O estudo foi dividido em quatro partes. Na primeira parte analisou-se o impacto do clima na estocagem de carbono em solos de canaviais sem a queima da palhada. Foram escolhidos três regimes climáticos contrastantes do centro-sul do Brasil. O potencial de seqüestro de carbono orgânica no solo (COS) foi determinado, em cada regime climático, de acordo com a taxa anual de carbono remanescente no solo proveniente da palhada depositada. Para obter esta taxa, compararam-se os estoques de COS em canaviais com e sem queima da palhada. Esse ganho anual foi comparado com a entrada anual de carbono via palhada depositada. O ganho anual de COS (0-30 cm) em canaviais sem queima da palhada não resultou em diferenças significativas por clima: 1, 97 Mg ha-1 (clima norte), 2,00 Mg ha-1 (clima centro) e 1,70 Mg ha-1 (clima sul). Os regimes climáticos estudados também não revelaram diferenças significativas entre suas temperaturas e precipitações médias anuais. Porém, o aumento anual de COS um pouco menor no clima sul levou à conclusão que o potencial de seqüestro de carbono diminui ligeiramente em latitudes mais altas, devido à maior precipitação no centro-sul do Brasil. Na segunda parte avaliou-se o impacto da palhada sobre a estabilidade de agregados dos solos, que foi calculada pelo método de fracionamento proposto por Six et al. (2000a). A estabilidade de agregados no solo do canavial sem a queima da palhada aumentou, em média, 15,3% por ano na profundidade 0-30 cm. Na terceira parte, avaliou-se a diferença da estabilidade de agregados entre canaviais e mata nativa. O solo da mata nativa mostrou uma estabilidade de agregados significativamente maior (7,2 vezes). Supõe-se que a estabilidade de agregados seja maior na mata nativa como resultado da maior presença de matéria orgânica e biota no solo. Na quarta parte avaliou-se a origem do carbono nos agregados estáveis em água de fluxo contínuo para determinar que forma de agregação possui a melhor proteção contra a decomposição de carbono. Houve uma diferença significativa de \'delta\'13C entre os macroagregados e microagregados na camada superior, com 10% mais \'delta\'13C nos macroagregados. Isto indica mais carbono derivado da cobertura vegetal atual (C4), ou seja, mais incorporação da palhada nos macroagregados. O \'delta\'13C da fração de partículas livres ou agregados não estáveis em água de fluxo contínuo é menor em todas as profundidades, indicando que a matéria orgânica recente (C4) encontra-se no solo principalmente de forma agregada estável em água, evidenciando seu papel fundamental na estabilidade dos agregados. Constatou-se também, que quanto mais novo o macroagregado, maior o seu teor em carbono. Nos microagregados verificou-se o efeito contrário. Quanto mais velho o microagregado, maior o seu teor em carbono. Isso indica que o microagregado possui uma melhor proteção contra a decomposição de carbono, e também a capacidade de um aumento no teor de carbono, no decorrer do tempo, em virtude da assimilação de carbono mais novo. Conclui-se, que em termos de seqüestro de carbono de longa duração, é propício avaliar mecanismos de proteção do carbono recalcitrante dentro dos microagregados e estudar como técnicas agrícolas podem proteger melhor esta fração / The study was divided in four parts. The first part investigated climate impact on soil carbon stocks in sugar cane fields cultivated without green trash burning. For this purpose, three contrasting climates were chosen in Central and Southern Brazil. The sequestration potential of soil organic carbon (SOC) was determined for each climate, calculating how much of the carbon derived from deposited green trash remains in the soil every year. To obtain this rate, SOC stocks of sugar cane fields cultivated with and without green trash burning were compared. The annual difference (0-30 cm) did not differ significantly between climates: 1, 97 Mg ha-1 (Northern Climate), 2,00 Mg ha-1 (Central Climate) and 1,70 Mg ha-1 (Southern Climate). The climates did not show significant differences between their average annual temperatures and their annual precipitation. Nevertheless, a slightly smaller gain of SOC stocks in the Southern Climate leads to the conclusion that higher latitudes tend to stock slightly less COS due to higher annual precipitation. The second part evaluated the impact of green trash deposition on soil aggregate stability, which was calculated according to Six et al. (2000a). Soil aggregate stability under sugar cane fields cultivated with green trash burning had an average increase of 15,3% for soil depth 0-30 cm. The third part studied soil aggregate stability between sugar cane and natural forest vegetation. The forest soil revealed significantly higher (7,2 times) aggregate stability, supposedly due to higher organic matter content and more soil biota. The forth part examined the origin of carbon inside water-stable aggregates to determine which aggregation form provides better protection against carbon decomposition. The top soil layer showed a significant difference in \'delta\'13C between macro-aggregates (10% more \'delta\'13C) and microaggregates which means that more carbon derived from green trash (C4) was incorporated in macro-aggregates. \'delta\'13C of free soil particles or water-unstable aggregates is smaller for all soil layers indicating that fresh organic matter (green trash) is predominantly encountered in a water stable aggregated form in the soil. Furthermore, a correlation analysis revealed that more recent macro-aggregates had higher C content. The opposite was observed for micro-aggregates: the older the micro-aggregate, the higher its carbon content, leading to the conclusion that microaggregates protect carbon better against decomposition and are also capable to enrich their carbon pool through C assimilation. Given its long-term soil carbon sequestration potential, it is recommended to investigate carbon protection mechanisms for the recalcitrant C pool in micro-aggregates and also to study how agricultural techniques could improve the protection of the recalcitrant C pool

O café é uma das principais culturas exploradas no Brasil, e está entre as mais importantes commodities agrícolas de exportação. A demanda por produtos agrícolas sustentáveis é cada vez maior, questão especialmente importante para a competitividade dos produtos de exportação. Portanto, conhecer os impactos das emissões de gases do efeito estufa (GEE) é fundamental para qualquer cultura agrícola, assim como estudar o seu manejo para detectar alternativas mitigadoras. O objetivo deste estudo foi determinar o estoque de carbono no solo e o fluxo de gases de feito estufa no cultivo do café. Para tal foram avaliados o estoque de carbono do solo devido à conversão do uso da terra sob vegetação de Cerrado para a cultura do café; o uso de corretivo agrícola e sua influencia no fluxo de CO2, assim como a influência do uso de fertilizantes nitrogenados na emissão de N2O. O carbono (C) do solo foi determinado para o solo original de cerrado (controle) e em áreas convertidas há 37, 15 e 8 anos, além de duas áreas que receberam adição 22.684 e 16.845 kg ha-1de composto orgânico em 2006 (CRI) e 2010 (CRII), respectivamente. O estoque de C no solo foi maior na área Café 37 (91,34 Mg C ha-1) e o menor para o Cerrado (66,87 Mg C ha-1) a 0-30cm. As áreas com Café 15, 8 anos, CRI e CRII não apresentaram diferença entre si, com estoque de carbono no solo de 85,21, 85,75, 73,29 e 76,95, Mg C ha-1 respectivamente. Após a conversão do solo para a produção de café, há um aumento considerável no estoque de C, porém ao longo do tempo este valor tende a decrescer, provavelmente por conta de práticas de manejo. O nitrogênio (N) é o nutriente exigido em grande quantidade pela cultura do café e é apontado dentre os fertilizantes que mais contribuem com a emissão de GEE na agricultura. A fim de se conhecer o fluxo de emissão das diferentes alternativas de adubação nitrogenada, avaliou-se o nitrato de cálcio (NC), nitrato de amônio (NA), ureia (UR) e ureia-NBPT (NBPT®), para dose única (100 kg ha-1) e parcelada (2 x 50 kg ha-1). A ureia em dose única foi a fonte de maior emissão (125,12 mg N-N2O m-2) e o nitrato de cálcio parcelado foi a de menor (1,93mg N-N2O m-2). O uso da calagem é essencial para corrigir a fertilidade de solos ácidos, como é o caso da maioria dos solos de cerrado. A calagem é uma importante fonte emissora de CO2 na atividade agrícola. Para se conhecer o fluxo de emissão da calagem, avaliou-se uma área com calcário recém aplicado e outra área após 5 anos da calagem. Os fluxos acumulados foram de 64,7 e 58,7 g de C-CO2 m-2, respectivamente. A área que recebeu calcário recentemente obteve maior emissão por efeitos indiretos. Buscando atender a exigências de sustentabilidade avaliou-se a emissão do sistema de produção por cada saca de café (60 kg). Para tal foram utilizados dados de combustível, fertilizantes nitrogenados, adubo orgânico, calcário e eletricidade. A fazenda emitiu um total de 2.698 t CO2 equivalente de GEE durante dois anos agrícolas. A fonte que mais contribuiu foi o uso óleo diesel (1.407 t CO2eq) e a menor foi a eletricidade (41 t CO2eq). Para produzir uma saca de café foram emitidos 0,68 kg de CO2eq kg-1 de café. / The coffee is one of the main crops grown in Brazil, and is its most important agricultural export commodities. The demand for sustainable agricultural products is increasing, especially important issue for the competitiveness of export products. Therefore, knowing the impacts of emissions of greenhouse gases (GHG) is critical for any crop, as well as studying their management to detect mitigation alternatives. The aim of this study was to determine the soil carbon stock and flow of greenhouse gases made in the cultivation of coffee. The studies comprised the evaluation of the conversion of land use Cerrado vegetation for coffee, use of liming and its influence on the flux of CO2, as well as the influence of the use of nitrogen fertilizers on N2O emission. Carbon (C) of the soil was determined for the original Cerrado soil (control) and in areas converted for 37, 15 and 8 years, and also two areas who received addition of 22.684 e 16.845 kg ha-1 organic compound in 2006 and 2010, respectively. The highest levels of carbon were to coffee 37 to 0-5 cm in Li, and the layers 5-10, 10-20 cm in Eli C stocks in the soil was higher in the coffee 37 (91.34 Mg C ha-1) and the lowest for the Cerrado (66.87 Mg C ha-1) at 0-30cm. Areas with coffee 15, 8, and CRI CRII did not differ among themselves, with soil carbon stock of 85.21, 85.75, 73.29 and 76.95 Mg C ha-1, respectively. After the conversion of land for coffee production, there is a considerable increase in the stock of C, but over time this value tends to decrease, probably due to management practices. Nitrogen (N) is the nutrient required in large quantity by the coffee culture and is named among the fertilizers that contribute most to GHG emissions in agriculture. In order to meet the emission flux of alternative nitrogen fertilization was evaluated calcium nitrate (CN), ammonium nitrate (AN), urea (UR) and urea NBPT (NBPT®), full dose (100 kg ha-1) and split dose (2 x 50 kg ha-1). Urea full dose was increased emission source (125.12 mg N2O-N m-2) and calcium nitrate was less parceled (1.93 mg N2O-N m-2). The use of lime is essential to correct the fertility of acid soils, a situation typical of most Cerrado soils. Liming is an important emission source of CO2 in agricultural activity. To know the flow of issuance of liming, evaluated a limestone area with freshly applied and another 5 years after liming. The accumulated flows were 64.7 and 58.7 g CO2-C m-2, respectively. The area was limed recently gained greater flow issue. Seeking to meet the requirements of sustainability evaluated the issue of the production system for every bag of coffee (60 kg). For such data were used fuel, nitrogen fertilizer, organic fertilizer, limestone and electricity. For such data were used fuel, nitrogen fertilizer, organic fertilizer, limestone and electricity. The farm issued a total of 2.698 t of CO2 equivalent GHG during a two crop years. The source that contributed most was the use of diesel (1.407 t CO2eq) and the lowest was electricity (41 t CO2eq). To produce a bag of coffee were issued 0.68 kg CO2eq kg-1 coffee.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Potma.pdf: 2269780 bytes, checksum: 5e498b4886f52a509f48ad0c44a512b3 (MD5) Previous issue date: 2014-07-23 / The total organic C (TOC) of the soil influences their chemical, physical and biological properties, therefore, it's important for the maintenance of soil fertility mainly of tropical soils. But, while the benefits of TOC accumulation on soil quality are well known, there is still little information about its effects on crop yields. The aims of this work were to map the compartments of the TOC on a farm managed for 30 years in no-till system, determine which soil variables that influence the spatial variation of TOC and analyze the relationships between the compartments of TOC and crop yields of soybean, corn and wheat. Deformed samples were collected in all soil classes and all landscape positions in the farm. Were analyzed the TOC, the permanganate oxidized C (POX-C) and the hot water extracted C (HWE-C) and were generated maps with the spatial variation of these variables. The effects of soil properties on the accumulation of TOC and the effect of TOC compartments on yields of soybean, corn and wheat were accessed through regressions and principal component analysis. Aiming to access the contribution of TOC to the crop yields, multiple regressions with the soil variables and yields were adjusted. The higher clay content and the largest biomass apport in Oxisols and the formation of an anaerobic environment in Inceptisols were the main factors that explained the highest contents of TOC observed in the upper thirds of the Oxisols and lower thirds of the Inceptisols. Yields of wheat and soybean showed positive correlation with TOC and total N (TN) and corn yield was positively correlated with HWE-C. The TN and TOC were the variables that contributed most to explain the variations in the wheat yield. / O C orgânico total (COT) do solo exerce influência sobre suas propriedades químicas, físicas e biológicas, sendo assim, importante para a manutenção da fertilidade principalmente de solos tropicais. Porém, embora os benefícios do acúmulo de COT sobre a qualidade do solo sejam bem conhecidos, ainda são escassas informações referentes aos seus efeitos sobre a produtividade de culturas. Os objetivos deste estudo foram mapear os compartimentos de COT em uma fazenda manejada há 30 anos no sistema plantio direto, verificar quais são as variáveis do solo que interferem na variação espacial do COT e analisar as relações entre os compartimentos do COT e a produtividade das culturas da soja, milho e trigo. Foram coletadas amostras deformadas em todas as principais classes de solos da fazenda em todas as posições da paisagem. Foram analisados o COT, o C oxidado por permanganato (C-OXP) e o C extraído por água quente (C-EAQ) e gerados mapas com a variação espacial destas variáveis. Os efeitos dos atributos do solo sobre o acúmulo de COT e dos compartimentos de COT sobre as produtividades da soja, milho e trigo foram acessados através de regressões e análises de componentes principais. Visando acessar a contribuição do COT para as produtividades das culturas foram ajustadas regressões múltiplas com as variáveis do solo e as produtividades. O maior conteúdo de argila e a maior adição de fitomassa nos Latossolos e a formação de um ambiente anaeróbico nos Cambissolos foram os principais fatores que explicaram os maiores conteúdos de COT observados nos terços superior dos Latossolos e inferior dos Cambissolos. As produtividades de trigo e soja apresentaram correlação positiva com o COT e o N total (NT) e a produtividade de milho apresentou correlação positiva com o C-EAQ. As variáveis NT e COT foram as que mais contribuíram para explicar a variação da produtividade de trigo.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-03-07T12:49:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Jucimare Romaniw.pdf: 2025416 bytes, checksum: 7eab452c7d0cf003158cd27515e439d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-03-07T12:49:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Jucimare Romaniw.pdf: 2025416 bytes, checksum: 7eab452c7d0cf003158cd27515e439d8 (MD5) Previous issue date: 2018-06-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O descarte inadequado de resíduos orgânicos de abatedouros de aves e suínos pode promover a poluição ambiental. Seu uso aliado ou não a adubação mineral nas rotações de culturas no sistema de plantio direto na região dos Campos Gerais seria uma alternativa viável para o aproveitamento desse resíduo. No entanto, visando otimizar a produtividade agrícola e a qualidade ambiental, devem ser estudadas dosagens adequadas para uso, combinando perda e aumento de nutrientes, matéria orgânica e produtividade das culturas. Além disso, é de extrema importância monitorar a qualidade do solo na determinação do risco de qualidade ambiental proporcionado pelo uso de altas doses de resíduos orgânicos dispostos no solo. Assim, o experimento foi conduzido utilizando diferentes níveis de adubação de resíduos orgânicos industriais (ROI) (0, 25, 50, 75, 100% de resíduos orgânicos) combinados com adubação mineral (FMI) (0, 25, 50, 75, 100%) nas seguintes proporções 0%; 100% ROI; 100% FMI; 75% FMI + 25% ROI; 50% ROI + 50% FMI . O experimento teve início em 2009 e foi acopanhado até 2015 sob plantio direto e rotação de culturas (feijão / trigo / soja / aveia / milho / trigo). Amostras de solo foram coletadas após 5 safras para avaliações de carbono (C) e suas frações. Experimentos de laboratório para avaliar a qualidade do solo foram conduzidos para avaliar o equivalente na emissão de C-CO2, percolação e mineralização de NO3- em solo não revolvido e revolvido sob doses crescentes de ROI (0, 0,5, 1, 2, 4 e 8 Mg ha-1) em laboratório. Também foram avaliados os pools de carbono orgânico do solo (COS) compostos por C total, C orgânico permanganato oxidável e C orgânico extraível por água quente, e atributos físicos do solo através da densidade do solo, porosidade total, macroporos e microporos porosidade, e retenção de água. Os resultados indicaram que o uso de ROI e FMI + ROI têm um bom potencial no sequestro de C no solo na mitigação de CO2 sem qualquer custo adicional. Ao contrário, aumentou a produção e retorno líquido da maioria das culturas. O uso do ROI 100 reduziu a densidade do solo, aumentou a porosidade total e microporos e melhorou a estrutura do solo, resultando em melhor retenção de água e que o teor de N-NO3- tem seu potencial de disponibilidade para as plantas após 40 dias da aplicação do ROI , sendo assim indicado a aplicação do resíduo antecedendo o plantio da cultura, aproveitando assim o potencial de liberação. Assim conclui-se que o ROI proporciona aumentos no C do solo levando ao aumento da produtividade das culturas, da qualidade química e física do solo. / Inadequate disposal of organic solids from poultry and pig slaughterhouses can promote environmental pollution. Your use ally or non the mineral fertilization in rotations of wood in no-tillage system in the Campos region. However, in order to optimize agricultural productivity and environmental quality, the administration of the use variables should be studied, combining loss and increase of nutrients, organic matter and crop productivity. In addition, the quality of the soil to the extent of the environmental quality risk provided by the use of high doses of organic waste is not of the utmost importance. Thus, it was resistant to maintaining levels of industrial organic fertilization (IOW) (0, 25, 50, 75, 100% organic waste) combined with mineral fertilization (MF) (0, 25, 50, 75, 100%). The experiment started in 2009 and was harvested until 2015 under no-tillage and crop speed (beans / wheat / soybean / bird / corn / wheat). Soil samples were collected after 5 harvests for carbon (C) evaluations and their fractions. Soil Quality Laboratory Analyzers were conducted for the use of C-CO2, percolation in unroot and upturned soil and N-NO3- mineralization under increasing doses of ROI (0, 0.5, 1, 2, 4 an 8 Mg ha-1). The sets of CO by C, Corning permanganate oxable and C, seismic by hot water, and soil physical components were highlighted by soil density, total porosity, macro and micro porosity, and water retention. The results indicated that the use of IOW and MF + IOW had a good potential in soil C sequestration in CO2-C mitigation at any additional cost. On the contrary, it increased the yield and liquid of most crops. The use of IOW 100 reduced soil density, increased its total and micro efficiency and improved soil structure resulting in higher water retention and that N-NO3- content has its potential availability for applications after 40 days of application of the IOW , thus being designated an application of pre-planting of crop, thus taking advantage of the potential of release. Thus, it is concluded that IOW offers increases in soil performance and increases crop productivity, soil chemistry, soil physical and biological.

Résumé indisponible / Résumé indisponible

As mudanças no uso da terra tais como a conversão de ecossistemas naturais em agro ecossistemas, provocam alterações significativas na dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS); bem como é responsável pela crescente emissão de gases causadores do efeito estufa no Brasil, representando cerca de 20% do total das emissões. Nos últimos 30 anos, essa prática tem ocorrido de forma mais intensa no arco do desmatamento da Amazônia, particularmente nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Assim o objetivo principal desta pesquisa foi avaliar variações nos estoques de carbono do solo, devido à mudança do uso da terra para pastagens na região Sudoeste da Amazônia. Os objetivos específicos foram: quantificar alguns atributos químicos e físicos do solo, os estoques de carbono do solo e do carbono remanescente, pela abordagem isotópica, da área de floresta nativa e aquelas transformadas em pastagens. A área de estudo (7 ° e 18 °S; 50 ° e 67° W) está localizada nos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Os solos avaliados foram Latossolos, Argissolos e Neossolos, representando 75% da área total dos dois Estados. A seleção dos locais de amostragem foi realizada a partir da divisão preliminar da área total em 11 ecorregiões biogeoclimáticas, com posterior sorteio aleatório das cidades. As amostragens de solos foram realizadas entre Junho/Julho de 2007, em cinco situações distintas: vegetação nativa (floresta, cerrado e cerradão) (NA), pastagem (PA) sob diferentes manejos, culturas perenes (PE), áreas sob cultivo convencional (PC) e plantio direto (PD). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco repetições. As amostras de solo foram coletadas nas seguintes camadas: 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Os resultados indicaram que o sistema PD decresceu o pH do solo nas camadas mais profundas. Para todos os tratamentos, pH demonstrou o predomínio de cargas negativas. A densidade do solo foi maior nas pastagens degradadas. Os teores de carbono apresentaram correlação positiva com os teores de argila+silte em todas as profundidades do solo para os diferentes sistemas de uso da terra. Na camada 0-30 cm, PC apresentou uma tendência de aumento dos estoques de carbono (51,46 Mg ha-1), seguido por PD (48,76 Mg ha-1), PA (46,75 Mg ha-1) e PE (46,75 Mg ha-1), ainda que diferenças significativas entre as áreas não foram encontradas. Na floresta, os valores de 13 C mostraram variação de -28 a -26 com o aumento da profundidade do solo, enquanto na pastagem a variação 13 C foi menor do que na floresta (-22 a -24 ), devido possivelmente à presença de carbono remanescente da floresta nas camadas mais profundas do solo. A idade das pastagens não influenciou diretamente o acúmulo de carbono do solo, assim como o maior estoque de carbono encontrado na pastagem com 18 anos de uso. A textura do solo (30-60% argila+silte) determinou a maior taxa anual de estoques de carbono (2,14 Mg ha-1 ano-1) no tratamento PD. A diferença entre o estoque de carbono estimado pelo software ArcGis 9.0 e o encontrado neste estudo foi 0,53 Mg-1 ha-1 para os diferentes tipos de solo e vegetação. / Land use changes such as conversion of natural ecosystems to agro ecosystems are shown to cause alterations in the transformations of soil organic matter (SOM), as well they are responsible for crescent emissions of greenhouse gases (GEE), therefore representing around 20% of total GEE emissions. Over the last 30 years, land deforestation has occurred more intensively in the deforestation arc of Amazonian, particularly in the States of Rondônia and Mato Grosso. The main objective of this research was to evaluate variations in the soil carbon stocks, due to land conversion of native forest to pastures in the Southwest Amazonian region. The specific objectives were to measure some chemical and physical soil attributes, carbon stocks and the remaining soil carbon, through isothopic technique, from the native forest and that incorporated by land use to pastures. Study site (7° and 18° S; 50° and 67° W) was located in the States of Rondônia and Mato Grosso. Soils used in this study were Latosols, Argisols and Neosols, which cover 75% of the total area of both States. The choice of sampling areas was based on a preliminary division of total area in 11 biogeoclimatic region, followed by randomized selection of cities. Soil samplings were realized during June/July 2007, according to five treatments: native forest (forest, savanna and cerradão) (NA), pasture (PA) under different managements, perennial crops (PE), areas under no tillage (PC) and tillage management (PD). Experimental design was randomized with five replications. Soil samples were collected in the following soil layers: 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm. Results showed that PD decreased pH in the deeper soil layers. For all treatments pH illustrated a dominance of negative charge. Soil density was found to be highest in the degraded pastures. Carbon contents showed a positive correlation with the clay+silt contents for all soil layers in the different land uses. In the 0-30 cm layer, PC management showed a tendency to increase soil carbon stocks (51,46 Mg ha-1), followed by PD (48,76 Mg ha-1), PA (46,75 Mg ha-1) and PE (46,75 Mg ha-1), although significant differences among study sites were not found. In the forest, 13 C values showed a variation from -28 to -26 in the soil depth; while in the pasture 13 C variation was lower than in the forest (-22 a -24 ), probably due to the presence of remaining carbon from the forest in the deeper soil layers. The age of pastures did not influence directly the accumulation of soil carbon, as well the highest carbon stock was found in the pasture with 18 years of use. Soil texture (30-60% clay+silt) determined the highest annual rate of carbon stocks (2,14 Mg ha-1 ano-1) in the PD management. The difference between carbon stock estimated by ArcGis 9.0 software and that found in this study was 0,53 Mg-1 ha-1 for all different soil types and vegetation.

Durante o processo de decomposição da matéria orgânica do solo (MOS) ocorre a formação de gases do efeito estufa (GEE) que são liberados para a atmosfera contribuindo para o aquecimento global. Acredita-se que este aquecimento global possa retroagir na taxa de decomposição da MOS potencializando a liberação de carbono (C) do solo. A MOS está distribuída em frações com sensibilidades diferentes à temperatura. Pesquisas anteriores sugerem que a fração de C mais velha e mais recalcitrante é menos sensível à temperatura (C-recalcitrante). Além disso, alguns mecanismos de proteção física, química e bioquímica podem agir para reduzir a sensibilidade da MOS ao aumento de temperatura. Possíveis modificações na estrutura da comunidade microbiológica, provocadas pelo aumento de temperatura, podem interferir no processo de decomposição da MOS através de alterações nos seus mecanismos de proteção. A mudança do uso da terra é um dos principais responsáveis pela emissão dos GEE no Brasil. A substituição da vegetação original (floresta) por pastagem promove uma modificação no sinal 13C do C do solo, dando um indício sobre a origem do C liberado na forma de CO2. Com o objetivo de avaliar a vulnerabilidade da MOS ao aumento de temperatura foram realizadas incubações de solos, oriundos de floresta e pastagens, em duas temperaturas 25 e 35 ºC. Avaliou-se a sensibilidade dos compartimentos C-lábil e C-recalcitrante da MOS à temperatura e, como as possíveis alterações nos mecanismos de proteção da MOS podem contribuir com a liberação de CO2 à atmosfera. / Soil organic matter (SOM) decomposition emits greenhouse gases to the atmosphere and this may contribute to global warming. Global warming can promote a positive feedback on SOM decomposition rate and it can increase soil C losses. The SOM has different pools with inherent temperature sensitivity. Some researches suggest that resistant soil C is less sensitive to temperature increase. Moreover, there are some physical, chemical and biochemical mechanisms that protect SOM against decomposition. The global warming may change the soil microbial structure and it can modify SOM decomposition. In Brazil, the greenhouse gas emissions are basically driven by the land use change. The substitution of native vegetation (forest) to pasture changes soil C signature - 13C and this fact enable us to study the source of soil C emissions. The objective of this study was to evaluate the SOM vulnerability to temperature increased. Forest and pastures soil samples were incubated under 25 and 35 ºC. The labile-C versus resistant-C temperature sensitivity was evaluated and the SOM protection mechanisms were studied to understand how they can protect SOM against decomposition.

Oil palm has been considered one of the most favorable oilseeds to biodiesel production in Brazil. The crop has been cultivated in the north and northeast regions under commercial plantations and agroforestry systems. As the oil palm is a perennial crop, it is important to understand how the intensive cultivation affects the dynamic of soil organic matter in the long term. The goal of this work was to determinate the greenhouse gas emissions associated to the main production steps and the changes on soil organic carbon under oil palm plantations. Soil and greenhouse gas samples were collected in traditional production areas in Brazil. Commercial plantations derived from pasture and Amazon rain forest were selected in Pará State (Agropalma farm), while areas derived from Atlantic rain forest and agroforestry system were selected in Bahia State (Opalma farm and Lamego). At first, changes on soil carbon stocks were evaluated in the commercial plantations and agroforestry systems. The variability of soil carbon dynamics in the production areas can be explained by several aspects such as temporal and spatial variations, and prior land use. The soil carbon stocks, after corrections for differences in density and clay content, decreased till 46% in areas derived from pasture and increased 18% in an area derived from Amazon rain forest. The soil carbon stocks increased till 23% in areas derived from Atlantic rain forest and decreased 30% when agroforestry system was adopted. The soil nitrous oxide (N2O) emissions from N fertilizer application were 10 times higher in the seedlings production than in juvenile and mature plantations, however this step represents 3.8% of the plant cycle. In general, the observed greenhouse gas emissions at different stages of oil palm production are not large than other agricultural crops in Brazil. The decomposition of plant residues also contributed to greenhouse gas emissions to the atmosphere. The carbon footprint associated to oil palm production at Agropalma farm was approximately 0.7 kg CO2 equivalent per kg of crude palm oil produced, and 70% this value is associated with the management of effluent in the anaerobic ponds emitting a large amount of methane to the atmosphere. The correct treatment of the effluent can result in reductions of greenhouse gas emissions, and consequently, decreasing the carbon footprint associated to palm oil production in the Amazon region. The results founded in this study may be used to improve the biodiesel life cycle assessment derived from palm oil produced in Brazil. / A palma (dendê) tem sido apontada como uma das oleaginosas mais viáveis para a produção de biodiesel no Brasil. Esta cultura tem sido cultivada nas regiões norte e nordeste em plantios comerciais e sistemas agroflorestais. Como é uma planta perene, é importante entender como o cultivo intensivo pode alterar a dinâmica da matéria orgânica do solo a longo prazo. O objetivo deste trabalho foi determinar as emissões de gases do efeito estufa nas principais fases do sistema produtivo e as mudanças nos estoques de carbono do solo sob cultivo da palma. Amostras de solos e gases do efeito estufa foram coletadas em áreas tradicionais de produção no Brasil. No Pará (fazenda Agropalma) foram selecionadas áreas derivadas de pastagem e Floresta Amazônica, enquanto na Bahia (fazenda Opalma e Lamego) foram selecionadas áreas derivadas de Mata Atlântica. Primeiramente foram avaliadas as mudanças nos estoques de carbono do solo sob sistemas comerciais e agroflorestais de cultivo. Os resultados indicaram que a variabilidade na dinâmica do carbono do solo em áreas de plantio de palma pode ser explicada por vários fatores, como as variações temporais e espaciais, e uso da terra anterior à instalação dos palmares. Os estoques de carbono do solo, após as correções pelas diferenças na densidade e teores de argila do solo, decresceram até 46% nas áreas derivadas de pastagem e aumentaram 18% na área derivada de Floresta Amazônica. Os estoques de C do solo aumentaram até 23% nos plantios comerciais derivados de Mata Atlântica e decresceram 30% quando foi adotado o sistema agroflorestal. As emissões de óxido nitroso (N2O) pelo solo derivadas da aplicação de fertilizantes nitrogenados foram 10 vezes maiores na produção de plântulas do que nos plantios jovens e adultos, entretanto, esta fase representa apenas 3,8% do ciclo de vida da planta. De forma geral, as emissões de gases do efeito estufa nos diferentes estágios de produção não foram maiores do que para outras culturas no Brasil. A decomposição dos resíduos culturais também contribuiu para as emissões de gases do efeito estufa para a atmosfera. A pegada de carbono associada a produção do óleo de palma pela Agropalma foi aproximadamente 0,7 kg CO2 equivalente por kg de óleo produzido, dos quais 70% estão associadas ao manejo de efluentes industriais nas lagoas anaeróbicas, que emitem uma grande quantidade de metano (CH4) para a atmosfera. O manejo correto do efluente pode resultar nas reduções das emissões de gases do efeito estufa, e consequentemente, diminuir a pegada de carbono associada a produção do óleo de palma na região Amazônica. Os resultados encontrados neste estudo poderão ser usados para fazer avaliações mais complexas como a avaliação do ciclo de vida do biodiesel derivado do óleo de palma no Brasil

Soil organic matter is important as storage for carbon and nutrients, supporting soil structure, and as a filter for pollutants entering the soil ecosystem. The recovery of soil organic matter in depleted soils can take decades, or even hundreds of years. It has been assumed that in non-eroding pasture, soil carbon levels either increase or not change over time. However, some recent studies have suggested that fertiliser addition to pasture soils may contribute to decreases in soil carbon content. My hypotheses were: 1. As P fertiliser loadings increase the soil carbon content and C:N ratio will decrease. 2. Changes in C pools will be greater in the more active pool (readily available carbon, and microbial biomass carbon) within the soil total carbon The study was undertaken at a long term fertiliser trial, established in 1980, at the Whatawhata Hill Country Research Station west of Hamilton, New Zealand. The fertiliser trial has P fertiliser application rates maintained since 1984. Olsen P, total C, total N, labile carbon, respirable carbon, specific respiration rate, microbial biomass C, microbial quotient, mineralised N, microbial biomass N, microbial N quotient, and mineralised N per microbial biomass nitrogen, C:N ratio, and soil pH were measured on soil samples collected from 12 paddocks with six P fertiliser loading (0, 10, 20, 30, 50, 100 kg P ha-1 yr-1). As expected, the available P (Olsen P) increased significantly (P less than 0.001) with increasing P fertiliser application rate. Total carbon, labile carbon, and total nitrogen all decreased significantly (P less than 0.05) with increasing P fertiliser application. No significant relationships were found between P fertiliser and respirable carbon, microbial carbon, microbial (C) quotient, microbial specific respiration, microbial nitrogen, microbial (N) quotient, mineralised N, or C:N ratio. The first hypothesis was rejected as the C:N ratio did not change with increased P fertiliser application. However, both C and N decreased with increased P fertiliser application. The second hypothesis was, therefore, accepted in part because there was a decrease in labile carbon (readily available carbon) and total carbon, with P fertiliser application, but no relationship was evident for the respirable carbon and microbial biomass.

<p>This study seeks to investigate the dynamics of dead plant carbon over fifty years of old-field forest development at the Calhoun Long Term Soil-Ecosystem Experiment (LTSE) in South Carolina, USA. Emphasis is on the transition phase of the forest, which is less well studied than the establishment and early thinning phase or the steady state phase. At the Calhoun LTSE, the biogeochemical and ecosystem changes associated with old field forest development have been documented through repeated tree measurements and deep soil sampling, and archiving of those soils, which now allow us to examine changes that have occurred over the course of forest development to date.</p><p> In this dissertation, I first quantify the accumulation of woody detritus on the surface of the soil as well as in the soil profile over fifty years, and estimate the mean residence times of that detrital carbon storage. Knowing that large accumulations of C-rich organic matter have piled onto the soil surface, the latter chapters of my dissertation investigate how that forest-derived organic carbon has been incorporated into mineral soils. I do this first by examining concentrations of dissolved organic carbon and other constituents in soil solutions throughout the ecosystem profile and then by quantifying changes in solid state soil carbon quantity and quality, both in bulk soils and in soil fractions that are thought to have different C sources, stabilities, and residence times. To conclude this dissertation, I present the 50-year C budget of the Calhoun LTSE, including live and dead plant carbon pools, to quantify the increasing importance of detrital C to the ecosystem over time.</p><p>This exceptional long term soil ecosystem study shows that 50 years of pine forest development on a former cotton field have not increased mineral soil carbon storage. Tree biomass accumulated rapidly from the time seedlings were planted through the establishment phase, followed by accumulations of leaf litter and woody detritus. Large quantities of dissolved organic carbon leached from the O-horizons into mineral soils. The response of mineral soil C stocks to this flood of C inputs varied by depth. The most surficial soil (0-7.5cm), saw a large, but lagged, increase in soil organic carbon (SOC) concentration over time, an accumulation almost entirely due to an increase of light fraction, particulate organic matter. Yet in the deepest soils sampled, soil carbon content declined over time, and in fact the loss of SOC in deep soils was sufficient to negate all of the C gains in shallower soils. This deep soil organic matter was apparently lost from a poorly understood, exchangeable pool of SOM. This loss of deep SOC, and lack of change in total SOC, flies in the face of the general understanding of field to forest conversions resulting in net increases in soil carbon. These long term observations provide evidence that the loss of soil carbon was due to priming of SOM decomposition by enhanced transpiration, C inputs, and N demand by the growing trees. These results suggest that large accumulations of carbon aboveground do not guarantee similar changes below.</p> / Dissertation