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O impacto das práticas de preparo e colheita na emissão de CO2 do solo
em áreas de produção de cana
Newton La Scala Júnior
FCAV / UNESP, Jaboticabal, SP, Brasil
IEA/USP-RP, Março de 2012
Sobre a Mitigação das Mudanças Climáticas
Figure 8.4: Global technical mitigation potential by 2030 of each agricultural management practice showing the impacts of each practice on each GHG. IPCC - 2007
Estudos Recentes: Inventário de emissão de gases de efeito estufa, áreas de cana-
de-açúcar, sudeste do Brasil
Cana Crua
Cana Queimada
+Mecanizada (diesel ... 223.8 x 147.7 Litros)+ Fert. Sintético N (+112 x 88 kg N h-1 ano-1)
Queima dos Resíduos (CH4 + N2O)
3.104 kg CO2eq ano-1
+Sequestro C solo: 320 kg y-1 (1,173 kg CO2eq)
=311 kg CO2 h-1 a-1=1.480 kg CO2eq a-1
Figueiredo & La Scala 2011
2.793 kg CO2eq ano-1
(=760 kg C)
Table 1. Emission sources and greenhouse gas considered in each of the practices conducted in sugarcane agricultural and mobile combustion sectors. Sector Emission sources for burning and green harvest system Agricultural Mobile Combustion (Diesel vehicle)
GHG emissions due to the burning of the agricultural residues - CH4
- N2O
N2O direct and indirect emissions from managed soils - N synthetic fertilizer - N from organic composts (Filtercake and vinasse) - N from sugarcane residues
CO2 emissions due lime application Soil Carbon Sequestration Emissions due fossil fuel use (Diesel oil) - CO2
- CH4
- N2O
Figueiredo & La Scala 2011
~4 kg CO2eq L-1
~10,4 kg CO2eq kg-1
Table 2. Annual amount of agricultural supplies applied and fossil fuel consumption (Medium values for a five years crop cycle) for each harvest system in one hectare to burning harvest and green harvest. Supplies Burning harvest Green harvest
Units Amount Units Amount
Nitrogen synthetic fertilizer
kg ha-1 y-1 88 kg ha-1 y-1 112
Vinasse application
kg N ha-1 y-1 44.2 kg N ha-1 y-1 44.2
Filtercake application
kg N ha-1 y-1 21 kg N ha-1 y-1 21
Lime kg ha-1 y-1 400 kg ha-1 y-1 400
Diesel oil L ha-1 y-1 147.68 L ha-1 y-1 223.82
Figueiredo & La Scala 2011
320 kg C hc-1 a-1
760 kg C hc-1 a-1
Estimativa da emissão de GEE (em kg CO2 equivalente ha-1 ano-1) para cada uma das fontes considerando-se 1 hectare colhido sob queima ou mecanizado. Figueiredo & La Scala, 2011.
Perillo 2012
4 Scenarios considered
S0Burned Harvest
(Conventional Tillage)
S1Green Harvest
(Conventional Tillage)
S2Green Harvest
(Reduced Tillage)
S3Crop Rotation (Crotalaria juncea
L.)
(Reduced Tillage)
Inputs: Average for a sugarcane Crop Cycle of 5 years
Bordonal et al. 2012
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1,235.71,354.9
2,266.8
3,142.7
Tota
l CO
2eq B
ala
nce
(kg
ha-1
y-1
)
Scenario
S0 S1 S2 S3
∆f= 875,9
∆f= 1787,9
∆f= 1907Results
Bordonal et al. 2012
Estudos Recentes:Sobre o potencial de acúmulo de carbono
no solo de áreas agrícolas do Brasil
Spatial distribution, total production and cultivated area (hectares) of sugarcane and pasture (livestock) in Brazil. Total area and Production refers to 2010/2011. Source: CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. La Scala et al. 2011
Spatial distribution, total production and cultivated area (hectares) of soybean and maize. Total area and Production refers to 2010/2011. Source: CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. La Scala et al. 2011
Potencial de acúmulo ou perda de C no solo (Mg C hectare-1 ano-1) em áreas de culturas anuais para diferentes manejos (soja, milho e rotação de culturas). Panosso, Figueiredo & La Scala 2011
Carbono toda da fitomassa: soja + milho 8,6Mg ha-1 ano-1 (31,6 Mg CO2 ha-1 ano-1)
4,7 % do C-CO2 capturado
Potencial de acúmulo de C das áreas de cana de açúcar (Mg hectare-1 ano-1) convertidas do sistema de colheita queimada para mecanizado sem queima (Panosso, Figueiredo & La Scala 2011).
