ANTONIAZZI, A.

CASSOL, P. C.

GRAVE, R. A.

HIGARASHI, M. M.

NICOLOSO, R. da S.

VIEIRA, R.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

     1 Emissão de óxido nitroso de um Nitossolo sob adubação orgânica e sistemas de preparo do solo(1)  Roberto André Grave(2); Rodrigo da Silveira Nicoloso(3); Paulo Cezar Cassol(4); Martha Mayumi Higarashi(3); Alexandre Antoniazzi(5); Rodrigo Vieira(5)   (1) Trabalho executado com recursos do CNPq (processo 477603/2011-4). (2) Doutorando; CAV-UDESC; Lages, SC, roberto.grave@ifc-concordia.edu.br; (3) Pesquisador; Embrapa Suínos e Aves; (4)Professor; CAV-UDESC; (5) Bolsista de iniciação científica; Embrapa Suínos e Aves.  RESUMO: O uso dos dejetos líquidos de suínos pode aumentar as emissões de N2O em relação aos fertilizantes minerais. O objetivo deste trabalho foi avaliar as emissões de N2O de um Nitossolo submetido sistemas de preparo do solo e fontes de fertilizantes nitrogenados. O experimento teve delineamento blocos ao acaso com quatro repetições. Nas parcelas principais foram avaliados: preparo convencional (PC) e plantio direto (PD). As subparcelas receberam: 140 kg N ha-1 na forma de uréia (NMIN), dejeto líquido de suínos (DLS), biofertilizante (BIOF), composto orgânico (COMP), e um tratamento controle sem adubação (CTR). As emissões acumuladas de N2O foram 95,4% superiores sob PD do que sob PC. A maior emissão de N2O foi observada no tratamento PD DLS. A aplicação de BIOF ao solo sob PD reduziu as emissões de N2O em relação à adubação com DLS. A emissão líquida de N-N2O representou 2,7, 2,0, 0,8 e 1,2% da quantidade de N total adicionado ao solo sob PD via DLS, BIOF, COMP e NMIN, respectivamente.  Termos de indexação: dejeto líquido de suínos, composto orgânico, biofertilizante.  INTRODUÇÃO  A agricultura é responsável por 84% das emissões de N2O para a atmosfera (Rice, 2006). As emissões deste gás são críticas em solos aerados sob adubação nitrogenada mineral ou orgânica (Denega, 2009). Os fluxos de N2O são controlados por diversos fatores, entre eles: pH, temperatura do solo e do ar, porosidade do solo preenchida por água, disponibilidade de oxigênio, NO3- e carbono orgânico (CO) rapidamente biodegradável e a população de bactérias nitrificantes e desnitrificantes no solo (Giles et al., 2012). O uso dos dejetos líquidos de suínos (DLS) como fertilizantes no solo agrícola pode aumentar as emissões de N2O em relação aos fertilizantes minerais, devido ao concomitante aporte de carbono orgânico biodegradável presente no dejeto (Denega, 2009). No entanto, a dinâmica das emissões de N2O promovidas pela aplicação de DLS tratado por biodigestão (biofertilizante) ou compostagem (composto orgânico) ao solo é ainda pouco conhecida. As emissões de N2O são igualmente afetadas pelo sistema de manejo do solo adotado, embora com resultados contrastantes na literatura. Enquanto alguns estudos apontam que a adoção do sistema plantio direto pode reduzir as emissões de N2O em relação ao preparo convencional do solo (Ussiri et al., 2009), outros não encontraram diferenças significativas entre os dois sistemas (Veterea et al., 2011). Neste sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar as emissões de N2O de um Nitossolo submetido a diferentes sistemas de preparo do solo (preparo convencional e plantio direto) e fontes de fertilizantes nitrogenados (uréia, DLS, biofertilizante e composto orgânico).  