THAIS RODRIGUES DE SOUSA - Biblioteca Digital de...

BRASÍLIA – DF

2016

UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA

FACULDADE UNB DE PLANALTINA

EMISSÕES DE N2O EM ÁREA DE CANA-DE-AÇÚCAR

SUBMETIDA A DIFERENTES LÂMINAS HÍDRICAS NO

CERRADO DO PLANALTO CENTRAL

THAIS RODRIGUES DE SOUSA

BRASÍLIA – DF

2016





Trabalho de Conclusão de Curso

apresentado ao curso de Gestão

Ambiental, como requisito parcial à

obtenção de título de bacharel em Gestão

Ambiental.

Orientadora: Dr.ª Arminda Moreira de

Carvalho

Co-orientador: Prof. Antônio Felipe

Couto Junior

FICHA CATALOGRÁFICA

Sousa, Thais Rodrigues

Emissões de N2O em área de cana-de-açúcar submetida a diferentes lâminas hídricas no

Cerrado do Planalto Central/ Thais Rodrigues de Sousa. Brasília DF, 2016. 57 f.

Monografia - Universidade de Brasília, Faculdade UnB de

Planaltina

Curso de Bacharelado em Gestão Ambiental.

Orientadora: Arminda Moreira de Carvalho

Co-Orientador: Antônio Felipe Couto Junior

1. [Saccharum officinarum] 2. [Gases de Efeito Estufa] 3. [Irrigação]. I. Sousa, Thais

Rodrigues. II. Emissões de N2O em área de cana-de-açúcar submetida a diferentes

lâminas hídricas no Cerrado do Planalto Central.





Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Gestão

Ambiental da Faculdade UnB de Planaltina, como requisito parcial à obtenção de

título de Bacharel em Gestão Ambiental.

Banca Examinadora:

Planaltina-DF, 24 de Junho de 2016.

__________________________________________________

Drª Arminda Moreira de Carvalho - Embrapa Cerrados

(Orientadora)

__________________________________________________

Dr. Prof. Cícero Célio de Figueiredo - UnB/FAV

(Examinador)

_________________________________________________

Dr. Prof. Luiz Felippe Salemi - UnB/FUP

(Examinador)

Dedico aos meus pais, meu irmão e toda

minha família que com muito amor,

carinho, fé e perseverança não mediram

esforços para concluir mais essa etapa da

minha vida.

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus, pela vida e por todas as conquistas, sem ele nada seria

possível.

Aos professores, a universidade de Brasília e a FUP, pela oportunidade de cursar

um nível superior.

Aos meus pais maiores exemplos Luciene e Sinval e meu irmão Tiago, pela base

familiar que sempre tive, por todo apoio, carinho, compreensão e amor, a pessoa que me

tornei hoje é graça a vocês. Tudo por vocês e para vocês.

A toda família Rodrigues e Batista, em especial a meus avôs José Neto Rodrigues

e Francisca Fernandes, meus reis, obrigada por todo ensinamento amo vocês, a minha

madrinha Maria de Lurdes e minha tia Maria dos Remédios que são como mães, sempre

apoiando e querendo o meu bem. A minha avó Dona Francisca da Costa, que está em paz

no céu iluminando as noites e cuidando de mim. Meus primos Janiele e Junior, minha tia

Geruiza que viram o meu empenho na realização deste trabalho e estavam sempre perto,

acreditando na minha capacidade.

Ao pesquisador e mestre Cláudio Franz, por toda experiência proporcionada na

Embrapa, o apoio nas apresentações de congresso e jovens talentos com o projeto da cana-

de-açúcar.

Aos meus orientadores Professor Antônio Felipe, pela ajuda e ensinamentos, a

Doutora Arminda Moreira de Carvalho que sempre foi a mãezona da nossa equipe, pela

confiança na condução do experimento, todas as opotunidades, conhecimentos adquirido,

e por toda experiência nestes dois anos de estágio foi essencial, muito obrigada por tudo.

As doutorandas Ju Sato, Jéssica Fonseca, Divina Cléia, Vivian. Pós- Doutorados Adriano

Dicesar e Thais Coser e ao mestre Juaci por toda a ajuda, apoio e ensinamentos.

A Doutora Alexsandra Duarte, por toda ajuda prestada, conhecimentos

adquiridos, as dúvidas tiradas, pelo apoio total na realização deste trabalho e por acreditar

na minha capacidade. A doutoranda Fabiana pela paciência e está sempre disposta a

ajudar muito obrigada.

Aos amigos que a embrapa proporcionou, por todo apoio e carinho que sempre

tiveram comigo, Juliana Marques, Douglas, Cristiane, Breno, Camila Nobrega, Thayane,

Rayssa, Lucas Gonçalves, Cristiano, Lucas Siqueira, Arthur, Eduardo, Leticia, Luciana,

Lucas Rebouças, Rafael, Zaza, Áurea, Matheus Hursula, Alex, Nathalie e Emily,

compartilhamos muitos momentos e aprendi a conviver em meio a tantas diferenças,

aguentamos campo pela manhã com sol e chuva, cortes no rosto na cana, tardes exaustivas

no laboratório, uma correria diária, mas também fomos muito felizes nas festinhas de

aniversário e almoços divertidos, descobrimos que a união faz a força, e foi com a ajuda

e total apoio de vocês que realizei este trabalho, a equipe AMC, minha eterna gratidão.

A todos os colegas de curso da FUP, e as amigas de longa data Marta, Benedita,

Graziele e Barbara e minha prima Elaine, sei que posso sempre contar com vocês

independente da distância. Minha amigona e irmã de coração Helen, sua ajuda foi

imprescindível, as palavras de apoio e incentivo muito obrigada pela sua amizade.

Aos Pesquisadores e funcionários da Embrapa, Eloísa, Walter, Omar, Djalma

Fernanda, Vilderete, Diana, Cristiane, Fabiano, Poeta, Claudio, Josias e todos aqueles que

ajudaram direta e indiretamente neste trabalho. Minha gratidão eterna.