Carbono total fitomassa: cana-de-açúcar 29,2 Mg ha-1 ano-1 (107 Mg CO2 ha-1 ano-1)
6,4 % do C-CO2 capturado
Emissão média de 2,0 mol CO2 m-2 s-1 equivale a:
Em 1 mês: 2.281 kg CO2 hectare-1 ou 622 kg C-CO2 hectare-1
Em 1 ano: 27372 kg CO2 hectare-1 ou 7465 kg C-CO2 hectare-1
Uma emissão evitada de 10% (ou seja, indo de 2,0 para 1,8
mol CO2 m-2 s-1) equivaleria a uma redução de 746,5 kg C-
CO2 emitido para a atmosfera.
kCdt
dC 2COCF
dt
dC
kCF COC 2
.)(volUmidadePorosidadeLivrePorosidade
Conceitual:
)],(/),(),,(),,(),([ 2 trNCrargilatrOtrumidadettempkk
CarbonodeEstoqueC
Emissão de CO2 induzida pelo preparo do solo
Sem Distúrbio (com palha)
Sem Distúrbio (sem palha)
Convencional (com palha)
Convencional (sem palha)
Figueiredo et al. 2012
NT: Sem Distúrbio Cn: Preparo Convencional
CnLi: Preparo Convencional + Calagem CnLiG: Preparo Convencional + Calagem + Gesso
Dia após preparo do solo
= 1039 kg C-CO2 hec-1
= 3808 kg CO2 hec-1
Em 25 dias após preparo
284.4 kg C-CO2 hec-1
245.7 kg C-CO2 hec-1
Letras maiúsculas: entre sistemas de colheitaLetras minúsculas: manejos no sistema de colheitaFigueiredo 2012
BH GHnores GHres0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
aaabaaabbaaabb
AAAAB BBBBB BAAB
AB
1,550.2
1,266.9
1,485.1
446.4
1,065.01,081.8
944.5
698.8
1,093.5
953.9
808.8
525.4
To
tal E
mis
sio
n (k
g C
O2-C
he
cta
re-1
) NT Cn CnLi CnLiG
A influência da palhada sobre a emissão de CO2
BH GHnores GHres0
250
500
750
1000
1250
1500
1750
aaabaaabbaaabb
AAAAB BBBBB BAAB
AB
1,550.2
1,266.9
1,485.1
446.4
1,065.01,081.8
944.5
698.8
1,093.5
953.9
808.8
525.4
To
tal E
mis
sio
n (k
g C
O2-C
he
cta
re-1
) NT Cn CnLi CnLiG
NT (sem resíduos) – NT (com resíduos) = 698.8 – 446.4 = 252 kg C-CO2 hec-1 (em 25 dias)
Figueiredo et al. 2011
O aumento na emissão de CO2 do solo causado pela retirada da palha da superfície(do solo) é tão grande quanto ao induzido pelo preparo do solo (~250 kg C por hec-1)
22,2%16,2%
Figueiredo et al. 2011
Relação entre emissão de CO2 e propriedades do solo
Gradeado de 50 m × 50 m com 89 pontos. As linhas de plantio são representadas ( – – –)
Panosso et al. 2011
7630475
7630470
7630465
7630460
7630455
7630450
7630445
7630440
7630435
7630430
793685 793693 793701 793709 793717 793725
UTM East (m)
UT
M N
ort
h (
m)
7630475
7630470
7630465
7630460
7630455
7630450
7630445
7630440
7630435
7630430
793685 793693 793701 793709 793717 793725
UTM East (m)
UT
M N
ort
h (
m)
0o
45o
90o
135o
N=22
N=22
N=22
N=22
N=89
Panosso et al. 2010
N=89
N=89
Panosso 2010
N=89
Panosso et al. 2010
kCF COC 2
Fator Controlador!
112 )(%11.0~2
PLAsmmolPLA
FCO %6PLA
1122 .196
mêshcCOCkgF COC
Panosso et al. 2011
Certamente, o monitoramento das emissões de CO2 do solo influenciadas
pelo manejo e propriedades do solo constitui algo de grande importância.
Agradecimentos:
Fapesp, CNPq, UNESP
Nossos Estudantes: Grad. + P.Grad.
Aos Professores J. Marques Jr., G. T. Pereira, A. Lopes e demais Colaboradores do Projeto FAPESP 08/58187-0
As Usinas de Cana-de-Açúcar que tem colaborado com nossos estudos
Obrigado!