MATERIAL E MÉTODOS  O experimento foi conduzido na Embrapa Suínos e Aves em Concórdia-SC (27º18’53”S 51º59’25”O). O clima do local é o Cfa, conforme Köppen, e o solo é classificado como Nitossolo Vermelho distroférrico (Embrapa, 1999). No momento da implantação do experimento, o solo (0-10 cm) apresentava os seguintes teores de argila: 266,2 g kg-1; pH-H2O(1:1): 5,3; pH-SMP: 5.8, MOS: 39,0 g kg-1, PMehlich-I: 6,6 mg dm-3, KMehlich-I: 249,6 mg dm-3, Ca: 7,5 cmolc dm-3, Mg: 3,3 cmolc dm-3, CTC: 11,8 cmolc dm-3 e V: 68,1%. O experimento teve delineamento blocos ao acaso com parcelas subdivididas e quatro repetições. Em cada parcela foi adicionado resíduo de trigo equivalente a 4 Mg ha-1 de matéria seca sob o solo descoberto. Nas parcelas principais (1x5 m) foram avaliados dois tratamentos: preparo convencional (PC) e plantio direto (PD). Nas parcelas PC, o solo foi mobilizado, incorporando a palha de trigo, com o auxílio de pá de corte até uma profundidade de aproximadamente 15 cm. Nas parcelas PD, a palha de trigo foi mantida na superfície do solo. As subparcelas (1x1 m) receberam cinco tratamentos: 140 kg N ha-1 na forma de uréia (NMIN), dejeto líquido de suínos (DLS), dejeto líquido de suínos tratado por biodigestão – biofertilizante (BIOF), dejeto líquido de suínos tratado por compostagem – composto orgânico (COMP), além de um tratamento controle sem adubação (CTR). A dose de 140 kg N ha-1      2 aplicada via fertilizantes orgânicos foi calculada com base no teor de N total dos fertilizantes (Tabela 1).  Tabela 1 – Teores de Matéria Seca, N-total, N-org, N-NH4, e N-NOx, e dose aplicada dos fertilizantes orgânicos utilizados no experimento.  Fertilizante MS N-total N-org N-NH4 N-NOx Dose  % ---------------- kg m-3 ---------------- m3 ha-1 DLS 7,38 4,41 1,67 2,74 - 31,72 BIOF 6,52 5,17 2,55 2,62 - 27,09  % ----------------- g kg-1 ----------------- Mg ha-1 COMPa 29,06 16,59 15,12 1,18 0,29 29,04 aTeores de nutrientes expressos em base seca.  As emissões de N-N2O foram realizadas com adaptações da metodologia descrita por Nicoloso et al. (2013). Resumidamente, foram usadas câmaras estáticas medindo 40x80x30 cm (LxCxA). As amostras foram coletadas entre as 9-11h da manhã, aos 0, 15, 30 e 45 min após o fechamento das câmaras, usando um conjunto de seringas de 120 mL (duas seringas de 60 mL unidas por válvulas de três vias “Luer-lock”). As amostras foram então analisadas em um analisador de gases espectrômetro de infravermelho fotoacústico INNOVA 1412 (Lumasense Tech., Dinamarca). A avaliação das emissões de N-N2O foi realizada durante 64 dias (24/01-28/03/2013) após a aplicação dos tratamentos, considerando que este período abrange a maior parte (aproximadamente 80%) das emissões anuais de N-N2O (Denega, 2009). Ainda, no primeiro mês de avaliação, as amostras foram coletadas diariamente por ser este o período de maior emissão de N-N2O (Denega, 2009). No período seguinte, as amostragens foram realizadas com intervalos máximos de dois dias, considerando as precipitações ocorridas. Os dados foram submetidos à análise de variância (SAS PROC MIXED) e comparação de médias pelo teste de Fisher (LSMEANS, p<0,05) (SAS Institute, 2009).  RESULTADOS E DISCUSSÃO  As emissões de N2O foram fortemente influenciadas pelas precipitações ocorridas no período de realização do experimento (Figura 1). Em um primeiro momento (até o 19º dia), verificaram-se menores taxas de emissões de N2O (até 443 µg N-N2O m-2 h-1) que foram coincidentes como os menores volumes de chuva registrados no período. As menores emissões de N2O neste período também podem ser atribuídas a menor disponibilidade de N-NO3- no solo, visto que o N-NH4+ é completamente oxidado a N-NO3- entre 15-20 dias após a aplicação dos fertilizantes orgânicos ao solo (Aita et al., 2007). No período subsequente (20-64 dias), houve pronunciado aumento das emissões de N2O, com maior distinção entre tratamentos. Neste período, as precipitações ocorreram com maior frequência e intensidade. O pico das emissões de N2O ocorreu no 21º dia do experimento, variando entre 334 a 1.806 µg N-N2O m-2 h-1. Os maiores teores de N-NO3- e umidade no solo (dados não apresentados) favoreceram