RESUMO

A cana-de-açúcar uma cultura grande importância socioeconômica e ambiental para o

Brasil, pelo seu efeito mitigador nas mudanças climáticas e pelo fato de ser matéria prima

básica para diversos produtos industrializados. O País é o principal produtor de etanol de

cana-de-açúcar do mundo. O cultivo irrigado apresenta-se como uma iniciativa de

incremento da produtividade e promove a sustentabilidade econômica da atividade

sucroalcooleira. A intensificação de gases de efeito estufa é uma das causas do

aquecimento global, sendo que o N2O é um dos principais gases de origem na agricultura

e sua concentração na atmosfera estima em mais de 130 anos. O uso de fertilizantes

agrícolas com a presença de água tem intensificado as emissões de N2O em áreas de cana-

de-açúcar no solo. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar as emissões de N2O em área

de cana-de-açúcar no Cerrado do Planalto Central submetida a diferentes lâminas

hídricas. O experimento foi instalado na Embrapa Cerrados (Planaltina-DF), com

delineamento experimental em blocos casualisados (3 blocos) e parcelas subdivididas

com as lâminas hídricas, sendo sequeiro (S), lâmina hídrica (LH17%), lâmina hídrica

(LH46%) e lâmina hídrica (LH75%) da evapotranspiração da cultura (Etc), e uma área de

Cerrado nativo adjacente ao experimento como testemunha absoluta. A cultivar de cana

foi a RB855536 e a irrigação foi aplicada conforme o sistema Line Source Sprinkler

System, modificado em barras lineares acopladas a um carretel e o método de coletas de

N2O foi das câmaras estáticas, no tempo 0, 15, 30 min respectivamente. As amostras de

solo foram coletadas na profundidade 0-10 cm, com 3 subamostras em cada parcela. As

análises de N2O foram realizadas por cromatografia gasosa, coluna Porak Q e um elétron

detector e o N-mineral, por colorimetria Lachat Quik Chen (FIA). Os fluxos diários de

N2O, variaram em média, de -41,20 a 109,95 µg m2 h-1. A intensidade diária das emissões

de N2O foi influenciada pela dinâmica de N no solo e os fatores que contribuíram para os

processos de imobilização, equilíbrio e mineralização foram a fonte de N aplicada na

adubação (sulfato de amônio), as covariavéis edafoclimáticas (espaço poroso preenchido

por água (EPSA), temperaturas do solo (TS), teores de amônio (NH4+) e nitrato (NO3

-) no

solo). Houve efeito da lâmina hídrica aplicada, sendo que a de 75% (LH75%) resultou

nos maiores fluxos de N2O. A forma de nitrogênio mineral predominante no solo foi NH4+

devido ao sulfato de amônio utilizada como fonte de N na adubação, associado à eventos

de fertilização, precipitação pluviométrica e/ou irrigação. Os maiores picos de N2O foram

observados depois da segunda adubação, possivelmente, devido ao efeito combinado das

temperaturas mais elevadas com C/N e lignina/N mais favoráveis à mineralização de N

dos resíduos vegetais da cana-de-açúcar. A presença de água, fertilização e decomposição

da palhada promovem impactos sobre os fluxos de N2O e sua magnitude depende das

condições específicas.

Palavras-chave: Saccharum officinarum, Gases de Efeito Estufa, Irrigação

ABSTRACT

The Sugarcane is a great socio-economic and environmental importance to Brazil, as a

result, it’s effect is mitigator on climate changes, and it is the basic raw material for many

industrial products. The Country is the leading producer of ethanol from sugarcane in the

world. The irritaged cultivation is an initiative improvement of productivity and promotes

the economic sustainability in the sugar and alcohol activity.The intensification of

greenhouse gases emission is one of the causes the global warming, the N2O is one of

the principal gas of agriculture and your concentration in the atmosphere is estimated in

more than 130 years ago. The use of agricultural fertilizers with the presence of water

have increased the N2O emissions in sugarcane’s areas. Thus, this research aimed to

evaluate the emissions of N2O in the area of sugar cane in the Cerrado of Central Plateau

under different water slides. The experiment was installed in Embrapa Cerrados

(Planaltina-DF), with deliniate experimental in randomized blocks (3 blocks) and plots

subdivided in dryland water blades (S), water blade (LH17%), Blade (Blade LH75

LH46%) and (%) of the evapotranspiration of culture (Etc), and a native bushland area

adjacent to the experiment as absolute witness. The variety of sugarcane was the

RB855536. The irrigation was applied as the system Line Source Sprinkler System and it

was modified linear bars coupled to a spool the method of collection N2O was static

cameras in time 0, 15, 30 respectively. The soil samples were collected at 0-10 cm depth,

with 3 subsamples in each installment. The analyses of N2O were make by gas

chromatography, Porak Column Q and an electron detector and the N-mineral, by

Colorimetry Lachat Quik Chen (FIA). The daily flows of N2, ranged on average-41.20 to

109.95 µ g m2 h-1. The daily intensity of these emissions of N2O were influenced by the

dynamics of N in the soil. The factors that contributed to the processes of standstill,

balance and mineralization were the N’s chemistry formula aplieyed in the technical on

fertilizer (ammonium sulfate), the soil and climate covariavéis (porous space filled by

water (EPSA), soil temperatures (TS), levels of ammonium (NH4+) and nitrate (NO3

-) in

the soil). The water blade’s effect applied happened and the, 75%’s blade (LH75%)

resulted in higher values of N2O. the chemistry form of mineral nitrogen in soil was NH4+

as a consequently of the formula of ammonium sulfate used as a source of N fertilization,

associated with the events of fertilisation, rainfall and/or irrigation. The highest peaks of

N2O were observed after the second fertilization, possibly, it was happened as a result for

the combined effect of higher temperatures with C/N and lignin/N, because it more

favourable to mineralization of N at vegetable residues of sugar cane. The presence of

water, nitrogen fertilization and decomposition of straw promoted impacts over N2O’s

flows and its magnitude is from soil and climate conditions. Keywords: Saccharum officinarum, Greenhouse Gases, Irrigation.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Ciclo do nitrogênio resumido. ......................................................................... 24 Figura 2. Modelo hole-in-the pipe (DAVIDSON et al, 2000) ....................................... 25 Figura 3. Localização da área experimental das coletas de N2O no solo em cana-de-

açúcar no Cerrado ........................................................................................................... 27 Figura 4. Croqui da área experimental, letra (D) corresponde a posição da cultivar

escolhida. Os tratamentos S; LH17%; LH46% e LH75% da Etc, mostram a posição das

câmaras, na coleta de N2O no solo, os blocos 2 e 3 seguem as lâminas na mesma

posição correspondente ao bloco 1. ................................................................................ 29

Figura 5. Esquema da posição das câmaras estáticas na área experimental da cana-de-

açúcar. ............................................................................................................................. 30 Figura 6. Barra irrigadora com sistema autopropelido e bocais conjugados (Line Source

Sprinkler System), em destaque as lâminas de água utilizadas. Embrapa Cerrados. 0%

(S) 17% (LH17%) 46% (LH46%) 75%(LH75%) da ETc .............................................. 31 Figura 7. Câmaras estáticas para realização da coleta de N2O no solo. ......................... 32 Figura 8. Passo a passo da coleta de N2O no solo realizado na cana-de-açúcar. Modelo

de câmaras estáticas. ....................................................................................................... 33 Figura 9. Etapas para realização da coleta e extração do solo. ....................................... 35

