Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daiani Cruz Hartman.pdf: 1884563 bytes, checksum: e16a5b42a86658f86cfd68e490069ec0 (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The soil organic matter (SOM) perform an important role in the agriculture sustainability, and depending of the management system used, the soil can behave as a source or drainage of carbon (C) to the atmosphere. The objective of this study was to comprehend the impact of the use of phosphorous (P) sources in the soil organic carbon (SOC) pools and in the soil aggregation, managed in the crop-livestock integration system (CLIS), in no-till, adopting as a reference the native vegetation. The experiment design was completely randomized blocks in factorial 2x3, with four replicates. The experiment was established in April 2009 with five treatments: (i) control: without P application; (ii) TSP60: application of 60 kg ha-1 in the form of triple superphosphate (TSP); (iii) TSP120: application of 120 kg ha-1 of P in the form of TSP; (iv) MTP60: application of 60 kg ha-1 of P in the form of magnesium thermophosphate (MTP); (v) MTP120: application of 120 kg ha-1 of P in the form of MTP. In addition, we used as a reference a nearby native vegetation area. The soil was sampled in march 2013, at the depths of 0-5, 5-10, 10-20 cm for aggregate analysis and 0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 and 8-100 cm for total organic carbon (TOC) analysis, total and labile polysaccharides (PT and PL), hot water extractable organic carbon (HWEOC), permanganate oxidizable organic carbon (POXC), pyrophosphate oxidizable organic carbon (PIOC), recalcitrant carbon (Crec), particulate organic carbon (POC) and mineral associated organic carbon (MAOC). The treatments with TSP promoted higher stocks in all the SOC labile pools at 0-100 layer. The treatment with TSP presented higher POC, HWEOC and POXC stocks, which was 22.65 and 22.53; 21.99 and 22.49; 4.98 and 4.85 Mg ha-1, respectively, for TSP60 and TSP120, respectively at 0-100 cm layer. The extra-large macroaggregate class (8-19 mm) at the depth of 0-20 cm presented the highest TOC stocks regarding the other aggregate classes and the TSP at the rate of 60 kg ha-1 promoted the highest TOC stock. The C sequestration rate estimated by the unicompartimental model of C balance was 10 times higher in the 8-19 aggregate class at the depth of 0-20 regarding the 0.053-0.25 mm aggregate class. The C sequestration rate for the treatments control, TSP60, TSP120 MTP60 and MTP120 were 0.82, 1.06, 1.14, 1.09 and 1.06 Mg ha-1, respectively. The minimum amount of crop residue necessary to maintain the carbon balance for the treatments control, TSP60, TSP120 MTP60 and MTP120 respectively were from 6.98, 8.17, 7.93, 7.98 and 8.0 Mg ha-1 to 0.32, 0.23, 0.27, 0.20 and 0.22 Mg ha-1, in the 2-19 and 0.25-0.053 classes, respectively. The phosphate fertilization with soluble source in no-till in CLIS in short-term promoted higher benefits to soil structure and higher C stock in the SOC pools and in the aggregates, than the partial soluble source, indicating higher potential in reverting the soil degradation process. / A matéria orgânica do solo (MOS) desempenha um papel importante, na sustentabilidade agrícola e dependendo do manejo adotado o solo pode atuar como fonte ou dreno de Carbono (C) para a atmosfera. O objetivo deste trabalho foi compreender o impacto do uso de fontes de fósforo, nos compartimentos de Carbono orgânico e na agregação do solo, manejado no sistema integrado de produção agropecuária (SIPA), em plantio direto (PD), tendo como referência a vegetação nativa (VN). O experimento foi realizado em um Cambissolo Háplico argiloso no município de Castro, PR. O delineamento experimental foi o de blocos aleatorizados, em arranjo fatorial (2X3), com quatro repetições. O experimento foi implantado em abril de 2009 e constitui-se de 5 tratamentos: (i) Controle – sem aplicação de P; (ii) SFT60 - aplicação de 60 kg ha-1 de P2O5 na forma de superfosfato triplo (SFT); (iii) SFT120 – aplicação de120 kg ha-1 de P2O5 na forma de SFT; (iv) TFM60 - aplicação de 60 kg ha-1 de P2O5 na forma de termofosfato magnesiano (TFM); (v) TFM120 –aplicação de 120 kg ha-1 de P2O5 na forma de TFM, também, foi adicionado como tratamento o solo sob VN adjacente ao experimento, caracterizando a referência. O solo foi coletado