as emissões de N2O neste período. A enzima N2O-reductase, responsável pela redução de N2O até N2, é a mais sensível entre as enzimas envolvidas no processo de desnitrificação à restrição de O2, consequentemente, o N2O é o subproduto dominante da desnitrificação em condições de elevada umidade do solo (Giles et al., 2012). Ainda, teores elevados de N-NO3- no solo podem inibir a redução de N2O até N2, visto que o ganho energético com a redução de N2O é menor que o obtido com a redução de outros óxidos de nitrogênio (Giles et al., 2012). As emissões acumuladas de N2O até o 19º dia representaram 11,6 e 25,5% das emissões registradas durante todo o período avaliado, na média dos tratamentos sob PD e PC, respectivamente (Figura 2). Neste período, as emissões de N2O foram 11,8% maiores sob PC (0,48 kg N-N2O ha-1) do que sob PD (0,44 kg N-N2O ha-1), na média dos tratamentos de adubação. No tratamento PC CTR (0,38 kg N-N2O ha-1), a mobilização do solo dobrou as emissões de N2O em relação ao PD CTR (0,19 kg N-N2O ha-1). Este aumento pode estar relacionado à maior taxa de mineralização do C e N oriundo da palha de trigo incorporado ao solo e à mineralização da matéria orgânica do solo exposta à atividade microbiana pelo rompimento dos agregados de solo pelo preparo (Zanatta, 2009). A adição dos fertilizantes aumentou em 166 e 36% as emissões de N2O do solo sob PD (0,37-0,81 kg N-N2O ha-1) e PC (0,37-0,62 kg N-N2O ha-1) neste primeiro período, na média dos tratamentos que receberam adubação. No segundo período (20-64 dias), observou-se uma inversão das emissões de N2O sob PC e PD. A maior umidade do solo sob PD associado ao maior teor de NO3- (dados não apresentados) no solo pode ter estimulado as emissões de N2O naqueles tratamentos (Zanatta, 2009). Considerando todo o período analisado (64 dias), as emissões de N2O foram 95,4% superiores sob PD (3,72 kg N-N2O ha-1) do que sob PC (1,90 kg N-N2O ha-1), na média dos tratamentos de adubação (Tabela 2). Sob PC, as emissões totais de N2O variaram entre 1,42 e 2,55 kg N-N2O ha-1, enquanto que sob PD, as emissões variaram entre 1,85 e 5,59 kg N-N2O ha-1. Houve diferença significativa entre      3 sistemas de prepara apenas para o tratamento COMP, onde as emissões de N2O foram de 4,67 e 1,56 kg N-N2O ha-1 sob PD e PC, respectivamente. Para os demais tratamentos de adubação, o efeito de sistemas de preparo do solo não foi significativo.  Tabela 2 – Emissão acumulada de óxido nitroso de um Nitossolo sob adubação orgânica e sistemas de preparo de solo. Adubação PC PD p*  -------------------- kg N-N2O ha-1 -------------------- CTR      1,42±0,18      1,85±0,73 c** 0,9480 NMIN      1,87±0,72      3,52±0,65 ab 0,1207 DLS      2,55±0,51      5,60±1,38 a 0,0508 BIOF      2,10±0,40      2,94±1,18 bc 0,6063 COMP      1,56±0,13 B      4,67±1,70 Aab 0,0171     p 0,4431 0,0047 - * Valor p do teste F (ANOVA). **Médias seguidas pela mesma letra minúscula na mesma coluna ou maiúscula na mesma linha não diferem entre si pelo teste de Fisher (LSMEANS, p<0,05). O valor após o sinal ± indica o erro padrão da média (n=4).  Não verificou-se diferenças significativas entre os tratamentos de adubação sob PC, entretanto, sob PD as maiores emissões de N2O foram observadas com a aplicação de DLS (5,60 kg N-N2O ha-1), que não diferiram estatisticamente dos tratamentos COMP (4,67 kg N-N2O ha-1) e NMIN (3,52 kg N-N2O ha-1). O tratamento BIOF (2,94 kg N-N2O ha-1) teve menor emissão de N2O em relação ao tratamento DLS, não diferindo dos demais, inclusive do tratamento CTR (1,85 kg N-N2O ha-1). O tratamento dos dejetos de suínos por biodigestão (BIOF) mostrou-se uma alternativa para reduzir as emissões de N2O do solo sob PD em comparação com os DLS. A emissão líquida de N2O para os tratamentos que receberam