Vários países têm buscado investigar as emissões de gases do efeito estufa (GEE) e amônia (NH3) na atividade animal para melhor compreensão da dinâmica e excesso desses gases na atmosfera. As informações disponíveis na literatura sobre as emissões de GEE e NH3 em aviários são variáveis e incertas devido à diversidade e condições particulares das instalações, bem como das inúmeras diferenças no sistema de criação e das complexas interações observadas nos dejetos dos animais. A caracterização das emissões do setor avícola normalmente é realizada por monitoramento aéreo das concentrações dos gases dentro das instalações de produção. No entanto, alguns métodos adotados são insuficientes devido às interferências de outros gases, razão por que as medições podem não refletir, com exatidão, as emissões reais. Diante dessa complexidade, nesta pesquisa buscou-se aplicar técnicas que apresentam menores interferências, bem como desenvolver um sistema de amostragem para medir diretamente as emissões de N2O, CH4 e NH3 dos dejetos de frangos de corte. No desenvolvimento do método, utilizou-se como referência o princípio da câmara estática fechada e a análise por cromatografia gasosa (CG), para estimar as emissões de GEE. Para quantificação direta das emissões de NH3, adaptou-se um método semiaberto estático, baseado na captura, em meio ácido, do NH3 volatilizado dos dejetos das aves. Adicionalmente, buscou-se monitorar as emissões diárias de NH3, CH4 e N2O dos dejetos dos frangos, considerando o típico manejo de reutilização da cama de frango. Foram propostos modelos empíricos para as predições das emissões de N2O, CH4 e NH3, em função do número de reutilizações da cama, da idade das aves e de propriedades físico-químicas da cama de frango. As emissões acumuladas por quatro ciclos de criação permitiram calcular perdas anuais de 0,14, 0,35, e 72,0 g de N2O, CH4 e NH3 ave-alojada-1 ano-1, respectivamente. Considerando o número de frangos de corte alojados em 2015, a atividade avícola emitiu cerca de 545,1 Gg CO2eq pelo manejo dos dejetos nos aviários, correspondente a 0,04 kg CO2eq por kg de carne. Reduções de 21, 40 e 78% foram observadas nas emissões anuais de N2O, CH4 e NH3, respectivamente, ao utilizar (seis ciclos) a cama somente em um ciclo de criação. Contudo, um balanço de N foi conduzido para contabilizar as entradas e saídas de N na produção de frangos de corte durante os quatro ciclos de criação avaliados. A principal entrada de N no sistema foi pela ração, como entrada secundária, o N via cama de frango, o qual aumentou consideravelmente a cada ciclo de reutilização. Considerando que esta pesquisa apresenta uma metodologia aplicável e inovadora para determinar os fluxos de GEE em galpões abertos no país, os dados serão úteis para o inventário anual brasileiro das emissões de GEE oriundas dos dejetos da avicultura de corte. Os resultados são úteis também para incentivar novas pesquisas que possam avançar no conhecimento de impactos e alternativas de mitigação de GEE na produção de frangos de corte e, adicionalmente, conferir sustentabilidade à produção de carne no Brasil / Many countries have sought to investigate the emissions of GHG and ammonia (NH3) in livestock production to better understand the dynamics and the excess of these gases in the atmosphere. The information available in the literature on GHG emissions and NH3 in poultry houses are variable and uncertain due to the diversity and particular conditions of the facilities, as well as the numerous differences in the authoring system and the complex interactions observed in animal manure. The characterization of emissions from poultry sector is usually performed by monitoring of gas concentrations in the production facilities. However, some of the methods adopted are inadequated due to interference from other gases, thus, the measurements may not accurately reflect the actual emissions. In this context, this research developed a sampling system with lower interference that directly measure the emissions of N2O, CH4 and NH3 of broiler manure. The proposed methodology includes the principle of static chamber, and gas chromatography (GC) analysis to determine GHG emissions. For the direct quantification of NH3 emissions a semi-open static method was adapted based on the capture of volatilized NH3 from manure of broilers, in an acidic solution. In addition, the daily monitoring of NH3, CH4 and N2O emissions from broiler manure considered the reutilization of poultry litter, which is the usual management. Empirical models were proposed in the study to predict emissions of N2O, CH4 and NH3, depending on the number of reuses of the litter, the age of the birds and physicochemical properties of the litter. Cumulative emissions per production four cycle allowed us to calculate an annual loss of 0.14, 0.35 and 72.0 g N2O, CH4, NH3 bird-place-1 year-1, respectively. Considering the number of broilers grown in 2015, the poultry production chain emitted about 545.1 Gg CO2eq derived from poultry manure management, corresponding to 0.04 kg CO2 eq per kg meat. A reduction of 21, 40 and 78% was observed in the annual emissions of N2O, CH4 and NH3, respectively, when the litter is used in only one breeding cycle instead of six cycles. However, an N balance was conducted to account N inputs and outputs in the production of broiler during the four breeding cycles. The main entrance of N in the production system was the ration, as a secondary input, the N via poultry litter, which increased considerably each reuse cycle. This research presents an applicable and innovative methodology for determining GHG flows in open sheds houses in Brazil. The data presented will be useful to the Brazilian annual inventory of GHG emissions derived from poultry manure. Moreover the present data has the potential to prompt new research that might further the knowledge on the impacts and GHG mitigation alternatives in the production of broiler thus enhancing sustainability in meat production in Brazil

Vários países têm buscado investigar as emissões de gases do efeito estufa (GEE) e amônia (NH3) na atividade animal para melhor compreensão da dinâmica e excesso desses gases na atmosfera. As informações disponíveis na literatura sobre as emissões de GEE e NH3 em aviários são variáveis e incertas devido à diversidade e condições particulares das instalações, bem como das inúmeras diferenças no sistema de criação e das complexas interações observadas nos dejetos dos animais. A caracterização das emissões do setor avícola normalmente é realizada por monitoramento aéreo das concentrações dos gases dentro das instalações de produção. No entanto, alguns métodos adotados são insuficientes devido às interferências de outros gases, razão por que as medições podem não refletir, com exatidão, as emissões reais. Diante dessa complexidade, nesta pesquisa buscou-se aplicar técnicas que apresentam menores interferências, bem como desenvolver um sistema de amostragem para medir diretamente as emissões de N2O, CH4 e NH3 dos dejetos de frangos de corte. No desenvolvimento do método, utilizou-se como referência o princípio da câmara estática fechada e a análise por cromatografia gasosa (CG), para estimar as emissões de GEE. Para quantificação direta das emissões de NH3, adaptou-se um método semiaberto estático, baseado na captura, em meio ácido, do NH3 volatilizado dos dejetos das aves. Adicionalmente, buscou-se monitorar as emissões diárias de NH3, CH4 e N2O dos dejetos dos frangos, considerando o típico manejo de reutilização da cama de frango. Foram propostos modelos empíricos para as predições das emissões de N2O, CH4 e NH3, em função do número de reutilizações da cama, da idade das aves e de propriedades físico-químicas da cama de frango. As emissões acumuladas por quatro ciclos de criação permitiram calcular perdas anuais de 0,14, 0,35, e 72,0 g de N2O, CH4 e NH3 ave-alojada-1 ano-1, respectivamente. Considerando o número de frangos de corte alojados em 2015, a atividade avícola emitiu cerca de 545,1 Gg CO2eq pelo manejo dos dejetos nos aviários, correspondente a 0,04 kg CO2eq por kg de carne. Reduções de 21, 40 e 78% foram observadas nas emissões anuais de N2O, CH4 e NH3, respectivamente, ao utilizar (seis ciclos) a cama somente em um ciclo de criação. Contudo, um balanço de N foi conduzido para contabilizar as entradas e saídas de N na produção de frangos de corte durante os quatro ciclos de criação avaliados. A principal entrada de N no sistema foi pela ração, como entrada secundária, o N via cama de frango, o qual aumentou consideravelmente a cada ciclo de reutilização. Considerando que esta pesquisa apresenta uma metodologia aplicável e inovadora para determinar os fluxos de GEE em galpões abertos no país, os dados serão úteis para o inventário anual brasileiro das emissões de GEE oriundas dos dejetos da avicultura de corte. Os resultados são úteis também para incentivar novas pesquisas que possam avançar no conhecimento de impactos e alternativas de mitigação de GEE na produção de frangos de corte e, adicionalmente, conferir sustentabilidade à produção de carne no Brasil / Many countries have sought to investigate the emissions of GHG and ammonia (NH3) in livestock production to better understand the dynamics and the excess of these gases in the atmosphere. The information available in the literature on GHG emissions and NH3 in poultry houses are variable and uncertain due to the diversity and particular conditions of the facilities, as well as the numerous differences in the authoring system and the complex interactions observed in animal manure. The characterization of emissions from poultry sector is usually performed by monitoring of gas concentrations in the production facilities. However, some of the methods adopted are inadequated due to interference from other gases, thus, the measurements may not accurately reflect the actual emissions. In this context, this research developed a sampling system with lower interference that directly measure the emissions of N2O, CH4 and NH3 of broiler manure. The proposed methodology includes the principle of static chamber, and gas chromatography (GC) analysis to determine GHG emissions. For the direct quantification of NH3 emissions a semi-open static method was adapted based on the capture of volatilized NH3 from manure of broilers, in an acidic solution. In addition, the daily monitoring of NH3, CH4 and N2O emissions from broiler manure considered the reutilization of poultry litter, which is the usual management. Empirical models were proposed in the study to predict emissions of N2O, CH4 and NH3, depending on the number of reuses of the litter, the age of the birds and physicochemical properties of the litter. Cumulative emissions per production four cycle allowed us to calculate an annual loss of 0.14, 0.35 and 72.0 g N2O, CH4, NH3 bird-place-1 year-1, respectively. Considering the number of broilers grown in 2015, the poultry production chain emitted about 545.1 Gg CO2eq derived from poultry manure management, corresponding to 0.04 kg CO2 eq per kg meat. A reduction of 21, 40 and 78% was observed in the annual emissions of N2O, CH4 and NH3, respectively, when the litter is used in only one breeding cycle instead of six cycles. However, an N balance was conducted to account N inputs and outputs in the production of broiler during the four breeding cycles. The main entrance of N in the production system was the ration, as a secondary input, the N via poultry litter, which increased considerably each reuse cycle. This research presents an applicable and innovative methodology for determining GHG flows in open sheds houses in Brazil. The data presented will be useful to the Brazilian annual inventory of GHG emissions derived from poultry manure. Moreover the present data has the potential to prompt new research that might further the knowledge on the impacts and GHG mitigation alternatives in the production of broiler thus enhancing sustainability in meat production in Brazil

O cultivo de pinhão manso é indicado como uma opção multi-propósito já que além de ser utilizado como matéria-prima para produção de biodiesel, reduzindo as emissões de gases do efeito estufa (GEE) quando este biocombustível é utilizado em substituição aos combustíveis fósseis, também pode estocar C no solo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de sequestro de C no solo em cultivos de pinhão manso, bem como as alterações na qualidade da matéria orgânica do solo (MOS). Para tanto, foram quantificados os estoques de C e N do solo e os fluxos de GEE em cultivos de pinhão manso. O cálculo das taxas de sequestro de C no solo foi efetuado pela diferença entre o acúmulo de C no solo e as emissões de GEE, expressos em C equivalente (C-eq). A qualidade da MOS foi avaliada por meio da análise isotópica, fracionamento físico, índice de manejo do C (IMC), grau de humificação (HFIL) e teores de C e N na biomassa microbiana. A conversão da vegetação nativa em agroecossistemas alterou a quantidade e composição da MOS nos biomas Cerrado, Mata Atlântica e Caatinga, especialmente nas camadas superficiais. O cultivo de pinhão manso manteve os teores e estoques de C e N do solo, independentemente do uso da terra anterior (pastagem, milho ou vegetação nativa), com tendência de aumento em função do tempo de cultivo da cultura. Adicionalmente, a análise isotópica do C e N demostrou que a partir de dois anos de cultivo do pinhão manso há mudanças na composição da MOS. As contribuições do C derivado dos resíduos vegetais do pinhão manso para o C total do solo atingiram 11,5% após 7 anos de cultivo, na camada 0-30 cm. O cultivo de pinhão manso aumentou os teores de C nas frações da MOS, o IMC e os teores de C e N da biomassa microbiana em função do tempo de implantação da cultura, o que evidencia o potencial de melhoria da qualidade da MOS desse sistema a longo prazo. O HFIL foi menor nas áreas de pinhão manso em relação à vegetação nativa, indicando que os incrementos nos teores de C nessas áreas estão associados ao aumento da matéria orgânica menos estável e que a preservação seletiva não é o principal mecanismo de acumulação de C em solos sob pinhão manso. Os fatores de emissão de N2O variaram de 0,21 a 0,46% para doses inferiores à 150 kg ha-1, sendo emitidos 0,0362 Mg ha-1 ano-1 de C-eq quando aplicada a dose média usual no cultivo de pinhão manso (75 kg ha-1 ano-1). O balanço anual entre o acúmulo de C no solo e a emissão dos GEE mostrou que o cultivo de pinhão manso por 7 anos produz saldo positivo, que significou um sequestro de 0,6 Mg ha-1 ano-1 em C-eq. O presente estudo é pioneiro no Brasil e os resultados gerados nesta pesquisa são base para a análise de ciclo de vida do pinhão manso como matéria prima para a produção de biodiesel. / Jatropha cultivation is pointed as a multipurpose option whether is used for biodiesel production reducing greenhouse gases (GHG) emissions when replaces the need for fossil fuels, and also for storing C in the soil. The overall objective of this work was to evaluate the C sequestration potential of soil cultivated with Jatropha, as well as the variations in soil organic matter (SOM) quality. Therefore, C and N stocks were determined and GHG fluxes were measured in Jatropha cultivation. The difference between results from soil C storage and GHG emissions were used to calculate the C sequestration rates, defined as the C-equivalent (C-eq). SOM quality was assessed by isotopic analysis, physical fractioning, C management index (CMI), humufication degree (HFIL) and microbial C and N content. Land use change from native vegetation to agroecosystems altered the amount and composition of soil organic matter located in biomes of Cerrado, Atlantic Forest and Caatinga, especially within the surface layers. Jatropha cultivation preserved soil N and C stocks and contents, regardless of previous land use management (pasture, maize or native vegetation), proning to increase with cultivation time. Additionally, the isotopic analysis of C and N showed changes in SOM after two years with Jatropha cultivation. After 7 years of cultivation, the contribution of carbon derived from Jatropha residues to the total amount of the element stored within the 0-30 cm layer of soil reached 11.5%. The Jatropha cultivation increased the C contents in SOM, the CMI and microbial C and N contents along with cultivation time, which highlights the potential of Jatropha cultivation to improve SOM quality in the long term. HFIL of the areas with Jatropha cultivation showed lower values compared to the native vegetation. This indicates the increments of C contents for the areas planted with Jatropha are associated to the increase of the less stable portion of SOM and that the selective preservation is not the main mechanism responsible for C accumulation in soils under Jatropha cultivation. The N2O emission factors ranged from 0.21 to 0.46% for the doses up to 150 kg ha-1. Considering the average N fertilization rates applied annually in comercial Jatropha cultivation (75 kg ha-1 yr-1), the crop is responsible for the emission of 0.0362 Mg ha-1 yr-1 of C-eq. Moreover, the annual balance between soil C storage and GHG emission indicated that Jatropha cultivation for 7 years is able to contribute to the carbon sequestration accounting for 0.6 Mg ha- 1 yr-1 of C-eq stored in the soil. This study is pioneer in Brazil and the results generated in this research are basis for life cycle analysis of the Jatropha as a feedstock for biodiesel production in Brazil.

O cultivo de pinhão manso é indicado como uma opção multi-propósito já que além de ser utilizado como matéria-prima para produção de biodiesel, reduzindo as emissões de gases do efeito estufa (GEE) quando este biocombustível é utilizado em substituição aos combustíveis fósseis, também pode estocar C no solo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de sequestro de C no solo em cultivos de pinhão manso, bem como as alterações na qualidade da matéria orgânica do solo (MOS). Para tanto, foram quantificados os estoques de C e N do solo e os fluxos de GEE em cultivos de pinhão manso. O cálculo das taxas de sequestro de C no solo foi efetuado pela diferença entre o acúmulo de C no solo e as emissões de GEE, expressos em C equivalente (C-eq). A qualidade da MOS foi avaliada por meio da análise isotópica, fracionamento físico, índice de manejo do C (IMC), grau de humificação (HFIL) e teores de C e N na biomassa microbiana. A conversão da vegetação nativa em agroecossistemas alterou a quantidade e composição da MOS nos biomas Cerrado, Mata Atlântica e Caatinga, especialmente nas camadas superficiais. O cultivo de pinhão manso manteve os teores e estoques de C e N do solo, independentemente do uso da terra anterior (pastagem, milho ou vegetação nativa), com tendência de aumento em função do tempo de cultivo da cultura. Adicionalmente, a análise isotópica do C e N demostrou que a partir de dois anos de cultivo do pinhão manso há mudanças na composição da MOS. As contribuições do C derivado dos resíduos vegetais do pinhão manso para o C total do solo atingiram 11,5% após 7 anos de cultivo, na camada 0-30 cm. O cultivo de pinhão manso aumentou os teores de C nas frações da MOS, o IMC e os teores de C e N da biomassa microbiana em função do tempo de implantação da cultura, o que evidencia o potencial de melhoria da qualidade da MOS desse sistema a longo prazo. O HFIL foi menor nas áreas de pinhão manso em relação à vegetação nativa, indicando que os incrementos nos teores de C nessas áreas estão associados ao aumento da matéria orgânica menos estável e que a preservação seletiva não é o principal mecanismo de acumulação de C em solos sob pinhão manso. Os fatores de emissão de N2O variaram de 0,21 a 0,46% para doses inferiores à 150 kg ha-1, sendo emitidos 0,0362 Mg ha-1 ano-1 de C-eq quando aplicada a dose média usual no cultivo de pinhão manso (75 kg ha-1 ano-1). O balanço anual entre o acúmulo de C no solo e a emissão dos GEE mostrou que o cultivo de pinhão manso por 7 anos produz saldo positivo, que significou um sequestro de 0,6 Mg ha-1 ano-1 em C-eq. O presente estudo é pioneiro no Brasil e os resultados gerados nesta pesquisa são base para a análise de ciclo de vida do pinhão manso como matéria prima para a produção de biodiesel. / Jatropha cultivation is pointed as a multipurpose option whether is used for biodiesel production reducing greenhouse gases (GHG) emissions when replaces the need for fossil fuels, and also for storing C in the soil. The overall objective of this work was to evaluate the C sequestration potential of soil cultivated with Jatropha, as well as the variations in soil organic matter (SOM) quality. Therefore, C and N stocks were determined and GHG fluxes were measured in Jatropha cultivation. The difference between results from soil C storage and GHG emissions were used to calculate the C sequestration rates, defined as the C-equivalent (C-eq). SOM quality was assessed by isotopic analysis, physical fractioning, C management index (CMI), humufication degree (HFIL) and microbial C and N content. Land use change from native vegetation to agroecosystems altered the amount and composition of soil organic matter located in biomes of Cerrado, Atlantic Forest and Caatinga, especially within the surface layers. Jatropha cultivation preserved soil N and C stocks and contents, regardless of previous land use management (pasture, maize or native vegetation), proning to increase with cultivation time. Additionally, the isotopic analysis of C and N showed changes in SOM after two years with Jatropha cultivation. After 7 years of cultivation, the contribution of carbon derived from Jatropha residues to the total amount of the element stored within the 0-30 cm layer of soil reached 11.5%. The Jatropha cultivation increased the C contents in SOM, the CMI and microbial C and N contents along with cultivation time, which highlights the potential of Jatropha cultivation to improve SOM quality in the long term. HFIL of the areas with Jatropha cultivation showed lower values compared to the native vegetation. This indicates the increments of C contents for the areas planted with Jatropha are associated to the increase of the less stable portion of SOM and that the selective preservation is not the main mechanism responsible for C accumulation in soils under Jatropha cultivation. The N2O emission factors ranged from 0.21 to 0.46% for the doses up to 150 kg ha-1. Considering the average N fertilization rates applied annually in comercial Jatropha cultivation (75 kg ha-1 yr-1), the crop is responsible for the emission of 0.0362 Mg ha-1 yr-1 of C-eq. Moreover, the annual balance between soil C storage and GHG emission indicated that Jatropha cultivation for 7 years is able to contribute to the carbon sequestration accounting for 0.6 Mg ha- 1 yr-1 of C-eq stored in the soil. This study is pioneer in Brazil and the results generated in this research are basis for life cycle analysis of the Jatropha as a feedstock for biodiesel production in Brazil.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The swine manure is a major source of nitrogen (N) to crops, although its inappropriate use can lead to N losses which in return pollute environment and reduces its value as organic fertilizer. The sustainability of pig farming depends on strategies that could improve crops N utilization from pig slurry and mitigate harmful environmental impact caused by its use. The objective of this study was to evaluate the effect of full and split pig slurry (PS) application in no-till corn and wheat, with and without nitrification inhibitor (NI), on: N accumulation, productivity, and nitrous oxide (N2O) emissions. The study was conducted from November 2010 to November 2011 on a typic Hapludalf. The treatments used in corn and wheat were: 1) control; 2) PS full (pre-planting); 3) PS split (1/3 at pre-planting and 2/3 sidedressing); 4) PS full + NI; 5) PS split + IN; 6) mineral NPK. Agrotain Plus was used as NI as it contains 81 % of dicyandiamide (DCD). It was used at a rate of 7 kg ha-1. The use of PS increased N accumulation and yield of maize/wheat crops and were at par with NPK mineral fertilizer. However, N2O emission was increased with PS and NPK application. Split application of PS and NI did not affected N accumulation and yield of maize and wheat crops however splitting of PS reduced N2O emissions from wheat crop. The use of NI reduced N2O soil emissions in both crops and in the two methods of PS application. On an average, N2O emission was reduced by 15.5% and 45.0 % in maize and wheat, respectively. From the results it was apparent that, the strategy of combining NI with PS could reduce environmental implications associated with the sole use of PS. / Os dejetos de suínos constituem uma importante fonte de nitrogênio (N) às culturas, embora o seu uso inadequado possa acarretar em perdas de N que poluem o ambiente e reduzem o poder fertilizante dos dejetos. A sustentabilidade da suinocultura depende de estratégias que melhorem o aproveitamento do N dos dejetos líquidos de suínos pelas culturas e que possam mitigar o impacto ambiental negativo provocado pelo seu uso agrícola. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da forma de aplicação dos dejetos líquidos de suínos (Dls) e do uso de inibidor de nitrificação (IN) sobre o acúmulo de N, a produtividade e as emissões de óxido nitroso (N2O) no cultivo do milho e do trigo em plantio direto. A pesquisa foi conduzida de novembro de 2010 a novembro de 2011 em um Argissolo Vermelho Alumínico úmbrico. Os tratamentos aplicados no milho e no trigo foram: 1) testemunha; 2) Dls em dose única (pré-semeadura); 3) Dls em dose parcelada (1/3 pré-semeadura e 2/3 cobertura); 4) Dls em dose única + IN; 5) Dls em dose parcelada + IN e 6) N-uréia + PK. O produto Agrotain Plus , que contém em sua formulação 81 % do inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD), foi misturado aos dejetos na dose de 7 kg ha-1. A aplicação dos dejetos aumentou o acúmulo de N e a produtividade do milho e do trigo, apresentando resultados similares à uréia. Todavia, as emissões de N2O aumentaram com a aplicação dos dejetos de suínos e da uréia. O parcelamento da dose de Dls e o uso do inibidor de nitrificação não afetaram o acúmulo de N e a produtividade do milho e do trigo, mas o parcelamento da dose de dejetos mostrou-se eficiente na redução das emissões de N2O no trigo. O inibidor de nitrificação reduziu os fluxos de N2O no milho e no trigo, nas duas modalidades de aplicação dos dejetos. Em média, o uso do inibidor de nitrificação reduziu as emissões de N2O em 15,5 % no milho e 45,0 % no trigo. Os resultados deste trabalho mostram que a estratégia de adicionar a dicianodiamida (DCD) no momento da aplicação dos dejetos de suínos no campo pode reduzir o impacto ambiental negativo provocado pelo uso agrícola dos dejetos.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / While promoting increased farm production, applications of pig slurry (PS), in notillage systems (NT), may represent an important source of environmental contamination. Therefore, the pursuit of technological strategies to minimize this potential polluter of DLS is one of the main current challenges in pig farming. Given this context, the aim of this study was to evaluate how the subsurface injection of PS in NT and the use of the nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) affects emissions of nitrous oxide (N2O), N losses by ammonia (NH3) volatilization and nitrogen (N) supply to corn. The study was conducted at the Federal University of Santa Maria during the growing seasons of corn in 2011/12 and 2012/13. Two experiments were conducted, one in a Typic Paleudult (Site I) and another in a Typic Paleudult (Site II). In both sites, we used the experimental design of randomized blocks with four replications of the following treatments: Pig slurry surface (PSs), PSs + DCD, pig slurry injected into the subsurface (PSi), PSi + DCD, control without fertilizers or DCD (Control) and mineral fertilization (urea). The injection of PS reduced NH3 emissions by 70%, but increased N2O-N from 2.628 to 6.198 g N2O N ha-1, compared to surface application. The addition of DCD to PS, at the time of its application to the soil, reduced N2O emissions by 28% when the PS were applied on the soil surface and 66% when injected, but did not influenced the emissions of NH3. The emission factor (EF) of N2O was higher when the PS were injected (3.6%) than when applied to the surface of the soil (1.3%), whereas the DCD reduced such EF to 0.9% and 0.8%, respectively. The injection of PS in the soil increased N use efficiency and the yield of corn grains compared to surface application, while the DCD did not affect these two attributes. When N2O emissions from each treatment were related to corn yield, the best results from an environmental point of view were obtained when the injection of PS was associated with the use of DCD. From these results it is concluded that the injection of PS in the soil under NT associated with DCD, is a promising alternative compared to current technology for the application of PS on the soil surface and without DCD. However, this strategy can only be recommended and widespread safely to producers if their agronomic and environmental benefits are followed by an economic analysis as well as an analysis of the environmental impact of the additional demand for energy and fuel to make the mechanical operation injection of PS in the soil. / Ao mesmo tempo em que promovem o incremento da produção agrícola, as aplicações de dejetos líquidos de suínos (DLS), em sistema plantio direto (SPD), podem representar uma importante fonte de contaminação ambiental. Por isso, a busca de estratégias tecnológicas para minimizar esse potencial poluidor dos DLS constitui um dos principais desafios atuais da suinocultura. Diante deste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar como a injeção subsuperficial de DLS em SPD e o uso do inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD) afetam as emissões de óxido nitroso (N2O), as perdas de N por volatilização de amônia (NH3) e o fornecimento de nitrogênio (N) ao milho. O estudo foi conduzido na Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), durante as safras agrícolas de milho de 2011/12 e 2012/13. Foram conduzidos dois experimentos, sendo um em Argissolo Vermelho Distrófico arênico e outro em Argissolo Vermelho Alumínico úmbrico. Em ambos os locais, utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições dos seguintes tratamentos: DLS aplicados na superfície do solo (DLSSup.), DLSSup.+DCD, DLS injetados em subsuperfície (DLSInj.), DLSInj.+DCD, testemunha e adubação mineral. A injeção dos DLS reduziu as emissões de NH3 em 70 %, mas aumentou as de N-N2O de 2.628 para 6.198 g N2O N ha-1 , em comparação à aplicação superficial. A adição da DCD aos DLS, no momento da sua aplicação ao solo, reduziu as emissões de N2O em 28 % quando os DLS foram aplicados na superfície do solo e em 66 % quando injetados, mas não influenciou as emissões de NH3. O fator de emissão (FE) de N2O foi mais elevado quando os DLS foram injetados (3,6 %) do que quando aplicados na superfície do solo (1,3 %), sendo que a DCD reduziu tais FE para 0,9 % e 0,8 %, respectivamente. A injeção dos DLS no solo aumentou a eficiência de uso do N e a produtividade de grãos de milho em comparação à aplicação superficial, enquanto que a DCD não afetou estes dois atributos. Quando as emissões de N2O de cada tratamento foram relacionadas à produtividade do milho, os melhores resultados do ponto de vista ambiental foram obtidos quando a injeção dos DLS foi associada ao uso da DCD. A partir desses resultados conclui-se que a injeção dos DLS no solo em SPD, associada à DCD, constitui uma alternativa promissora, em relação à tecnologia atual de aplicação dos DLS na superfície do solo e sem DCD. Contudo essa estratégia somente poderá ser recomendada e difundida com segurança aos produtores se os seus benefícios agronômicos e ambientais, forem seguidos de uma análise econômica e também de uma análise de impacto ambiental decorrente da demanda adicional de energia e combustível para poder realizar a operação mecânica de injeção dos DLS no solo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The managedment of the pig manure, in the slurry or solid form (deep bedding), and how it is applied to the soil, in the surface or incorporated, must affect the dynamics of the C and the N in the soil. The objectives of this work were: 1) to evaluate the dynamics of the C and the N in soil and to evaluate the N supply to maize which were applied pig manure in the slurry and solid form, in no-tillage and minimum tillage system; and 2) to use the STICS model (BRISSON et al., 1998) to simulate the dynamics of N and water in the soil-plant system with the use of pig slurry in maize under no-tillage system. To reach the first objective, three experiments were realized. Two of them in the field conditions, during the period of 2002/03 in the Experimental Area of the UFSM/RS Soil Department in a typic Hapludult and one of them in laboratory conditions. The treatments consisted in the application or no application of pig manure in the slurry and solid form (deep bedding) on the crop oats residues with and without incorporation to the soil in the maize. Aiming to reach the second objective, a data set generated in the Experimental Area of the UFSM Soil Department during the period of 1998 to 2002, involving the N dynamics in the soil-plant system, with the use of pig slurry in notillage system was used. The gotten results had indicated that the N losses by NH3 volatilization were higher with the application of pig slurry than with the application of solid manure and that these losses decrease with the incorporation of the manure to the soil. The amounts of mineral N in the soil layer of 0-90 cm did not differ between the treatments with and without incorporation of the manure in spite of the lost N amount by volatilization has been higher in the treatment without incorporation. The incorporation of the manure to the soil did not increase the straw C decomposition and nor the N immobilization. The presence of the oats straw stimulated the immobilization of the ammoniacal N applied with the pig slurry. The solid manure presented low nitrogenous fertilizing otential to the maize when compared to the pig slurry in terms of the low mineralization rate of the organic N, present in the deep bedding. The N-N2O emission increased with the application of the pig slurry on the oats straw in relation to the system with straw and without pig slurry. The pig slurry ammoniacal 15N recovery by the maize in physiological maturation stage was only 14.9%. In the same period, only 49.2% of the ammoniacal 15N applied with the slurry pig slurry were recuperated in the soil and the plant (aerial part + roots), indicating that more than a half of the ammoniacal N applied with the pig slurry was lost through the volatilization, lixiviation and denitrification processes. The STICS model underestimates the amount of N lost by ammonia volatilization after the pig slurry application. The use of a factor in STICS to express the N losses by ammonia volatilization provided an improvement in the simulations of the N dynamics in the soil. The water dynamics in the soil layer of 0 - 60 cm was simulated by STICS with an error lower than 13.5%. These work results showed that the STICS reparametred model presents potential to be used in subtropical weather conditions in the simulation of the N and water dynamics in no-tillage system with the use of pig manure. / A forma como os dejetos de suínos são manejados, se na forma líquida ou sólida (cama sobreposta), e o modo de aplicação dos mesmos no solo, se na superfície ou incorporados, devem afetar a dinâmica do C e do N no solo. Os objetivos deste trabalho foram: 1) avaliar a dinâmica do C e do N no solo e o fornecimento de N ao milho com uso de dejetos de suínos na forma líquida e sólida, em sistema plantio direto e preparo reduzido do solo; e 2) utilizar o modelo STICS (BRISSON et al., 1998) para simular a dinâmica do N e da água no sistema solo-planta com o uso de dejetos líquidos de suínos em sistema plantio direto de milho. Para atingir o primeiro objetivo, foram realizados três experimentos, sendo dois em condições de campo, no período de 2002/03 na área Experimental do Departamento de Solos da UFSM/RS, em solo Argissolo Vermelho distrófico arênico, e um em condições de laboratório. Os tratamentos consistiram da aplicação ou não de dejetos de suínos na forma líquida e sólida (cama sobreposta), sobre os resíduos culturais de aveia com e sem incorporação ao solo, na cultura do milho. Com vistas ao alcance do segundo objetivo, foi utilizado um conjunto de dados gerados na área Experimental do Departamento de Solos da UFSM no período de 1998 a 2002 envolvendo a dinâmica do N no sistema solo-planta com o uso de dejetos líquidos de suínos em sistema plantio direto. Os resultados obtidos indicaram que as perdas de N por volatilização de NH3 foram maiores com a aplicação de dejetos líquidos de suínos do que com a aplicação de dejetos sólidos e que essas perdas diminuíram com a incorporação dos dejetos ao solo. As quantidades de N mineral na camada de 0-90 cm do solo não diferiram entre os tratamentos com e sem incorporação dos dejetos apesar da quantidade de N perdida por volatilização ter sido maior no tratamento sem incorporação. A incorporação dos dejetos ao solo não aumentou a decomposição do C da palha e nem a imobilização de N. A presença da palha de aveia estimulou a imobilização do N amoniacal aplicado com os dejetos de suínos. Os dejetos sólidos apresentaram baixo potencial fertilizante nitrogenado ao milho, comparado aos dejetos líquidos, em função da baixa taxa de mineralização do N orgânico presente na cama sobreposta. A emissão de N-N2O aumentou com a aplicação dos dejetos líquidos sobre a palha de aveia em relação ao sistema com palha e sem dejetos. A recuperação do 15N amonical dos dejetos líquidos pelo milho no estádio de maturação fisiológica foi de apenas 14,9%. Nesse mesmo período, apenas 49,2% do 15N amoniacal aplicado com os dejetos líquidos de suínos foram recuperados no solo e na planta (parte aérea + raízes), indicando que mais da metade do N amoniacal aplicado com os dejetos foi perdido através dos processos de volatilização, lixiviação e desnitrificação. O modelo STICS subestimou a quantidade de N perdida por volatilização de amônia, após a aplicação dos dejetos de suínos. O uso de um fator em STICS para expressar a perdas de N por volatilização de amônia proporcionou uma melhora nas simulações da dinâmica do N no solo. A dinâmica da água na camada 0 60 cm do solo foi simulada por STICS com um erro inferior a 13,5%. Os resultados desse estudo evidenciaram que o modelo STICS reparametrado apresenta potencial para ser utilizado em condições de clima subtropical na simulação da dinâmica do N e da água em sistema plantio direto com o uso de dejetos de suínos.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Adriana R da Costa.pdf: 1069791 bytes, checksum: 743805ac385dad30c9c493e611823930 (MD5) Previous issue date: 2011-02-24 / The loss of nitrogen from the soil-plant system has economic and environmental repercussions, especially when nitrous oxide is emitted to the atmosphere. The aim of this study was to evaluate the emission of nitrous oxide (N2O) in the production system of irrigated commom beans under no-tillage, with brachiaria grass as cover plant (green manure), as affected by the application of different N sources. The experiment was conducted at Embrapa Rice and Beans, in a clayey Haplic Ferralsol. Six areas planted with common beans in no-till system, with sprinkler irrigation, center pivot, were evaluated in the fall/winter period of 2009. In each area (150 m2) a different source on N (treatments) was applied. The total area of the study was 1000 m2. The treatments were: no N (control), urea, ammonium sulfate (A.S.), urea + urease inhibitor (Ur.+Inhi.), urea combined with charcoal (Ur.+Car.), biological fixation nitrogen (B.F.N.), Cerrado (Cer). One hundred kg of N ha-1 was applied in all areas: 20% at sowing together with the seed at the same depth and 80% as top dressing, 25 days after planting. Periods, whose N2O fluxes were more important, were selected for more detailed study, including soil biological variables. The N2O concentration was determined by gas chromatography. Concurrently, soil moisture, temperature, water filled pore space (WFPS), pH and parameters related to the microbial biomass were also measured. The variables that influence soil N2O fluxes during the growing cycle of the bean are: the levels of nitrate in the soil, pH, moisture and WFPS, indicating conditions that favor the denitrification process. The highest emissions of N2O, occur in the following treatments: urea with urease inhibitor, biological nitrogen fixation and urea associated with charcoal, 70%, 36% and 32% higher then that observed in the control, respectively. The emission factors observed in this study are below the lowest levels suggested by IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). After fertilization at sowing, the variables that control the emission of N2O are basal respiration, microbial biomass carbon (MBC), microbial biomass nitrogen (MBN), total organic carbon (TOC), soil moisture and WFPS. The charcoal combined with urea provides better conditions for microorganisms, increasing MBC and microbial quocient. After topdressing N2O fluxes are lower than at sowing, possibly due to higher N losses through volatilization or increased demand for N by the plant and consequent higher N uptake by plants. The ammonium sulfate source shows the highest N2O fluxes in this period. The variables that control N2O emission in this period are: MBN, pH, moisture and WFPS. During the senescence of the bean plants urea combined with urease inhibitor and biological fixation nitrogen are the treatments that most emitt N2O. The variables that controll the fluxes are soil temperature and TOC. / A perda de nitrogênio no sistema solo-planta tem repercussões econômicas e ambientais, especialmente quando óxidos de nitrogênio são emitidos para a atmosfera. O objetivo deste estudo foi avaliar a emissão de óxido nitrosos (N2O) em sistema de produção de feijoeiro comum irrigado em sistema plantio direto, sobre palhada de braquiária, com aplicação de diferentes fontes de nitrogênio (N), bem como as variáveis ambientais e do solo que condicionam esta emissão. O experimento foi conduzido na Embrapa Arroz e Feijão, num Latossolo Vermelho distrófico argiloso. Foram avaliadas seis áreas de cultivo de feijoeiro comum, em sistema plantio direto, sobre palhada de braquiária, irrigado por aspersão via pivô central, no outono/inverno de 2009. A área de cada tratamento foi de 150 m2. A área total do estudo foi de 1000 m2. Os tratamentos foram: Sem N (testemunha); Uréia; Sulfato de amônio (S.A.); Uréia tratada com inibidor de urease (Ur.+ Inib.); Uréia combinada com carvão vegetal (Ur.+Car.); Fixação biológica de nitrogênio (F.B.N.); Cerradão (Cer) como referência. Foram aplicados 100 kg ha-1 de N: 20% na linha de semeadura e 80% em cobertura, a lanço, 25 dias após plantio. Selecionaram-se períodos, cujos fluxos de N2O apresentaram maior relevância, para que fosse realizado um estudo mais detalhado, incluindo variáveis biológicas do solo. A concentração de N2O foi determinada por cromatografia gasosa. Concomitantemente, realizou-se amostragem de solo para verificação da temperatura, espaço poroso saturado por água (EPSA), pH e parâmetros referentes a biomassa microbiana. As variáveis de solo que mais influenciam os fluxos de N2O, durante o ciclo do feijoeiro, são os teores de nitrato no solo, pH e EPSA, cujas condições favorecem o processo de desnitrificação, no sistema de produção irrigada em plantio direto. As maiores emissões totais de N2O, ocorrem nos seguintes tratamentos: uréia com inibidor de urease, fixação biológica de nitrogênio e uréia associada ao carvão vegetal, sendo 70%, 36% e 32% maior que o observado na testemunha, respectivamente. Os fatores de emissão observados neste estudo estão abaixo dos menores níveis sugeridos pelo IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Após adubação no sulco, as variáveis que controlam a emissão de N2O são respiração basal, carbono da biomassa microbiana (CBM), nitrogênio da biomassa microbiana (NBM), carbono orgânico total (COT) e EPSA. O carvão vegetal combinado com uréia proporciona melhores condições aos microrganismos, elevando índices como o CBM e o quociente microbiano. Após a adubação de cobertura os fluxos de N2O são menores que na semeadura, talvez devido a maiores perdas de N por volatilização e maior demanda pela planta por N, sendo o sulfato de amônio a fonte que mais emitiu N2O. As variáveis que controlam a emissão de N2O neste período são o NBM, o pH do solo e o EPSA. No período de senescência do feijoeiro as fontes uréia combinada com inibidor de urease e a fixação biológica de nitrogênio são as que mais emitem N2O, sendo as variáveis que controlam este período de emissão, a temperatura do solo e o COT.