em março de 2013, nas profundidades 0-5, 5-10, 10-20 cm para análise de agregados e 0-5, 5-10, -10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm para análise de C orgânico total (COT), C organico particulado (COP) e C associado aos minerais, C extraído por água quente (CAQ), C oxidado por permanganato de potássio (COXP), C extraído por pirofosfato de sódio (CPIR), polissacarídeos totais e lábeis (PT e PL respectivamente), e C recalcitrante (Crec), compreendendo os compartimentos do C. Os tratamentos com SFT promoveram estoque superior nos compartimentos lábeis na camada de 0-100 cm. Os tratamentos com fonte SFT resultaram em maior estoque de COP, CAQ e COXP que foi de 22,65 e 22,53; 21,99 e 22,49; 4,98 e 4,85 Mg ha-1, respectivamente, para o SFT60 e SFT120, respectivamente na camada de 0-100 cm. A classe de macroagregado extra-grande (8-19 mm) na camada de 0-20 cm constituiu-se no maior estoque de COT em relação as demais classes de agregados e o tratamento com SFT na dose de 60 kg ha-1 promoveu o maior estoque de COT. A taxa de sequestro de C estimada pelo modelo unicompartimental de balanço de C foi de quase 10 vezes superior na classe de macroagregados (8-19 mm) na camada de 0-20 cm em relação a classe de microagregados (0,053- 0,25 mm). A taxa de de sequestro de C para os tratamentos Controle, SFT60, SFT120 TFM60 e TFM120 foi de 0,82, 1,06, 1,14, 1,09 e 1,06 Mg ha-1ano-1, respectivamente. A quantidade mínima de resíduos culturais na forma de palhada para manter o balanço de C em equilíbrio estável para os tratamentos Controle, SFT60, SFT120, TFM60 e TFM120 foi de 6,98, 8,17, 7,93, 7,98 e 8,03 Mg ha-1 e 0,32, 0,23, 0,27, 0,20 e 0,22 Mg ha-1, respectivamente, nas classes 2-19 e 0,25-0,053 mm, respectivamente, A adubação fosfatada com fonte solúvel em PD em experimento sob SIPA de curto prazo, promoveu maiores benefícios à estruturação do solo e maior estoque de C nos compartimentos de C e nos agregados, do que a fonte parcialmente solúvel, indicando maior potencial em reverter o processo de degradação da qualidade do solo.

The liquid carbon accounting balance in the soil is important to identify agricultural practices that contribute to mitigation of global climate change. In this sense, research must be conducted to improve the accuracy of estimates of emission rates and C sequestration in field experiments to quantify the actual capacity of the soil to accumulate C and how much can be reissued to the atmosphere as CO2 by changes in soil management. This work is divided into two chapters, aims to investigate the relationship between tillage systems and types of wastes in emissions of C-CO2 and C sequestration potential. The study was conducted in plots making up the experiment "Influence of tillage and crop rotation on yield and profitability of crops", installed in 1985, located in the current Central Cooperative Gaucha LTDA Technology (CCGL-tec) former Foundation Experimentation and Research Center Fecotrigo (FUNDACEP), in Cruz Alta - RS. The first study evaluated the flow of C-CO2 for 125 days from November 2013 to March 2015, using dynamic closed flow chamber with infrared analyzer (LI-8100), combining tillage and conventional tillage (PC) reduced tillage (PR) and no tillage (NT) with different types of land cover. In the second combined if the cumulative flows of C-CO2 that period with the decomposition of crop residues of oat (Avena strigosa Schreber), common vetch (Vicia sativa (L.) Walp.) and the consortium of the same. The results indicated that in clayey Oxisol, in the absence of plant residues, the breakdown of households by tillage in PR and PC had limited increase in outflows of C-CO2. Soil moisture was the variable that best explains the variations of C-CO2 efflux for PR and NT cropping systems. The decay of outflows until reaching the lower phase and stable efflux differ among tillage systems, persisting in the PC until the end of the first month in PR until about 20 days after preparation and NT up to 7 days after sowing. Of the C-CO2 emissions from waste, the first 10 days after soil management were responsible for issuing the largest amount, especially in the PC ER waste with 445.0 kg ha-1 (19.4%) in PR AV+ER waste with 889.9 kg ha-1 (29.6%) and NT the ER waste with 384.9 kg ha-1 (24.5%). The type of coverage has an effect on the flow of C-CO2, with an increase of them as decreased the C/N waste to the PC and PR. In NT the portion with waste ER smaller C/N, was not significantly different PC and PR higher C/N, being less sensitive to variations of the C/N ratios. The time in which the soil acts as a sink for C-CO2 PC was 43, 40 and 10 days for waste AV, AV+ER and ER, respectively, from these periods the soil began to act as a source of C-CO2 into the atmosphere. In NT the influx of C-CO2 into the AV persisted until the end of the experiment, AV+ER and ER to the first 86 and 44 days respectively. Independent crop residue NT partial balance of C-CO2 in the soil was positive, with greater influx to the waste of AV, intermediate for the AV+ER consortium and less to the ER, with C the conversion rates of 24.8, 13.9 and 11.4% for waste AV, AV+ER and ER, respectively. In PC soil acts as C drain only when submitted to management with AV C with the conversion rate of 16.4%, in other managements soil served as a source of C-CO2 into the atmosphere with 103.7 and efflux 105.5% relative to the total C added to the residue consortium AV+ER and ER, respectively. / A contabilidade liquida do balanço de carbono no solo, tem como relevância a identificação de práticas agrícolas que contribuam para mitigação das mudanças climáticas globais. Neste sentido, pesquisas devem ser conduzidas visando melhorar a precisão das estimativas das taxas de emissão e sequestro de C em experimentos de campo, para quantificar a capacidade real do solo em acumular C e o quanto poderá ser reemitido para atmosfera na forma de CO2 por mudanças no manejo do solo. Este trabalho, dividido em dois capítulos, tem por objetivo investigar as relações entre sistemas de preparo e tipos de resíduos vegetais nas emissões de C-CO2 e no potencial de sequestro de C. O trabalho foi desenvolvido em parcelas que constituem o experimento "Influência do preparo do solo e da rotação de culturas sobre o rendimento e a rentabilidade das culturas", instalado em 1985, situado na atual Cooperativa Central Gaucha LTDA, Tecnologia (CCGL-tec), antiga Fundação Centro de Experimentação e Pesquisa Fecotrigo (FUNDACEP), no município de Cruz Alta RS. O primeiro estudo avaliou o efluxo de C-CO2 durante 125 dias no período de novembro de 2013 a março de 2015, utilizando câmara de fluxo fechado dinâmica com analisador infravermelho (LI-8100), combinando sistemas de preparo, plantio convencional (PC), preparo reduzido (PR) e plantio direto (PD) com diferentes tipos de cobertura do solo. No segundo combinaram-se os efluxos acumulados de C-CO2 desse período com a dinâmica de decomposição de resíduos culturais de aveia preta (Avena strigosa Schreber), ervilhaca comum (Vicia sativa (L.) Walp.) e o consórcio das mesmas. Os resultados indicaram que em Latossolo argiloso, na ausência de resíduos vegetais, a ruptura dos agregados pelo preparo do solo em PR e PC teve limitado incremento nos efluxos de C-CO2. A umidade do solo foi a variável que melhor explicou as variações do efluxo de C-CO2 para os sistemas de cultivo PR e PD. O decaimento dos efluxos até alcançar a fase de menor e estável efluxo diferiu entre os sistemas de preparo, persistindo no PC até o final do primeiro mês, em PR até cerca de 20 dias após o preparo e em PD até 7 dias após a semeadura. Do total de C-CO2 emitido pelos resíduos, os primeiros 10 dias após o manejo do solo foram responsáveis por emitir a maior quantidade, destacando-se em PC os resíduos de ER com 445,0 kg ha-1 (19,4%), em PR os resíduos de AV+ER com 889,9 kg ha-1 (29,6%) e em PD os resíduos de ER com 384,9 kg ha-1 (24,5%). O tipo de cobertura exerceu influência sobre o efluxo de C-CO2, com aumento dos mesmos à medida que decresceu a relação C/N dos resíduos para o PC e PR. Em PD a parcela com resíduos de ER de menor relação C/N, não diferiu estatisticamente do PC e PR de maior relação C/N, mostrando-se menos sensível as variações das relações C/N. O tempo em que o solo atuou como dreno de C-CO2 em PC foi de 43, 40 e 10 dias, para os resíduos de AV, AV+ER e ER, respectivamente, a partir desses períodos o solo passou a atuar como fonte de C-CO2 para a atmosfera. Em PD o influxo de C-CO2 para a AV persistiu até o final do experimento, para AV+ER e ER até os primeiros 86 e 44 dias respectivamente. Em PD independente do resíduo cultural o balanço parcial de C-CO2 no solo foi positivo, com maior influxo para os resíduos da AV, intermediário para o consorcio AV+ER e menor para a ER, com taxas de conversão do C de 24,8, 13,9 e 11,4% para os resíduos de AV, AV+ER e ER, respectivamente. Em PC o solo atuou como dreno de C somente quando submetido ao manejo com AV com taxa de conversão do C de 16,4%, nos demais manejos o solo atuou como fonte de C-CO2 para a atmosfera com efluxo de 103,7 e 105,5% em relação ao C total adicionado pelos resíduos para o consorcio AV+ER e ER, respectivamente.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 josiane.pdf: 937524 bytes, checksum: fac9597a15355333fedce082a07f433d (MD5) Previous issue date: 2006-05-17 / The objective of this study was to quantify the changes of the total carbon (C) and total nitrogen (N) stock, and the variation of the C pool’s in monthly soil samples, and the C balance and C sequestration rates provoked by the soil tillage systems. The soil samples were accomplished in a long term experiment implanted in 1988, in the experimental station of Fundação ABC located in Ponta Grossa city, Center-South area of the Paraná State. The soil tillage systems were comprised: a) Conventional Tillage (CT); b) Minimum Tillage (MT); c) No-tillage with chisel plow (NTCP) each three years; and d) No-tillage – Continuous (NTC). Soil samples for each treatments were obtained by digging 3 profiles of 20-cm x 50-cm (surface area) x 50-cm deep for each replicate, and collected from three depths (0,0- to 2.5- cm, 2.5- to 5-cm, 5- to 10-cm). In the samples collected in October of 2003, May of 2004 and November of 2004, the total organic carbon (TOC) and the total nitrogen in all of the depths was measured. The particle size fractionation was accomplished, separating the soil in fractions in the size of 2000 - 210 Wm, 210 - 53 Wm and <53 Wm. In all these fractions TOC was determined. The treatments had significant effects on TOC and TN contents and pools. The total C and N stock in NTC was superior to the other systems demonstrating larger maintenance of C in the soil. The larger concentration of C was observed in the 210 to 53 Wm particle size fraction in the NTC. In the 2000 - 210 Wm fraction of the 0,0-2,5 cm layer were observed larger changes in the C stock due to the management systems in the samples at all long year. The greatest change was accomplished to CT. In NTP, the stock of C was larger in all soil samples, indicating that the maintenance of the cultural residues in the associated surface protection of the aggregates allows larger accumulation of C. Although the C stock in the particle size fraction <53 Wm not to present significant differences among the management systems, and was observed the C migration of the coarse fractions (210-53 and 2000-210 Wm) to the recalcitrant particle size fraction, indicating a continuous C flow. The C balance model adjusted for the local conditions revealed that the oxidation rate acted by K2 is inferior to the simulations accomplished by other authors, demonstrating the importance of the local conditions. With this model, the minimum amount of crop residues to maintain NTC system in steady-state was 8,05 Mg ha-1 year-1 while in the PC treatment it won't be possible to reach the balance with the amount of crop residues placed in this long term experiment, being a deficient system. / RESUMO Este estudo teve por objetivo quantificar as alterações provocadas pela adoção de sistemas de manejo do solo sobre o estoque total de carbono (C) e nitrogênio (N), a variação do estoque do C nas épocas de coleta, o balanço de C e as taxas de seqüestro de C. As coletas do solo foram realizadas em um experimento de longa duração, implantado em 1988, na estação experimental da Fundação ABC em Ponta Grossa, Meso Região Centro-Oriental do Estado do Paraná. Os sistemas de manejo do solo foram avaliados: a) Preparo convencional (PC), Preparo mínimo (PM), plantio direto escarificado (PDE) e plantio direto permanente (PDP). As amostras foram coletadas em 12 épocas com intervalos mensais e nas profundidades de 0,0-2,5; 2,5-5,0 e 5,0-10 cm de profundidade. As amostras deformadas foram coletadas em mini-trincheiras nas camadas de 0,0-2,5 e 2,5-5,0 cm e na camada de 5,0- 10,0 cm com o auxílio do trado. Nas amostras coletadas em outubro de 2003, maio de 2004 e novembro de 2004 foi determinado o carbono orgânico total (COT) e o nitrogênio total (NT) em todas as profundidades amostradas. Nas amostras coletadas mensalmente foi realizado o fracionamento granulométrico da matéria orgânica, separando o solo em frações no tamanho 2000 – 210 Wm, 210 – 53 Wm e < 53 Wm. Em todas estas frações foi determinado o COT. O estoque total de C e N no PDP foi superior aos demais sistemas de manejo demonstrando maior manutenção do C no solo. O estoque de C nas frações granulométricas apresentaram diferenças significativas entre as camadas amostradas, observando-se maior concentração de C na fração 210 a 53 Wm do PDP. Na fração 2000 – 210 Wm da camada de 0,0-2,5 cm observaram-se maior alteração no estoque de C devido aos sistemas de manejo durante as épocas de coleta, sendo a maior amplitude de variação atribuída ao PC. No PDP, o estoque de C foi maior em todas as épocas de coleta indicando que a manutenção dos resíduos culturais na superfície associada à proteção dos agregados permite maior acúmulo de C. Embora o estoque de C na fração < 53 Wm não apresentar diferenças significativas entre os sistemas de manejo, observou-se uma migração do C das frações mais grosseiras (210-53 e 2000-210 Wm) para esta fração mais recalcitrante, indicando um fluxo contínuo de C. O modelo de balanço de C proposto por Henin e Dupuis (1945) e ajustado para as condições locais revelou que a taxa de oxidação representada pelo K2 é inferior às simulações realizadas por outros autores, demonstrando a importância das condições locais. Com este modelo, a quantidade mínima de resíduos culturais para manter sistema PDP em equilíbrio foi de 8,05 Mg ha-1 ano-1 enquanto no PC não será possível atingir o equilíbrio com a quantidade de resíduos culturais aportada, sendo um sistema deficitário.

L'adozione di (agro)ecosistemi sostenibili viene indicata come una efficace strategia in grado sequestrare carbonio (C) nel suolo, mitigando così il cambiamento climatico e migliorando la fertilità. Sebbene il potenziale di sequestro del C della non-lavorazione (NT) sia stato generalmente sovrastimato, esso risulta essere di 0,26 Mg ha-1 anno-1 superiore rispetto al regime arativo. Inoltre, il 76,6% di questo quota è localizzato in frazioni considerabili come relativamente stabili. Il NT aumenta lo sviluppo radicale delle colture erbacee (es. mais, soia, frumento) negli stati superficiali del suolo (0-5 cm). Le correlazioni tra i parametri di densità radicale e le proprietà fisiche del suolo mostrano come lo sviluppo radicale sia un fondamentale indicatore di qualità del suolo in NT. I residui delle cover crops influenzano le emissioni di protossido d’azoto (N2O) in NT: i residui di segale favoriscono l'immobilizzazione dell’azoto (N), aumentandone così l'efficienza d’utilizzo e diminuendo le emissioni, mentre i residui di veccia vellutata aumentano l’N2O come conseguenza della mineralizzazione dell’N. Le emissioni di N2O e la produttività dei prati stabili possono essere positivamente correlate, perché meccanismi diversi rispetto alla regolazione indotta dalla disponibilità di N possono controllare l'N2O: il C potrebbe essere un principale fattore di regolazione per nitrificazione e denitrificazione. / Adoption of sustainable (agro)ecosystems has been widely suggested to increase soil organic carbon (C) sequestration, to mitigate climate change and enhance soil fertility. Although its carbon sequestration potential has been generally overestimated, no-till (NT) results in an extra C sequestration of 0.26 ± 0.18 Mg ha-1 yr-1 as compared to conventional tillage and 76.6% of this extra C is located in C pools which could be considered relatively stable. NT increases root development of field crops (i.e. maize, soybean, winter wheat) in the top soil (0-5 cm), while does not in the deeper soil (5-60 cm). Positive correlations between root density and soil physical parameters shows how roots are main drivers of soil physical properties under NT. Cover crop residues may affect nitrous oxide (N2O) emissions under NT: rye residues enhances soil-nitrogen (N) immobilization, thus increasing N use efficiency and decreasing N2O, while hairy vetch residues as cover crop under NT increases N2O as a consequence of soil-N mineralization. N2O emissions and shoot productivity may be positive correlated in grasslands, because other mechanisms than plant-induced regulation of soil N pool may control N2O: C could be a major factor regulating nitrification and denitrification processes.