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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-23032012-171050 |
| Date | 19 January 2012 |
| Creators | Leidivan Almeida Frazão |
| Contributors | Carlos Clemente Cerri, Marcos Silveira Bernardes, Plinio Barbosa de Camargo, Maria da Conceição Santana Carvalho, Newton La Scala Junior |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Agronomia (Solos e Nutrição de Plantas), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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