adubação sob PC variou entre 0,14 e 1,13 kg N-N2O ha-1, descontando-se a emissão verificada no tratamento CTR. Já sob PD, a emissão líquida de N2O foi de 3,75, 2,82, 1,09 e 1,67 kg N-N2O ha-1 para os tratamentos DLS, COMP, BIOF e NMIN, respectivamente. Estes resultados indicam que 2,7, 2,0, 0,8 e 1,2% do N-total adicionado ao solo foi emitido na forma de N-N2O durante o período avaliado para os mesmos tratamentos de adubação sob PD, respectivamente. O fator de emissão observado neste trabalho para o DLS é semelhante ao observado por Denega (2009) para o mesmo período de avaliação.       CONCLUSÕES  O sistema plantio direto aumenta as emissões de N2O em relação ao preparo convencional do solo sob adubação orgânica (COMP). A adubação orgânica com DLS, COMP ou BIOF não aumenta as emissões de N2O em relação à adubação nitrogenada mineral (uréia). A aplicação de dejetos de suínos por tratados por biodigestão (BIOF) reduz as emissões de N2O em relação ao solo adubado com DLS.  REFERÊNCIAS  AITA, C.; GIACOMINI, S.J.; HÜBNER, A.P. Nitrificação do nitrogênio amoniacal de dejetos líquidos de suínos em solo sob sistema de plantio direto. Pesq. Agropec. Bras., 42:95-102, 2007.  DENEGA, G.L. Emissão de óxido nitroso e dióxido de carbono após aplicação de dejetos de suínos e bovinos em um argissolo. PPG em Ciência do Solo (Dissertação de Mestrado), UFSM, 2009, 93p.  GILES, M.; MORLEY, N.; BAGGS, E.M.; DANIELL, T.J. Soil nitrate reduction processes – drivers, mechanisms for spatial variation, and significance for nitrous oxide production. Front. Microbiol., 3:407.  NICOLOSO, R.S.; BAYER, C.; DENEGA, G.L.; OLIVEIRA, P.A.V.; HIGARASHI, M.M.; CORREA, J.C.; LOPES, L.S. Gas chromatography and photoacoustic spectroscopy for the assessment of soil greenhouse gases emissions. Ci. Rural, 43:262-269, 2013.  SAS Institute. SAS/STAT®9.2: User’s Guide. Cary, NC: SAS Institute Inc., 2009. 8444p.  USSIRI, M.K.; LAL, R.; JARECKI, M.K. Nitrous oxide and methane emissions from long-term tillage under a continuous corn cropping system in Ohio. Soil Till. Res., 104:247-255, 2009.  VETEREA, R.T.; BIJESH, M.; DOLAN, M.S. Fertilizer source and tillage effects on yield-scaled nitrous oxide emissions in a corn cropping system. J. Environ. Qual., 40:1521-1531, 2011.  ZANATTA, J.A. Emissão de óxido nitroso afetada por sistemas de manejo do solo e fontes de nitrogênio. PPG em Ciência do Solo (Tese de Doutorado), UFRGS, 2009, 79p.      4 Tempo (dias)0 7 14 21 28 35 42 49 56 63N-N2O (g m-2 h-1)050010001500200025003000Precipitação (mm)051015202530354045505560PC COMPPC BIOFPC DLSPC NMINPC CTRPD COMPPD BIOFPD DLSPD NMINPD CTR Figura 1 – Emissão diária de óxido nitroso de um Nitossolo sob adubação orgânica e sistemas de preparo de solo. PC = preparo convencional; PD = plantio direto; CTR = controle sem adubação; NMIN = nitrogênio mineral (uréia); DLS = dejeto líquidos de suínos, BIOF = biofertilizante efluente de biodigestor; COMP = composto orgânico de dejetos de suínos. Tempo (dias)0 7 14 21 28 35 42 49 56 63N-N2O (kg ha-1)01234567 PC COMPPC BIOFPC DLSPC NMINPC CTRPD COMPPD BIOFPD DLSPD NMINPD CTR Figura 2 – Emissão acumulada de óxido nitroso de um Nitossolo sob adubação orgânica e sistemas de preparo de solo. PC = preparo convencional; PD = plantio direto; CTR = controle sem adubação; NMIN = nitrogênio mineral (uréia); DLS = dejeto líquidos de suínos, BIOF = biofertilizante efluente de biodigestor; COMP = composto orgânico de dejetos de suínos.  

Emissão de óxido nitroso de um nitossolo sob adubação orgânica e sistemas de preparo do solo.

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/968407/1/final7135.pdf

Emissão de óxido nitroso de um nitossolo sob adubação orgânica e sistemas de preparo do solo.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa