verify large losses of coverage by Deciduous Seasonal Forest and gains in coverage by Cerrado. Most protected areas in northern Minas Gerais have fulfilled their role in protecting natural resources, helping to contain deforestation and promoting the regeneration of natural vegetation. However, long-term monitoring is needed, using increasingly Remote Sensing techniques that allow constant updates of terrestrial scenarios and the provision of updated information for law enforcement and development of more efficient environmental education projects. La implementación de unidades de conservación es una de las principales estrategias para la conservación de la biodiversidad en el mundo, y se ha confirmado su importancia para contener la conversión de hábitats naturales. Sin embargo, existe una gran variación en la dinámica espacial de estas áreas. En esta perspectiva, este estudio tuvo como objetivo determinar la ocurrencia e intensidad de cambios en el uso y cobertura del suelo en áreas protegidas (APs) de uso restricto (protección integral) y de uso sostenible, entre los años 1986, 2000 y 2015, utilizando el norte de Minas Gerais como un estudio de caso. El desarrollo de dicho estudio fue posible gracias al uso de imágenes satelitales Landsat y al uso de técnicas de percepción remota e inteligencia artificial, como el árbol de decisiones, para la preparación de mapas de uso y cobertura del suelo. Se calcularon los valores de uso y cobertura y se realizó el balance de áreas utilizando técnicas de Sistemas de Información Geográfica (SIG). Los resultados indican que el área deforestada fue mayor entre 1986- 2000 (55.40km²) antes de la implementación de la mayoría de las APs. Fue posible verificar grandes pérdidas y ganancias de cobertura estacional de bosques caducifolios en la cobertura del Cerrado. Las APs en el norte de Minas Gerais, en su mayor parte, han estado cumpliendo su función de proteger los recursos naturales, ayudar a contener la deforestación y promover la regeneración natural. Sin embargo, se requiere un monitoreo a largo plazo mediante técnicas de teledetección que permitan la actualización constante de los escenarios terrestres y el suministro de información actualizada para la inspección y desarrollo de proyectos de educación ambiental. A implantação de unidades de conservação é uma das principais estratégias para a conservação da biodiversidade em todo mundo, sendo constatada sua importância na contenção da conversão de habitats naturais. Porém há grande variação na dinâmica espacial dessas áreas. Nesta perspectiva, este estudo teve como objetivo determinar a ocorrência e intensidade de mudanças no uso e cobertura do solo em unidades de conservação (UCs) de proteção integral e uso sustentável, entre os anos de 1986, 2000 e 2015, usando o norte de Minas Gerais como estudo de caso. O desenvolvimento de tal estudo foi possível devido ao uso de imagens de satélites Landsat, e o emprego de técnicas de sensoriamento remoto e inteligência artificial, como a árvore de decisão, para elaboração dos mapas de uso e cobertura do solo. Foram calculados os valores de uso e cobertura e feito o balanço de área em ambiente SIG. Os resultados indicam que a área desmatada foi maior entre 1986-2000 (55,40km²) antes da implementação da maioria das UCs. Foi possível constatar grandes perdas de cobertura de Floresta Estacional Decidual e ganhos em cobertura por Cerrado. As áreas protegidas no Norte de Minas Gerais, em sua maioria, têm cumprindo seu papel na proteção dos recursos naturais, auxiliando na contenção do desmatamento e promovendo a regeneração natural. Entretanto, é necessário um monitoramento a longo prazo com emprego de técnicas de Sensoriamento Remoto que possibilitam constantes atualizações dos cenários terrestres e fornecimento de informações atualizadas para a fiscalização e desenvolvimento de projetos de educação ambiental.Â