The adoption of mechanical unburned sugarcane harvesting increases the quantity of straw left on the soil. This material has a high potential for 2G ethanol and bioelectricity production. Although the straw maintenance has an essential role in the soil properties and crop performance. The straw decomposition is a key process to investigate and to inform the correct removal management decisions. Diverse factors affect the decomposition rate, such as: quality and quantity of straw; edaphoclimatic conditions; and management practices. Therefore, we conducted a field study at two sites within central-southern Brazil, the largest sugarcane-producing region in the world, encompassing two harvesting seasons (rainy and dry) over two years to evaluate the sugarcane straw decomposition dynamics under different removal rates. The main hypothesis is that the high removal unbalances the soil environment and reduce de C supply for the microorganisms, decreasing the microbial activity and consequently the straw decomposition rate. The straw removal management affected the decomposition rate, which the lowest decomposition was associated with high removal. The C and N loss was two- and threefold greater in the second year than in the first year of experimentation, respectively. Overall, the straw cellulose decreased by 13%, the hemicellulose 7%, and the lignin proportionally enriched by 92% after two years. Throughout the decomposition process, the straw chemical changes were detected using the traditional method, wet chemical extractions, and using the spectroscopy technique, Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform DRIFT. In this sense, in order to trace straw cellulose and hemicellulose changes we suggested the use of 896, 987, 1173, and 1447 cm-1 peaks, whereas to trace lignin changes, the absorbance at 1510 cm-1 seems to be an efficient predictor. The soil bacterial community was most affected by the time of decomposition. The straw quality explained 23.2% of the total bacterial variation, in which hemicellulose accounting for 17.2% of this variation. Moreover, the bacterial structure was subtle affected by the sugarcane straw removal. Overall, our study showed that the straw removal for 2G ethanol and bioelectricity production affect the straw decomposition dynamics in commercial sugarcane areas in Brazil. The time was the main regulator of changes in straw chemical contents and in the soil bacterial structure. The use of crop residues for energy purposes is one of the principal alternatives to increase bioenergy production in the next few years. However, the sugarcane straw removal should be done with prudence, since the straw removal rate affected the straw decomposition dynamics and consequently it should affect the nutrient recycling and C cycle. / A adoção da colheita mecanizada sem queima prévia da cana-de-açúcar aumenta a quantidade de palha sobre o solo. Essa palha tem um alto potencial para produção de etanol 2G e bioeletricidade. No entanto, a manutenção da palha tem papel essencial nas propriedades do solo e no desempenho das culturas. A decomposição da palha é um processo chave para investigar e informar sobre corretas decisões acerca do manejo da remoção. Diversos fatores afetam a taxa de decomposição, tais como: qualidade e quantidade da palha; condições edafoclimáticas; e práticas de manejo. Portanto, realizamos um estudo de campo em dois locais no centro-sul do Brasil, maior região produtora de cana-de-açúcar no mundo, abrangendo duas épocas de colheita (chuvosa e seca) ao longo de dois anos para avaliar a dinâmica de decomposição da palha da cana-de-açúcar sob diferentes taxas de remoção. A principal hipótese é de que a alta remoção de palha desequilibre o ambiente edáfico e reduza o fornecimento de C para os microrganismos, diminuindo a atividade microbiana e consequentemente a taxa de decomposição da palha. O manejo de remoção afetou a taxa de decomposição da palha, a menor taxa de decomposição foi associada a maiores remoções. A perda de C e N foi duas e três vezes maior no segundo ano do que no primeiro ano de condução do experimento, respectivamente. Em geral, a celulose da palha diminuiu em 13%, a hemicelulose em 7% e a lignina proporcionalmente enriqueceu em 92% após dois anos. Mundancas na composição química da palha ao longo do processo de decomposição foram detectadas tanto utilizando o método tradicional, via extrações químicas sequenciais, quanto atravéz de técnica espectroscópica, como o Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform DRIFT. Assim, para verificar alterações da celulose e da hemicelulose da palha suger-se o uso das picos espectrais de 896, 987, 1173 e 1447 cm-1, enquanto que para verificar mudanças na lignina os valores de 1510 cm-1 mostrou-se um eficiente preditor. A comunidade bacteriana do solo foi afetada pelo tempo de decomposição. A qualidade da palha explicou 23,2% da variação bacteriana total, onde a hemicelulose representou 17,2% dessa variação. Além disso, a estrutura bacteriana foi sutilmente afetada pelo manejo de remoção da palha da cana-de-açúcar. No geral, nosso estudo mostrou que a remoção de palha para a produção de etanol 2G e bioeletricidade afetará a dinâmica da decomposição da palha nas áreas comerciais de cana-de-açúcar do Brasil. O tempo foi o principal regulador das mudanças nos conteúdos bioquímicos da palha e na estrutura bacteriana do solo. O uso de resíduos de culturas para fins energéticos é uma das principais alternativas para aumentar a produção de bioenergia nos próximos anos. No entanto, a remoção da palha de cana-de-açúcar deve ser feita com prudência, uma vez que a taxa de remoção afetou a dinâmica da decomposição e conseqüentemente deverá afetar a ciclagem de nutrientes e o ciclo do C.

O presente experimento de laboratório foi realizado no Departamento de Ciência do Solo da ESALQ/USP, em Piracicaba, SP, com o objetivo de avaliar o efeito da presença de diferentes resíduos vegetais na superfície do solo sobre as perdas de amônia por volatilização decorrentes da aplicação de uréia em três doses. Foram utilizadas amostras da camada 0-0,20m de um Nitossolo Vermelho Eutroférrico do município de Piracicaba, SP. Os tratamentos constaram de arranjo fatorial com três repetições envolvendo quatro doses de uréia (0, 60, 120 e 180 mg dm-3 de N), aplicadas na superfície da terra, e quatro formas de cobertura da terra: sem cobertura e com cobertura constituída de fragmentos de folhas de plantas de milho, cana-de-açúcar e amendoim forrageiro, igualmente aplicados na superfície na quantidade de 29g de matéria seca por frasco (equivalente a 5 Mg ha-1). A volatilização de amônia foi avaliada em frascos de plástico de 1,6 L de capacidade, fechados, contendo 0,4 kg de terra umedecida e, para captar a amônia volatilizada, um disco de papel de filtro tratado com 1 mL de H2SO4 de concentração variando de 0,05 a 0,5 mol L-1. Esse disco era substituído diariamente, sendo o ácido remanescente no filtro exposto à amônia, titulado com NaOH 0,02 mol L-1 na presença de indicador bromocresol verde. Ao final do período experimental de 40 dias, amostras da camada superficial (0-0,05m) de terra dos frascos foram coletadas com amostrador especial e submetidas à determinação do pH em CaCl2 0,01 mol L-1. Os picos de máxima perda de amônia por volatilização ocorreram no 3º e no 12º dia após a aplicação da uréia, não havendo efeito dos resíduos culturais sobre a distribuição das perdas ao longo do tempo. As perdas de amônia aumentaram com o aumento da dose de uréia aplicada. Nas terras sem cobertura e naquelas contendo resíduos de milho e de amendoim forrageiro os aumentos foram mais expressivos para as doses menores (60 e 120 mg dm-3 de N-uréia), enquanto nas terras com restos de cana-de-açúcar os maiores aumentos ocorreram para a dose mais alta (180 mg dm-3 de N-uréia). A presença de restos de cultura de amendoim forrageiro na superfície do solo aumentou a quantidade de amônia volatilizada das terras tratadas ou não com uréia, enquanto a de restos de cultura de cana-de-açúcar reduziu a quantidade volatilizada. Os restos de cultura de milho exerceram pouca influência nas perdas de NH3 por volatilização. O pH da camada superficial das terras aumentou em mais de duas unidades com a aplicação de uréia e dos resíduos vegetais. / A laboratory experiment was carried out at the University of São Paulo, Piracicaba campus, Brazil, in order to evaluate how the presence of different plant residues on soil surface will affect ammonia volatilization losses from urea fertilizer applied on soil surface in three rates. Samples from 0-0.2m layer of a ferric Red Latosol located in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil, were used in the study. Treatments consisted of a factorial arrangement with three replicates involving four rates of urea (0, 60, 120 and 180 mg dm-1 of N), applied at soil surface and four forms of soil cover: with no cover and with cover consisted of leaf fragments of corn, sugar-cane and peanut plants also applied on the surface at the rate of 29 g of dryed material per flask (equivalent to 5 Mg per hectare). Ammonia volatilization was measured in closed 1.6 L flasks containing 0.4 kg of moistened soil sample and, to capture NH3, a filter paper disk treated with 1 mL of H2SO4 of concentration varying from 0.05 to 0.5 mol L-1. The paper filter was substituted every day and the remaining acid in the exposed filter was titrated with NaOH 0.02 mol L-1 in the presence of bromocresol green. At the end of the experimental period of 40 days, samples of the surface layer (0-0.05 m) of the soil in the flasks were collected using a special sampler and subjected to determination of the pH in CaCl2 0.01 mol L-1. Maximum volatilization occurred at the 3rd and the 12th day of urea application and no influence was observed of the plant residues on the distribution of the losses during the experimental period. Ammonia losses increased with the rate of urea application. For the bare soil samples and for samples covered with corn and peanut residues, these increases were more evident when urea was applied at the smaller rates (60 and 120 mg dm-1 of urea-N), whereas for samples covered with sugar-cane residues, increases were higher when the higher rate (180 mg dm-1 of urea-N) was used. Covering the soil with peanut residues increased the amount of volatilized ammonia in the samples treated and not treated with urea, while covering with sugar-cane residues reduced the volatilization losses. Corn residues showed to have only small influence on ammonia loss. The pH at the surface of the soil samples increased more than two units as the result of urea and plant residues application.

Dentre os ecossistemas terrestres, o solo constitui um dos principais reservatórios de carbono (C). As práticas de preparo agrícola alteram esse compartimento, acelerando o processo de oxidação da matéria orgânica do solo, o que favorece a emissão de gases do efeito estufa. O presente trabalho foi desenvolvido em um experimento de longa duração localizado na Fundação ABC em Ponta Grossa (PR) sob diferentes sistemas de manejo do solo: plantio convencional (PC), preparo mínimo (PM), plantio direto (PD) e plantio direto escarificado (PDE), dispostos em blocos ao acaso. Os objetivos foram, determinar: a) os estoques de C e nitrogênio (N) do solo; b) a quantidade e qualidade dos resíduos culturais; e c) quantificar as trocas gasosas de CO2 e N2O entre o solo-atmosfera. As amostragens foram realizadas de outubro de 2003 a novembro de 2004 na sucessão aveia branca/soja/trigo. Os estoques de C e N do solo foram determinados após a colheita das culturas e não apresentaram diferença estatística entre épocas de cultivo e tratamentos. O PD apresentou os maiores estoques médios de C e N, e o PC os menores valores. As taxas de seqüestro de C, na camada 0-20 cm nos tratamentos estudados em comparação ao PC (15 anos de implantação), foram de: 0,55; 0,66 e 0,46 Mg ha-1ano-1 para PM, PD e PDE, respectivamente. As massas secas e os estoques de C e N dos resíduos culturais foram maiores na época da colheita das culturas, e superiores nos tratamentos PD e PDE. Os teores de C dos resíduos não tiveram diferença estatística entre as médias dos tratamentos. Os resíduos de soja apresentaram, em todos os tratamentos, maior teor de N e menor de hemicelulose. As variações no Quociente holocelulose/lignocelulose (QCL), Índices ligno-celulósico (ILC) e de decomponibilidade (ID) foram pequenas, evidenciando pouca variação entre os resíduos da rotação. As médias diárias das emissões de CO2 do solo variaram de 24 a 248 mg m-2 h-1 aumento progressivo, de novembro/03 (semeadura da soja) a fevereiro/04, devido ao crescimento das raízes que incrementou a taxa de respiração do solo. Não foi observada correlação significativa entre as emissões de CO2 e N2O com o ciclo diário da temperatura. As médias anuais de emissão de CO2 e N2O foram iguais nos horários 8:00, 12:00h e 17:00h. Os fluxos de N2O variaram de 3 a 53 µg m-2, e a maior freqüência observada com saturação de água no solo em torno de 60%, após as adubações nitrogenadas em junho/2004 no PC e PM e em julho/2004 no PD e PDE. O revolvimento do solo pela gradagem e incorporação dos resíduos culturais no PC e PM, não alteraram significativamente as emissões de CO2 e N2O. Os tratamentos estudados não apresentaram diferença nas médias anuais de emissão de CO2 e N2O do solo. Dentre todas as variáveis estudadas, comparando os tratamentos PC, PM, PD e PDE, o PD destacou-se por apresentar maior estoques de C e N no solo em relação aos demais tratamentos. / Between the terrestrial ecosystems, the soil is one of the most important pools of carbon (C). Agricultural tillage practices alter the contents of this element, accelerating the process of organic matter oxidation, inducing greenhouse gases emissions. The present research was carried out in a long-term experiment located at Fundação ABC in Ponta Grossa (Paraná State, Brazil) under different soil management systems: conventional (CT), minimum (MT), no-till (NT) and no-till harrowed (NTH), randomly displayed in blocks. The objectives were to determine: a) soil C and nitrogen (N) stocks; b) quantity and quality crop residues; c) quantify the CO2 and N2O gasses fluxes from the soil to the atmosphere. Sampling activities were performed between October 2003 and November 2004 in the succession white oat/soybean/wheat. Soil C and N stocks were determined after the crops were harvested and showed the same distribution of soil C and N for all treatments, no significant statistically difference among cultural seasons and treatments was observed. NT system presented the highest mean soil C and N stock values, and the CT had the smaller values. Soil C sequestration rates in the 0-20 cm, in the treatments in comparison with the CT with 15 years of adoption, were 0,55; 0,66 and 0,46 Mg ha-1year-1 for MT, NT and NTH, respectively. Dry matter and C and N stocks of crop residues were higher in the harvest season, and presented high values for NT and NTH. Carbon contents in crop residues were maintained in the same magnitude and showed no significant statistically difference. Soybean residues just presented, in all treatments, higher N concentration and smaller hemicelulose contents. The holocelulose/lignocelulose quotient (HLQ), ligno-celulosico (LCI) and decomposition (DI) indexes were small, evidencing in this work, little variation between the crop residues analised. The soil CO2 CO2 daily average emissions varied from 24 to 248 mg m-2 h-1 and presented a progressive increase of November/03 (sow of the soy) to February/04, indicating that the soil respiration passed to be constituted of the organism soil and root plants. Correlation was not observed between the emissions of CO2 and N2O with the daily cycle of the temperature. The same annual averages of emission of CO2 and N2O were observed in the schedules 8:00, 12:00 and 17:00 hours. The N2O flow varied from 3 to 53 g m-2, and the largest frequency observed with water filled pore space around 60 %, and after the nitrogen fertilization in June 2004 in CT and MT and in July 2004 in NT and NTH. Soil tillage with plow and incorporation of the cultural residues in CT and MT, didn't alter the emissions of CO2 and N2O significantly. The studied treatments didn\'t present difference in the annual averages of emission of CO2 and N2O of the soil during 2003 and 2004 years. Between the studied variables, comparing the treatments CT, MT, NT and NTH, NT system stranded out from the other treatments by present higher soil C and N stocks.

O presente experimento de laboratório foi realizado no Departamento de Ciência do Solo da ESALQ/USP, em Piracicaba, SP, com o objetivo de avaliar o efeito da presença de diferentes resíduos vegetais na superfície do solo sobre as perdas de amônia por volatilização decorrentes da aplicação de uréia em três doses. Foram utilizadas amostras da camada 0-0,20m de um Nitossolo Vermelho Eutroférrico do município de Piracicaba, SP. Os tratamentos constaram de arranjo fatorial com três repetições envolvendo quatro doses de uréia (0, 60, 120 e 180 mg dm-3 de N), aplicadas na superfície da terra, e quatro formas de cobertura da terra: sem cobertura e com cobertura constituída de fragmentos de folhas de plantas de milho, cana-de-açúcar e amendoim forrageiro, igualmente aplicados na superfície na quantidade de 29g de matéria seca por frasco (equivalente a 5 Mg ha-1). A volatilização de amônia foi avaliada em frascos de plástico de 1,6 L de capacidade, fechados, contendo 0,4 kg de terra umedecida e, para captar a amônia volatilizada, um disco de papel de filtro tratado com 1 mL de H2SO4 de concentração variando de 0,05 a 0,5 mol L-1. Esse disco era substituído diariamente, sendo o ácido remanescente no filtro exposto à amônia, titulado com NaOH 0,02 mol L-1 na presença de indicador bromocresol verde. Ao final do período experimental de 40 dias, amostras da camada superficial (0-0,05m) de terra dos frascos foram coletadas com amostrador especial e submetidas à determinação do pH em CaCl2 0,01 mol L-1. Os picos de máxima perda de amônia por volatilização ocorreram no 3º e no 12º dia após a aplicação da uréia, não havendo efeito dos resíduos culturais sobre a distribuição das perdas ao longo do tempo. As perdas de amônia aumentaram com o aumento da dose de uréia aplicada. Nas terras sem cobertura e naquelas contendo resíduos de milho e de amendoim forrageiro os aumentos foram mais expressivos para as doses menores (60 e 120 mg dm-3 de N-uréia), enquanto nas terras com restos de cana-de-açúcar os maiores aumentos ocorreram para a dose mais alta (180 mg dm-3 de N-uréia). A presença de restos de cultura de amendoim forrageiro na superfície do solo aumentou a quantidade de amônia volatilizada das terras tratadas ou não com uréia, enquanto a de restos de cultura de cana-de-açúcar reduziu a quantidade volatilizada. Os restos de cultura de milho exerceram pouca influência nas perdas de NH3 por volatilização. O pH da camada superficial das terras aumentou em mais de duas unidades com a aplicação de uréia e dos resíduos vegetais. / A laboratory experiment was carried out at the University of São Paulo, Piracicaba campus, Brazil, in order to evaluate how the presence of different plant residues on soil surface will affect ammonia volatilization losses from urea fertilizer applied on soil surface in three rates. Samples from 0-0.2m layer of a ferric Red Latosol located in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil, were used in the study. Treatments consisted of a factorial arrangement with three replicates involving four rates of urea (0, 60, 120 and 180 mg dm-1 of N), applied at soil surface and four forms of soil cover: with no cover and with cover consisted of leaf fragments of corn, sugar-cane and peanut plants also applied on the surface at the rate of 29 g of dryed material per flask (equivalent to 5 Mg per hectare). Ammonia volatilization was measured in closed 1.6 L flasks containing 0.4 kg of moistened soil sample and, to capture NH3, a filter paper disk treated with 1 mL of H2SO4 of concentration varying from 0.05 to 0.5 mol L-1. The paper filter was substituted every day and the remaining acid in the exposed filter was titrated with NaOH 0.02 mol L-1 in the presence of bromocresol green. At the end of the experimental period of 40 days, samples of the surface layer (0-0.05 m) of the soil in the flasks were collected using a special sampler and subjected to determination of the pH in CaCl2 0.01 mol L-1. Maximum volatilization occurred at the 3rd and the 12th day of urea application and no influence was observed of the plant residues on the distribution of the losses during the experimental period. Ammonia losses increased with the rate of urea application. For the bare soil samples and for samples covered with corn and peanut residues, these increases were more evident when urea was applied at the smaller rates (60 and 120 mg dm-1 of urea-N), whereas for samples covered with sugar-cane residues, increases were higher when the higher rate (180 mg dm-1 of urea-N) was used. Covering the soil with peanut residues increased the amount of volatilized ammonia in the samples treated and not treated with urea, while covering with sugar-cane residues reduced the volatilization losses. Corn residues showed to have only small influence on ammonia loss. The pH at the surface of the soil samples increased more than two units as the result of urea and plant residues application.

The adoption of mechanical unburned sugarcane harvesting increases the quantity of straw left on the soil. This material has a high potential for 2G ethanol and bioelectricity production. Although the straw maintenance has an essential role in the soil properties and crop performance. The straw decomposition is a key process to investigate and to inform the correct removal management decisions. Diverse factors affect the decomposition rate, such as: quality and quantity of straw; edaphoclimatic conditions; and management practices. Therefore, we conducted a field study at two sites within central-southern Brazil, the largest sugarcane-producing region in the world, encompassing two harvesting seasons (rainy and dry) over two years to evaluate the sugarcane straw decomposition dynamics under different removal rates. The main hypothesis is that the high removal unbalances the soil environment and reduce de C supply for the microorganisms, decreasing the microbial activity and consequently the straw decomposition rate. The straw removal management affected the decomposition rate, which the lowest decomposition was associated with high removal. The C and N loss was two- and threefold greater in the second year than in the first year of experimentation, respectively. Overall, the straw cellulose decreased by 13%, the hemicellulose 7%, and the lignin proportionally enriched by 92% after two years. Throughout the decomposition process, the straw chemical changes were detected using the traditional method, wet chemical extractions, and using the spectroscopy technique, Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform DRIFT. In this sense, in order to trace straw cellulose and hemicellulose changes we suggested the use of 896, 987, 1173, and 1447 cm-1 peaks, whereas to trace lignin changes, the absorbance at 1510 cm-1 seems to be an efficient predictor. The soil bacterial community was most affected by the time of decomposition. The straw quality explained 23.2% of the total bacterial variation, in which hemicellulose accounting for 17.2% of this variation. Moreover, the bacterial structure was subtle affected by the sugarcane straw removal. Overall, our study showed that the straw removal for 2G ethanol and bioelectricity production affect the straw decomposition dynamics in commercial sugarcane areas in Brazil. The time was the main regulator of changes in straw chemical contents and in the soil bacterial structure. The use of crop residues for energy purposes is one of the principal alternatives to increase bioenergy production in the next few years. However, the sugarcane straw removal should be done with prudence, since the straw removal rate affected the straw decomposition dynamics and consequently it should affect the nutrient recycling and C cycle. / A adoção da colheita mecanizada sem queima prévia da cana-de-açúcar aumenta a quantidade de palha sobre o solo. Essa palha tem um alto potencial para produção de etanol 2G e bioeletricidade. No entanto, a manutenção da palha tem papel essencial nas propriedades do solo e no desempenho das culturas. A decomposição da palha é um processo chave para investigar e informar sobre corretas decisões acerca do manejo da remoção. Diversos fatores afetam a taxa de decomposição, tais como: qualidade e quantidade da palha; condições edafoclimáticas; e práticas de manejo. Portanto, realizamos um estudo de campo em dois locais no centro-sul do Brasil, maior região produtora de cana-de-açúcar no mundo, abrangendo duas épocas de colheita (chuvosa e seca) ao longo de dois anos para avaliar a dinâmica de decomposição da palha da cana-de-açúcar sob diferentes taxas de remoção. A principal hipótese é de que a alta remoção de palha desequilibre o ambiente edáfico e reduza o fornecimento de C para os microrganismos, diminuindo a atividade microbiana e consequentemente a taxa de decomposição da palha. O manejo de remoção afetou a taxa de decomposição da palha, a menor taxa de decomposição foi associada a maiores remoções. A perda de C e N foi duas e três vezes maior no segundo ano do que no primeiro ano de condução do experimento, respectivamente. Em geral, a celulose da palha diminuiu em 13%, a hemicelulose em 7% e a lignina proporcionalmente enriqueceu em 92% após dois anos. Mundancas na composição química da palha ao longo do processo de decomposição foram detectadas tanto utilizando o método tradicional, via extrações químicas sequenciais, quanto atravéz de técnica espectroscópica, como o Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform DRIFT. Assim, para verificar alterações da celulose e da hemicelulose da palha suger-se o uso das picos espectrais de 896, 987, 1173 e 1447 cm-1, enquanto que para verificar mudanças na lignina os valores de 1510 cm-1 mostrou-se um eficiente preditor. A comunidade bacteriana do solo foi afetada pelo tempo de decomposição. A qualidade da palha explicou 23,2% da variação bacteriana total, onde a hemicelulose representou 17,2% dessa variação. Além disso, a estrutura bacteriana foi sutilmente afetada pelo manejo de remoção da palha da cana-de-açúcar. No geral, nosso estudo mostrou que a remoção de palha para a produção de etanol 2G e bioeletricidade afetará a dinâmica da decomposição da palha nas áreas comerciais de cana-de-açúcar do Brasil. O tempo foi o principal regulador das mudanças nos conteúdos bioquímicos da palha e na estrutura bacteriana do solo. O uso de resíduos de culturas para fins energéticos é uma das principais alternativas para aumentar a produção de bioenergia nos próximos anos. No entanto, a remoção da palha de cana-de-açúcar deve ser feita com prudência, uma vez que a taxa de remoção afetou a dinâmica da decomposição e conseqüentemente deverá afetar a ciclagem de nutrientes e o ciclo do C.

Dentre os ecossistemas terrestres, o solo constitui um dos principais reservatórios de carbono (C). As práticas de preparo agrícola alteram esse compartimento, acelerando o processo de oxidação da matéria orgânica do solo, o que favorece a emissão de gases do efeito estufa. O presente trabalho foi desenvolvido em um experimento de longa duração localizado na Fundação ABC em Ponta Grossa (PR) sob diferentes sistemas de manejo do solo: plantio convencional (PC), preparo mínimo (PM), plantio direto (PD) e plantio direto escarificado (PDE), dispostos em blocos ao acaso. Os objetivos foram, determinar: a) os estoques de C e nitrogênio (N) do solo; b) a quantidade e qualidade dos resíduos culturais; e c) quantificar as trocas gasosas de CO2 e N2O entre o solo-atmosfera. As amostragens foram realizadas de outubro de 2003 a novembro de 2004 na sucessão aveia branca/soja/trigo. Os estoques de C e N do solo foram determinados após a colheita das culturas e não apresentaram diferença estatística entre épocas de cultivo e tratamentos. O PD apresentou os maiores estoques médios de C e N, e o PC os menores valores. As taxas de seqüestro de C, na camada 0-20 cm nos tratamentos estudados em comparação ao PC (15 anos de implantação), foram de: 0,55; 0,66 e 0,46 Mg ha-1ano-1 para PM, PD e PDE, respectivamente. As massas secas e os estoques de C e N dos resíduos culturais foram maiores na época da colheita das culturas, e superiores nos tratamentos PD e PDE. Os teores de C dos resíduos não tiveram diferença estatística entre as médias dos tratamentos. Os resíduos de soja apresentaram, em todos os tratamentos, maior teor de N e menor de hemicelulose. As variações no Quociente holocelulose/lignocelulose (QCL), Índices ligno-celulósico (ILC) e de decomponibilidade (ID) foram pequenas, evidenciando pouca variação entre os resíduos da rotação. As médias diárias das emissões de CO2 do solo variaram de 24 a 248 mg m-2 h-1 aumento progressivo, de novembro/03 (semeadura da soja) a fevereiro/04, devido ao crescimento das raízes que incrementou a taxa de respiração do solo. Não foi observada correlação significativa entre as emissões de CO2 e N2O com o ciclo diário da temperatura. As médias anuais de emissão de CO2 e N2O foram iguais nos horários 8:00, 12:00h e 17:00h. Os fluxos de N2O variaram de 3 a 53 µg m-2, e a maior freqüência observada com saturação de água no solo em torno de 60%, após as adubações nitrogenadas em junho/2004 no PC e PM e em julho/2004 no PD e PDE. O revolvimento do solo pela gradagem e incorporação dos resíduos culturais no PC e PM, não alteraram significativamente as emissões de CO2 e N2O. Os tratamentos estudados não apresentaram diferença nas médias anuais de emissão de CO2 e N2O do solo. Dentre todas as variáveis estudadas, comparando os tratamentos PC, PM, PD e PDE, o PD destacou-se por apresentar maior estoques de C e N no solo em relação aos demais tratamentos. / Between the terrestrial ecosystems, the soil is one of the most important pools of carbon (C). Agricultural tillage practices alter the contents of this element, accelerating the process of organic matter oxidation, inducing greenhouse gases emissions. The present research was carried out in a long-term experiment located at Fundação ABC in Ponta Grossa (Paraná State, Brazil) under different soil management systems: conventional (CT), minimum (MT), no-till (NT) and no-till harrowed (NTH), randomly displayed in blocks. The objectives were to determine: a) soil C and nitrogen (N) stocks; b) quantity and quality crop residues; c) quantify the CO2 and N2O gasses fluxes from the soil to the atmosphere. Sampling activities were performed between October 2003 and November 2004 in the succession white oat/soybean/wheat. Soil C and N stocks were determined after the crops were harvested and showed the same distribution of soil C and N for all treatments, no significant statistically difference among cultural seasons and treatments was observed. NT system presented the highest mean soil C and N stock values, and the CT had the smaller values. Soil C sequestration rates in the 0-20 cm, in the treatments in comparison with the CT with 15 years of adoption, were 0,55; 0,66 and 0,46 Mg ha-1year-1 for MT, NT and NTH, respectively. Dry matter and C and N stocks of crop residues were higher in the harvest season, and presented high values for NT and NTH. Carbon contents in crop residues were maintained in the same magnitude and showed no significant statistically difference. Soybean residues just presented, in all treatments, higher N concentration and smaller hemicelulose contents. The holocelulose/lignocelulose quotient (HLQ), ligno-celulosico (LCI) and decomposition (DI) indexes were small, evidencing in this work, little variation between the crop residues analised. The soil CO2 CO2 daily average emissions varied from 24 to 248 mg m-2 h-1 and presented a progressive increase of November/03 (sow of the soy) to February/04, indicating that the soil respiration passed to be constituted of the organism soil and root plants. Correlation was not observed between the emissions of CO2 and N2O with the daily cycle of the temperature. The same annual averages of emission of CO2 and N2O were observed in the schedules 8:00, 12:00 and 17:00 hours. The N2O flow varied from 3 to 53 g m-2, and the largest frequency observed with water filled pore space around 60 %, and after the nitrogen fertilization in June 2004 in CT and MT and in July 2004 in NT and NTH. Soil tillage with plow and incorporation of the cultural residues in CT and MT, didn't alter the emissions of CO2 and N2O significantly. The studied treatments didn\'t present difference in the annual averages of emission of CO2 and N2O of the soil during 2003 and 2004 years. Between the studied variables, comparing the treatments CT, MT, NT and NTH, NT system stranded out from the other treatments by present higher soil C and N stocks.

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Bibliography: leaves 259-291. / xiii, 291 leaves, [8 leaves of col. plates] : ill. (some col.) ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Faculty of Agricultural and Natural Resource Sciences,1994

Bibliography: leaves 259-291.

Copies of the author's previously published articles inserted. Bibliography: leaves 142-159. Provides information on the significance of pea straw as a ruminant feed and the potential of two biological techniques for improving its feeding value.