Figura 10. Temperatura média do ar (ºC) e Umidade relativa média do ar -UR (%) da

Região Administrativa de Planaltina-DF, durante o período entre junho de 2015 a

janeiro de 2016. .............................................................................................................. 36 Figura 11. Precipitação Pluviométrica (mm) e Irrigação (mm) durante a condução do

experimento, no período de junho de 2015 a janeiro de 2016. LH17%; LH46% e

LH75% da ETc correspondem as lâminas de irrigação da cana-de-açúcar. ................... 37 Figura 12. Fluxos diários de N2O. Ampliação na escala de junho a agosto de 2015 (A);

Fluxos diários de todo o período avaliado (B); As setas indicam o início e término das

duas adubações realizadas em 22/06/15 e 27/10/15, considerando o efeito da adubação

até um mês após a data. .................................................................................................. 40 Figura 13.Variavéis edafoclimáticas. Amônio NH4

+ (A); Nitrato NO3- (B); Temperatura

do Solo ºC (C) e EPSA % (D), no período de junho 2015 a janeiro 2016. .................... 41 Figura 14. Emissões acumulados de N2O (kg ha-1), sob sistema de plantio irrigado com

cana-de-açúcar, Planaltina, DF ....................................................................................... 47

LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Histórico de plantio, cortes realizados, adubações e irrigações no experimento

da Cana-de-Açúcar, na Embrapa Cerrados Planaltina, DF. ........................................... 28 Tabela 2. Correlação entre as emissões diárias de N2O e suas variáveis edafoclimáticas

por tratamento. ................................................................................................................ 46

LISTA DE ABREVIAÇÕES

GEE - Gases de Efeito Estufa

N2O - Óxido Nitroso

CH4 - Metano

CO2 - Dioxido de Carbono

N - Nitrogênio

NH4+ - Amônio

NO3- - Nitrato

NO- Óxido Nítrico

O2 - Oxigênio

EPSA- Espaço poroso preenchido por água

S – Sequeiro

LH17% - Lâmina Hídrica 17%



Etc - Evapotranspiração

RB - Cultivar da Cana

NPK - Nitrogênio, Fosforo e Potássio

(NH4)2SO4 - Sulfato de Amônio

KCL- Cloreto de Potássio

TS - Temperatura do Solo

MOS- Matéria Orgânica

SUMÁRIO

Resumo ............................................................................................................................. 8

1. Introdução ................................................................................................................... 15

2. Objetivos ..................................................................................................................... 17

2.1. Objetivo Geral ..........................................................................................................17

2.2. Objetivo Específicos .................................................................................................17

3. Revisão Bibliográfica ................................................................................................. 18

3.1. O bioma cerrado .......................................................................................................18

3.2. Cultivo de cana-de-açúcar ........................................................................................19

3.3. Cultivo de cana-de-açúcar irrigada ...........................................................................20

3.4. Mudanças climáticas globais ....................................................................................21

3.5. Gases de efeito estufa na agricultura ........................................................................22

3.6. Fluxos de óxido nitroso no solo................................................................................23

3.7. Variavéis Edafoclimáticas que influenciam na emissão de N2O ..............................26

4. Material e Métodos ..................................................................................................... 27

4.1. Localização e caracterização do Experimento .........................................................27

4.2. Amostragem do ar e análises dos fluxos de N2O no solo .........................................31

4.3. N-Mineral no solo.....................................................................................................34

4.4. Análise Estatística ....................................................................................................35

5. Resultados e Discussão ............................................................................................... 36

5.1.Temperatura e umidade relativa do ar .......................................................................36

5.2. Fluxos de N2O e variavéis Edafoclimáticas .............................................................37

5.2.1. Depois da primeira adubação ................................................................................37

5.2.2. Depois da segunda adubação .................................................................................42

5.3.Relação entre N2O e as variavéis edafoclimáticas ....................................................44

5.4. N2O acumulado na cana-de-açúcar ..........................................................................46

6. Conclusões .................................................................................................................. 49

7. Referências Bibliográficas .......................................................................................... 50

15

1. INTRODUÇÃO

O enfrentamento dos desafios expostos pelas mudanças climáticas tem se tornado

um tema relevante nos últimos anos no setor agropecuário e ambiental. A realização de

atividades antrópicas comprometendo os empreendimentos rurais alcançou um leque de

preocupações a nível mundial, levando a necessidade de pesquisas nesta área. Tais

mudanças associadas a emissões de gases de efeito estufa (GEE) são crescentes e o

avanço em debates nos Países de clima tropical sobre o tema (ALMEIDA et al., 2015).

A intensificação do efeito estufa é a principal causa do aquecimento global, e

embora o “efeito estufa” seja um fenômeno natural, vem sendo potencializado,

principalmente pela ação de atividades agropecuárias e industriais. A presença de GEE

na atmosfera ajuda a reter o calor do Sol, promovendo o aquecimento do planeta, porém,

quando isso acontece de forma desequilibrada, pode ocorrer um incremento da radiação

infravermelha na atmosfera (RODRIGUES FILHO & SANTOS, 2011). Hansen et al.

(2005) estimaram que ao longo de dez anos, com a taxa atual de aumento da concentração

de GEE pode ocorrer um aumento na retenção de energia de ondas longas na atmosfera

de 0,85 W m-2 o que provocaria um aumento de 0,6 ºC.

A agricultura tem um papel significativo nas variações das concentrações destes

GEE, sobretudo o óxido nitroso (N2O), que afetam a existência de vida na Terra. O N2O

é um dos principais GEE em termos de relevância, apresenta uma menor concentração na

atmosfera e um nível superior no poder de aquecimento de 300 vezes maior que o gás

carbônico (CO2) e pode permanecer por mais de 130 anos (BEUCHLE et al., 2015), ou

seja, sua meia vida é bastante longa. O principal componente do N2O é o nitrogênio (N),

elemento básico das proteínas e fundamental para existência de vida (ALMEIDA et al.,

2015). O setor agrícola é um dos responsáveis pelas emissões de N2O na gestão de

resíduos de origem animal e agrícola (SIGNOR & CERRI, 2013).

Mudanças climáticas, tanto naturais como antrópica, representam um alerta de

situação vulnerável devido aos impactos ambientais, e não se sabe com precisão a

magnitude que essa mudança do clima pode afetar os ecossistemas e a sociedade. Porém,

entende-se que a desaceleração dessas mudanças climáticas depende de estudos e ações

do atual modelo de desenvolvimento e dos padrões de consumo a ele associado

(RODRIGUES FILHO & SANTOS, 2011). O sistema de manejo e uso do solo na

agricultura afeta o fluxo de N2O, já que o mesmo faz parte do ciclo do nitrogênio pela

16

disponibilidade de nitrato, temperatura, pH, umidade, presença de íon de amônio e de

compostos oxidantes que são empregados como receptores de elétrons para degradação

da matéria orgânica do solo (MOS) (ALMEIDA et al., 2015).

O Cerrado Brasileiro, uma das savanas de maior biodiversidade vegetal do mundo,

ocupa cerca de 200 milhões de hectares na parte central do Brasil (FELFILI & SILVA

JUNIOR, 2005), sendo considerado como um bioma de grande importância na produção

de alimentos, agroenergia e pela sua biodiversidade (SANO et al., 2009). No Brasil a

emissão de N2O em 2012, chegou a 541 Gg de CO2 o setor agropecuário contribuiu com

cerca de 38% das emissões quando comparada à emissão de metano (CH4) (MCTI, 2014).

As mudanças climáticas antrópicas são prejudiciais, necessitando intervenção no sentindo

de mitigação desses impactos negativos para atual geração (MMA, 2013).

A cana-de-açúcar é umas das culturas de maior importância ambiental e

socioeconômica para o Brasil (MANZATTO et al., 2009), crescendo cada vez mais no

setor sucroenergético, com destaque na sua produção, principalmente, na região Centro-

Sul, e impactos ambientais positivos depois da mudança no sistema de colheita com

abandono da queima (BORDONAL et al., 2015). A sua importância está desde a fixação

de CO2 pela eficiência fotossintética e acúmulo/sequestro de carbono no solo, o interesse

econômico gerado pela cultura e o fato de ser matéria prima básica para diversos produtos

industrializados, como o açúcar, álcool combustível (etanol), além da recente produção

de energia utilizando subprodutos da indústria (AGRIANUAL, 2009; MMA, 2013).

O grande valor estratégico que a cana-de-açúcar assumiu ao longo da última

década atraiu investimentos, tornando o planejamento uma ferramenta essencial e

juntamente com a modelagem agrícola contribuíram para o avanço no conhecimento da

interação entre as plantas e o ambiente (NASSIF, 2010). E mesmo com esse avanço,

permitindo um melhor entendimento dos processos físicos, químicos e biológicos, a

compreensão dos fluxos de gases do solo ainda é incipiente. Os problemas ambientais

que nos afetam hoje são resultados do uso intensivo dos recursos naturais para atender ao

crescimento da população, à urbanização e à economia dos países, principalmente, dos

mais desenvolvidos (RODRIGUES FILHO & SANTOS, 2011).

O Brasil é o maior produtor de etanol de cana-de-açúcar do mundo, devido à

demanda mundial crescente desse produto, a expansão desta cultura atende como uma

das principais fontes renováveis (GOLDEMBERG et al., 2014). A presença de irrigação

no cultivo da cana-de-açúcar proporciona aumento na produtividade que promove a

sustentabilidade econômica da atividade sucroalcooleira (DANTAS NETO et al., 2006).

17

Os sistemas agrícolas irrigados, em combinação com a fertilização são uma fonte

significativa de N2O. A presença de água e fertilizantes impulsionam uma maior

produtividade no sistema irrigado, resultando também em um potencial maior para as

emissões de N2O. Essas emissões cumulativas no solo durante uma safra são

denominadas por episódios de altas emissões observados após a irrigação (JAMALI et

al., 2015; LIU et al., 2011; SCHEER et al., 2012).

A presença de água é um fator estímulo para o incremento da emissão de N2O.

Entretanto, dentre as formas de diminuir as emissões de GEE e mitigar as mudanças

climáticas, incluem fontes de energia renováveis como biomassa e etanol, produzido pela

cana-de-açúcar (BORDONAL et al., 2015). Os sistemas de irrigação quando ajustados a

duração e quantidade da água podem proporcionar uma oportunidade na mitigação das

emissões de N2O (SCHEER et al., 2008). Através da melhoria de esquemas de irrigação

em pequenas quantidades (JAMALI et al., 2015), levando em consideração o

desenvolvimento sustentável. A mitigação no uso da água, mantendo a produção com a

quantidade mínima necessária de irrigação.

Neste sentindo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar emissões de N2O em

área de produção de cana-de-açúcar submetida a diferentes lâminas hídricas (S, LH17%,

LH46% e LH75% da Evapotranspiração ETc) no Cerrado do Planalto Central.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

O presente estudo tem como objetivo principal avaliar as emissões de N2O em

área de cana-de-açúcar no Cerrado do Planalto Central, submetida à diferentes lâminas

hídricas (S, LH17%, LH46%, LH75% da ETc).

2.2 OBJETIVO ESPECÍFICOS

a) Avaliar a concentração mineral de nitrogênio disponível nas formas de nitrato

(NO3-) e amônio (NH4

+) no solo com cultivo de cana-de-açúcar; submetida a diferentes

lâminas hídricas (S, LH17%, LH46% e LH75% da ETc);

b) Relacionar as emissões de óxido nitroso com as co-variáveis (EPSA, NO3-,

NH4+, temperatura do solo) submetida a diferentes lâminas hídricas (S, LH17%, LH46%

e LH75% da ETc).

18

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1. O BIOMA CERRADO

O Cerrado é o segundo maior bioma brasileiro, conhecido pela diversidade

fitofisionômica e por apresentar a mais rica flora dentre as savanas do mundo (KLINK &

MACHADO, 2005), abrange aproximadamente 200 milhões de hectares sob expansão

agrícola (CARVALHO et al., 2006), cerca de 23% do território nacional. Recentemente,

1 milhão de km², que equivale à 50% da extensão do Cerrado é ocupada pelo setor

agropecuário devido a topografia e solos adequados (LAPOLA et al., 2013). Segundo

Machado et al. (2004) apenas 34% da região encontra-se em estado natural, e estimativas

indicam que até 2030 está área será de 2,0 milhões por hectares.

O clima é considerado sazonal, com eventos de chuva de outubro a março e seca

de abril a setembro. As temperaturas são geralmente entre 22ºC e 27°C, e a precipitação

média anual é de 1.500 mm (KLINK & MACHADO, 2005). A vegetação de Cerrado

ocorre em vários tipos de solos, sendo a maior parte destes bem drenados, profundos,

ácidos, pobres em nutrientes e com alta saturação de alumínio, classificados como

latossolos (FELFILI & SILVA JUNIOR, 2005). Na região Centro-Oeste, as atividades

agropecuárias foram facultadas pelo avanço tecnológico, que beneficiou a integração dos

Cerrados com terras planas, baratas e maior produção por área, pelo desenvolvimento da

infraestrutura e o crédito agrícola financiado (FERREIRA & DINIZ, 1995). A região

alcançou grande aumento de produção, principalmente relacionados à ampliação das

áreas cultivadas (JANTALIA et al., 2006).

O Brasil se concretizou nas últimas décadas, como um importante exportador de

commodities agrícolas, decorrente da expansão do Cerrado (RADA, 2013). As grandes

mudanças sucedidas resultaram em problemas ambientais, como fragmentação de

hábitats, extinção da biodiversidade, invasão de espécies exóticas, erosão dos solos,

poluição de aquíferos, degradação de ecossistemas, alterações nos regimes de queimadas,

desequilíbrios no ciclo do carbono e prováveis alterações climáticas regionais

(BEUCHLE et al., 2015). Dentre essas mudanças, o crescimento agrícola ocasionado pelo

desmatamento e mudança do uso da terra provocam o aumento da emissão de gases de

efeito estufa (STRASSBURG et al., 2014), que é um dos principais danos ambientais

globais na atualidade.

19

3.2. CULTIVO DE CANA-DE-AÇÚCAR

A cultura de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é considerada de grande relevância

econômica, social e ambiental para o Brasil (MANZATTO et al., 2009). Pela sua

relevância ambiental na fixação de CO2, o interesse econômico, sua forte expansão ao

longo da última década, e o fato da cultura ser matéria prima básica para diversos produtos

industrializados, dos quais se destacam o açúcar, álcool combustível (etanol) e a produção

de energia utilizando subprodutos da indústria (AGRIANUAL, 2009). O programa de

etanol brasileiro de cana-de-açúcar induz a investimentos internos e externos, e é exemplo

de energia renovável entre os Países emergentes (GOLDEMBERG, 2007).

A produção desta cultura no Brasil aumentou desde o início do século XXI, com

sua implantação em várias regiões, principalmente pelo aumento no consumo de etanol

no mercado interno (MARIN et al., 2011). O País é líder em pesquisa e desenvolvimento

da cultura, tanto nos processos produtivos e de processamento, predominante na

tecnologia de sua produção (PICOLI et al., 2009). Em manufatura total apresenta um alto

grau de tecnificação das lavouras nas atividades produtivas e biotecnologia. A busca por

mecanismos de energia renováveis e menos poluentes engrandece a produção de cana-

de-açúcar, em razão de o etanol ser uma importante fonte de energia de menor impacto

ambiental (OLIVEIRA, 2010).

A queima de resíduos realizada no processo de cogeração de energia em usinas de

cana-de-açúcar, tem grande potencialidade no País, assegura energia e lucro às usinas

com o retorno do remanescente gerado às empresas distribuidoras (RANGEL et al.,

2014). Atualmente, a cultura compõe uma área que produz um alto montante de capital,

tecnologia e informação (CARVALHO, 2009). Mecanismos em prol de uma maior

sustentabilidade no setor energético tem expandido significativamente no Brasil nos

últimos anos. Deste modo, o setor sucroalcooleiro contribui na descentralização e

diversificação da matriz energética brasileira. Fontes renováveis e alternativas de energia

pelo alto potencial energético, provindo a cogeração a se tornar um importante segmento

de negócios (MENEGUELLO & CASTRO, 2007).

O progresso da produção no setor sucroalcooleiro, está caracterizado com maior

significância, pelo crescimento da área plantada, e a baixa nas produções está relacionada

a produtividade (CONAB, 2014). O País apresenta, além dos atuais 9 milhões de hectares

ocupados por canaviais, mais de 65 milhões de hectares propícios ao plantio da cana-de-

açúcar, dos quais aproximadamente 19 milhões são de alta aptidão (EMBRAPA, 2009),

20

como resultado da crescente demanda mundial, vem se expandindo cada vez mais, sendo

o maior produtor de etanol de cana do mundo, difundindo o cenário de mudança no uso

da Terra com a conversão de pastagens em canaviais. Cerca de um terço da produção

mundial de etanol é fornecida pela cana-de-açúcar brasileira, com contribuições de outros

Países da América Latina (GOLDEMBERG et al., 2014).

3.3. CULTIVO DE CANA-DE-AÇÚCAR IRRIGADA

O fundamento básico da irrigação é fornecer água as culturas de maneira a atender

as exigências hídricas durante o seu ciclo, viabilizando um produto de boa qualidade. O

uso crescente de água e da demanda de alimentos nas áreas urbanas e industriais tem

exigido o aprimoramento de técnicas nos sistemas de produção agrícola. O avanço

tecnológico da irrigação vem sendo implantado em áreas como alternativa na melhoria

da qualidade total do processo de produção (ARANTES, 2012; SILVA et al., 2012).

Solos sob a agricultura irrigada são uma fonte significativa de N2O, devido à

grande utilização de N fertilizantes e água (JAMALI et al., 2015; LIU et al., 2011;

SCHEER et al., 2012). Os sistemas de irrigação podem proporcionar uma oportunidade

para mitigar as emissões de N2O ajustando a duração e quantidade da água de irrigação

(SCHEER et al., 2008). A quantidade total de água aplicada a uma cultura depende da

espécie estação, tipo de solo, chuva e vegetais (DUNN, 2014). Dois terços da futura

demanda mundial de alimentos, provém dos sistemas irrigados em decorrência do seu

potencial para uma maior produtividade (FAO, 2010). No ano de 2007-08, terras

agrícolas irrigadas na Austrália produziu 28% do total bruto do valor da produção agrícola

(ABS 2010).

A cana-de-açúcar demanda um grande volume de água, e o conhecimento da

demanda hídrica é de grande importância, pois essa informação utilizada nas áreas

irrigadas, visa o aumento da eficiência na irrigação, através de melhorias no

dimensionamento e no manejo do sistema (SILVA et al., 2012). O estudo da cultura em

seu ambiente de desenvolvimento pode gerar grandes conhecimentos, e a cultivar a ser

plantada, explorando o potencial máximo do local de produção, e o melhor rendimento

da cana-de-açúcar (MAULE et al., 2001).

A precipitação pluviométrica nem sempre atende à necessidade hídrica das

plantas, por isso a importância da irrigação, que quando bem executada resulta num

retorno econômico indiscutível (DANTAS NETO et al., 2006). Pode ser considerada uma

ferramenta para o produtor viabilizar a produção e aumentar a produtividade da cana-de-

21

açúcar na região, a utilização dessa tecnologia possibilita o suprimento adequado da

cultura, evitando assim que a planta seja submetida a períodos de intensa restrição hídrica

(ARANTES, 2012).

3.4. MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS

As principais mudanças no clima da Terra são o aquecimento global e a maior

frequência de fenômenos climáticos extremos, como furacões, secas e inundações. A

temperatura média do planeta vem se elevando desde a Revolução Industrial, e a

comunidade cientifica defende, que a intensificação do efeito estufa natural é causada

pelo aumento da concentração de alguns GEE, que incluem CO2, CH4 e o N2O.

O longo tempo de duração na atmosfera, mostra um efeito acumulativo de todos

os GEE emitidos desde a Revolução Industrial, principalmente, o N2O cujo tempo de

permanência na atmosfera é de aproximadamente 130 anos. A humanidade experimentou

um ritmo de crescimento econômico, tornando necessário acelerar a exploração dos

recursos naturais, especialmente os minerais e energéticos, como petróleo, carvão e

energia nuclear, além de aumentar a produção de alimentos. Nesse sentido novos modelos

de desenvolvimento ambientalmente sustentável, socialmente justo, culturalmente

aceitável e politicamente correto são propostos (RODRIGUES FILHO & SANTOS,

2011).

O cultivo de cana-de-açúcar é uma das principais mudanças do uso da Terra no

Brasil devido sua expansão pela demanda crescente de etanol (LAPOLA et al., 2010;

GOLDEMBERG et al., 2014). Segundo a Convenção das Nações Unidas sobre Mudança

do Clima do Brasil, estima-se que 84% do total das emissões de N2O foram de origem do

setor agrícola, dos quais 17% de aplicação de fertilizantes e do manejo dos resíduos de

culturas (BRASIL, 2010). A produção de biocombustíveis no Brasil é baseada na cana-

de-açúcar, sendo que o sucesso da sua produção parte da resistência da cultura a fatores

edafoclimáticos adversos, pragas e doenças, com rebrota após colheita e um balanço

energético positivo (MACEDO et al., 2008). Em 2013 a produção de bioetanol foi de 21

milhões de m³ (UNICA, 2014).

Portanto, o clima da Terra está sendo perturbado pelo aumento das emissões de

GEE e formas de mitigar essas mudanças climáticas incluem fontes de energia renováveis

para os combustíveis fósseis. Essa demanda resultante das mudanças climáticas globais

favoreceu a cana-de-açúcar como uma das principais fontes de energia renovável no

Brasil, já que o etanol, seu derivado, pode reduzir essas emissões em 85%. No entanto, o

22

impacto total da cana-de-açúcar requer preocupações a respeito do real dano ambiental

pela mudança do uso da terra (HERNANDES et al., 2014).

3.5. GASES DE EFEITO ESTUFA NA AGRICULTURA

O efeito estufa é a principal causa do aquecimento global, foi descrito pela

primeira vez em 1824, pelo matemático francês Jean-Baptiste Joseph Fourier. Ele

observou que a atmosfera serve para aquecer o planeta, e comparou-a à concha de vidro

de uma estufa, que absorve a radiação solar (luz) e retém a radiação térmica (calor). É um

fenômeno natural, causado pela presença de determinados gases na atmosfera, conhecidos

como GEE. Eles provocam a retenção da radiação infravermelha na atmosfera, e são

responsáveis por segurar o calor do Sol e deixar o planeta aquecido, ou seja, “efeito estufa

natural”.

E em sua intensidade natural, o efeito estufa retém na atmosfera parte do calor que

recebemos do Sol, sendo responsável por aumentar e manter a temperatura da Terra em

torno de 30 ºC. Com esse aumento, chegamos a uma média de 15 ºC, que é uma

temperatura adequada para a vida e para manutenção do equilibro. Na ausência desses

GEE na atmosfera girando em torno de -15 ºC, teríamos um planeta congelado. Portanto,

o problema não está no efeito estufa em si, mas sim no aumento exagerado e rápido das

emissões de GEE, principalmente, ao longo dos últimos duzentos anos, como

consequência da aceleração do consumo de combustíveis fósseis, da geração de resíduos,

do desmatamento e de queimadas (RODRIGUES FILHO & SANTOS, 2011).

Em geral, três GEE são afetados pela agricultura, dióxido de carbono (CO2),

metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), os quais são importantes para balanço radioativo da

Terra (MOSIER et al., 2004). Desses gases, o N2O é aquele que possui maior importância

para os sistemas agrícolas, visto que 70% das suas emissões globais tem origem da

dinâmica do nitrogênio no solo em agroecossistemas (USSIRI & LAL, 2013). Sua

capacidade de aquecimento é 300 vezes maior que o CO2 (BEUCHLE et al., 2015) e

possui vida útil de aproximadamente 130 anos na atmosfera (HARTMANN et al., 2013).

No Brasil, 94% das emissões de N2O resultam da agricultura e o setor pecuário,

ocasionado pelo uso dos solos agrícolas (MCTI, 2014).

O aquecimento global e o aumento na concentração de GEE na atmosfera tem sido

um tema recorrente em pesquisas. Em maio de 2013, a concentração de CO2 na atmosfera

ultrapassou a marca de 400 partes por milhão desde o início das medições em 1958.

Apesar da menor proporção de N2O em relação à concentração de CO2 na atmosfera,

23

ações de mitigação devem priorizar suas emissões (MARTINS et al. 2015) em função do

seu potencial de aquecimento global ser 300 vezes maior que o CO2, num horizonte de

tempo de 100 anos (IPCC, 2013), apresentando assim grande resiliência na atmosfera. A

agricultura é responsável por grande parte dessas emissões. O principal biocombustível

utilizado no Brasil é o etanol derivado da cana-de-açúcar, uma fonte de energia renovável

e de mitigação desses GEE.

3.6. FLUXOS DE ÓXIDO NITROSO NO SOLO

No Brasil, as emissões de N2O são resultantes especialmente dos solos, por meio

da mudança de uso e manejo, representando cerca de 94% do total das emissões deste gás

(MCTI, 2014). O elevado percentual de crescimento populacional acarretou no acréscimo

da produtividade agrícola, para fornecer a demanda por alimentos. O N é um nutriente

limitante ao crescimento dos vegetais, e é adicionado ao solo nas formas de fertilizantes

minerais, orgânicos e através da fixação biológica do N (OLIVEIRA, 2015). A aplicação

de fontes nitrogenadas minerais aumentou notavelmente (IBGE, 2012), para que a

agricultura mantivesse os seus altos níveis de produção.

O N encontrado na biosfera está na forma de compostos orgânicos sintetizados

por plantas e microrganismos. Para absorção pelas plantas, ele é transformado na forma

inorgânica pelo processo de mineralização. O N disponível nos solos depende da relação

C/N dos resíduos, alta relação representa imobilização no solo, quando relação C/N do

material em decomposição estiver entre 10 e 20, acontece o equilíbrio, e valores inferiores

a esse ocorre o processo de mineralização (GOEDERT, 1986).

As reações do N ligado à matéria orgânica são afetadas por condições ambientais,

dependendo da combinação de fatores edafoclimáticos (umidade, pH e temperatura). A

imobilização ocorre em condições de alta relação C/N, transformando o N inorgânico em

N orgânico. Adições de resíduos ao solo, tais como restos de culturas, adubos verdes no

solo afetam o processo de imobilização dependendo da relação C/N e lignina/N, conforme

mostrado no ciclo do nitrogênio (Figura 1). Os processos de mineralização e imobilização

dependem da relação C/N do material vegetal adicionado ao solo (CANTARELLA,

2007).

24

Figura 1. Ciclo do nitrogênio resumido.

A maior parte do N2O emitido deriva de dois processos biológicos: a nitrificação

e a desnitrificação (Figura 2), que fazem parte do ciclo do nitrogênio (ALMEIDA et al.,

2015). Os fertilizantes químicos nitrogenados aplicados no solo são predominantemente

compostos por NH4+, NO3

- ou ureia.

A disponibilidade de N no ecossistema deriva dos processos biogeoquímicos que

ocorrem no solo. O NO3- resulta da oxidação de NH4

+ pela ação das bactérias aeróbias

enquanto no processo de amonificação o NH4+ é transformado pela mineralização da

matéria orgânica. Estas reações ocorrem essencialmente em todos os ecossistemas

terrestres, aquáticos e sedimentares. As principais bactérias do solo e da água que oxidam

o amônio ao nitrito, são as Nitrosomonas e Nitrosospira, enquanto que Nitrobacter é o

principal gênero de bactérias que oxidam o nitrito ao nitrato (MOSIER et al., 2004).

Davidson et al. (2000) mostram no modelo conceitual que envolve as muitas

variáveis do solo, com diferentes níveis de regulação, conhecido como “hole-in-the-pipe”

(HIP). Enquanto a maioria dos estudos feitos analisa somente o N2O e/ou óxido nítrico

(NO), o modelo analisa os dois gases pelos processos comuns de produção e consumo

microbiológico. O modelo descreve a emissão de N2O e NO como sendo regulada em

dois níveis (Figura 2). Num primeiro momento, a quantidade de fluido que passa pelo

“tubo” é análoga à taxa de ciclagem de N em geral, ou especificamente às taxas de

25

oxidação de NH4+ por bactérias nitrificantes e redução de NO3

- por bactérias

desnitrificantes. Num segundo nível, a quantidade de N que 'escoa' fora do “tubo” como

o óxido gasoso de N, por um 'buraco' para NO e outro 'buraco' de N2O, é determinado por

várias propriedades de solo.

.

Figura 2. Modelo hole-in-the pipe (DAVIDSON et al, 2000).

O suprimento de oxigênio (O2) é limitante para as atividades dos microrganismos

nitrificadores. Em solos inundados ou em anaerobiose, o NH4+ é o produto final da

mineralização, há várias situações que as restrições do O2 na solução do solo, como alta

umidade, que reduz o espaço poroso ocupado pelo ar, alta temperatura que diminui a

demanda desse gás por microrganismos heterotróficos, e disponibilidade de C oxidável,

que promove a atividade microbiana gerando maior consumo de O2 (SCHMIDT, 1982).

Os solos podem se distinguir pela quantidade de N mineralizado e forma

produzida (NH4+ e NO3

-), além de sua distribuição sazonal e espacial (SPRENT, 1987).

A desnitrificação é a redução microbiológica de nitrato ou nitrito a nitrogênio gasoso,

realizada por um grupo de bactérias aeróbias e heterotróficas (CAMERON et al., 2013).

No transcorrer dos processos alguns intermediários são produzidos, entre eles o N2O, que

é liberado para a atmosfera na forma de GEE (BAGGS & PHILIPPOT, 2010).

26

3.7. VARIAVÉIS EDAFOCLIMÁTICAS QUE INFLUENCIAM NA EMISSÃO

DE N2O

Os solos agrícolas por serem as principais fontes de emissão N2O para a atmosfera,

podem ser manejados para afetar os processos de nitrificação e desnitrificação e,

consequentemente, interferirem nos fluxos de N2O no solo (SIGNOR & CERRI, 2013).

Vários fatores influenciam nas emissões de N2O, e os de grande relevância são a umidade,

a temperatura e a concentração de N mineral no solo (CAMERON et al., 2013).

A magnitude das perdas de N2O está associada ao aumento de umidade no solo,

provocando o acréscimo na quantidade de espaço poroso preenchido por água (EPSA) e

consequente diminuição no O2 disponível (BRAGA et al., 2011). A umidade do solo

determinada durante as coletas de N2O pode resultar no EPSA, co-variável calculada com

base na umidade e densidade do solo, que possui alta correlação com a emissão de N2O.

O EPSA associado à temperatura do solo explicam grande parte das emissões desse GEE

(SIGNOR & CERRI, 2013).

Outra co-variável importante é o N disponível nas formas de NO3- e NH4

+

(CARMO et al., 2005), como também, o pH do solo, que influencia a mineralização de

N. Solos aerados com EPSA entre 35 e 60% promovem a formação de N2O como um

subproduto da nitrificação. EPSA acima de 60% favorece as reações de desnitrificação

ocorrendo uma maior emissão deste gás, e a anaerobiose favorece perdas na forma de N2

(JANTALIA et al., 2006).

Portanto, a contribuição do setor agrícola nos fluxos diários de N2O para a

atmosfera corresponde uma elevada porcentagem, no ranking das emissões de GEE.

Segundo o World Resources Institute (WRI), em 2011 o Brasil ocupava o 2° lugar no

ranking das emissões em atividades agropecuárias do mundo (IMAFLORA, 2015).

Modificações provindas de práticas liberais tem alterado o ciclo global do nitrogênio, por

meio da conversão do N2 atmosférico em formas reativas de N. Com a aplicação de

fertilizantes e cultivo de leguminosas para produção alimentar, 120 milhões de toneladas

de N2 atmosférico são convertidos por ano. Em escala de planeta, quantidades adicionais

de nitrogênio e fósforo, perturbam de modo relevante os ciclos biogeoquímicos globais

(ROCKSTROM et al., 2009).

O N fixado tem crescido nos ecossistemas, sendo alguns fatores que proporcionam

isso o aumento pela mudança da cobertura vegetal, a queima de biomassa e combustão

de combustíveis fósseis (GALLOWAY et al., 2004).

27

4. MATERIAL E MÉTODOS

4.1. LOCALIZAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO EXPERIMENTO

O experimento foi conduzido na Estação Experimental da Embrapa Cerrados

(CPAC), em uma área de 0,36 hectares, (latitude 15°39’84’’ Sul e longitude 47°44’41’’

Oeste), próximo a Região Administrativa de Planaltina DF (Figura 3). O clima da região

é classificado como o Aw classificação de Köppen (BRASIL, 1972), com estações bem

definidas, invernos secos, verões úmidos e longos períodos de seca no inverno. A

temperatura média anual varia de 22 °C a 25 °C e a precipitação varia de 800 a 2.000 mm

por ano, sendo que 80% dessa precipitação ocorre durante o período chuvoso, entre os

meses de outubro a fevereiro.

Figura 3. Localização da área experimental das coletas de N2O no solo em cana-de-açúcar no

Cerrado.

O solo da área é classificado como Latossolo Vermelho distrófico (EMBRAPA,

2006). O experimento foi avaliado de 22 de junho de 2015 até 29 de janeiro de 2016.

Inicialmente na implantação do experimento foi realizada uma adubação corretiva (a

lanço e incorporada) de 500 kg ha-1 de gesso e 50 kg ha-1 de FTE BR-10 (pó), em seguida,

a adubação de plantio na dose de 600 kg ha-1 de NPK na formulação 04-30-16. A

adubação de cobertura com nitrogênio (N) e Potássio (K) foi aplicada de forma manual,

28

após o primeiro corte das plantas e em dois períodos, no início de maio na dose de 400

kg ha-1 de NPK (20-00-20) e em novembro de 2011 na dose de 600 kg ha-1 de NPK (20-

00-24), repetindo-se esta mesma adubação nos anos posteriores.

O plantio da cana-de-açúcar aconteceu em 2010, e o primeiro corte ocorreu em

2011 com a cana planta de um ano (12 meses), sendo que após o primeiro corte o ciclo

de ambas foi anual e ela recebe a denominação de cana soca (BARBOSA, 2010). O turno

rega de irrigações foi de 10 dias e foram realizadas duas adubações durante a condução

do experimento (Tabela 1).

Tabela 1. Histórico de plantio e cortes realizados, adubações e irrigações no experimento da Cana-

de-Açúcar, na Embrapa Cerrados Planaltina, DF.

Data de plantio e cortes da cana de-açúcar

Plantio da Cana Junho/2010

Primeiro Corte da Cana Maio/2011

Cana Soca Segundo Corte Abril/2012

Cana Soca Terceiro Corte Maio/2013

Cana Soca Quarto Corte Abril/2014

Cana Soca Quinto Corte Maio/2015

Adubações realizadas

1º adubação 22/06/2015

2º adubação 27/10/2015

Irrigações

23/06/2015

02/07/2015

13/07/2015

23/07/2015

03/08/2015

12/08/2015

24/08/2015

03/09/2015

14/09/2015

24/09/2015

05/10/2015

15/10/2015

11/11/2015

O experimento da cana-de-açúcar possui seis cultivares (RB855156; RB835486;

RB867515; RB855536; RB928064 e RB92579) e sete níveis de irrigação (0%, 7%, 17%,

36%, 46%, 75% e 100% da evapotranspiração (ETc)). Neste estudo, a cultivar de cana

escolhida foi RB855536, representada pela letra D e foram selecionadas quatro lâminas

de água, sendo Sequeiro 0% (S), Lâmina Hídrica 17% (LH17%); Lâmina Hídrica 46%

29

(LH46%) e Lâmina Hídrica 75% (LH75%) da ETc, além de uma área de Cerrado Nativo

(Cerr) adjacente à área de estudo como referência. O delineamento experimental foi em

blocos casualizados (3 blocos) com parcelas subdividas representadas pelas lâminas

hídricas selecionadas (Figura 4).

Figura 4. Croqui da área experimental, letra (D) corresponde a posição da cultivar escolhida. Os

tratamentos S; LH17%; LH46% e LH75% da Etc, mostram a posição das câmaras, na coleta de

N2O no solo, os blocos 2 e 3 seguem as lâminas na mesma posição correspondente ao bloco 1.

(S) Sequeiro; (LH17%)Lâmina Hídrica 17% da ETc (LH46%)Lâmina Hídrica 46% da ETc e (LH75%)

Lâmina Hídrica 75% da ETc.

A RB855536 foi selecionada por apresentar como características: bom

touceiramento, colmos eretos de diâmetro médio, cor arroxeada e bainhas semiabertas de

fácil despalha, alta produtividade industrial, ausência de florescimento e ótima brotação

de soqueira. O ideal é que esta cultivar seja plantada em ambientes de elevada fertilidade

e com suprimento hídrico adequado. Ela é resistente à escaldadura, mosaico, carvão e

estrias vermelhas (RIDESA, 2010).

Cada parcela é composta por uma fileira de plantas com 4,0 m de comprimento e

1,5 m de largura, sendo a área útil formada pelos 3,0 m centrais descartando 0,5 m de

cada lado para evitar o efeito bordadura. Foram instaladas duas câmaras estáticas fixas

por tratamento, sendo a câmara A na entrelinha; B na linha no canavial (Figura 5), num

30

total de 24 câmaras estaladas no solo, além de 3 câmaras no cerrado nativo adjacente a

área experimental.

Figura 5. Esquema da posição das câmaras estáticas na área experimental da cana-de-açúcar.

A irrigação foi realizada conforme o sistema Line Source Sprinkler System,

descrito por Hanks et al. (1976), e modificado para aplicação na forma de barras lineares

acopladas a um carretel (Figura 6), em que a lâmina de água aplicada na cultura decresce

do centro para as extremidades da área. O manejo da irrigação foi realizado com base na

metodologia Penman-Monteith (MONTEITH, 1965), recomendado pela FAO (SMITH,

1991).

As parcelas foram irrigadas em turnos de rega fixos com intervalos de 10 dias, e

receberam lâminas de irrigação que corresponderam a S, LH17%, LH46% e LH75% da

ETc, estimada através do balanço hídrico climatológico, utilizando-se a irrigação via

sistema auto propelido com barra irrigadora, com bocais conjugados e emissores XI-

Wobbler.

31

Figura 6. Barra irrigadora com sistema autopropelido e bocais conjugados (Line Source Sprinkler

System), em destaque as lâminas de água utilizadas. Embrapa Cerrados. 0% (S) 17% (LH17%)

46% (LH46%) e 75%(LH75%).

(S) Sequeiro; (LH17%)Lâmina Hídrica 17% da ETc (LH46%)Lâmina Hídrica 46% da ETc e (LH75%)

Lâmina Hídrica 75% da ETc.

A escolha do tratamento correspondente a S da ETc parte de seu suprimento

hídrico que foi completamente suspenso após a irrigação de salvamento, na tentativa de

reproduzir a realidade dos sistemas de produção de algumas usinas da região Centro-

Oeste, que possuem canaviais implantados em áreas sob longos períodos de deficiência

hídrica devido à estacionalidade pluviométrica apresentada pelo Cerrado. O tratamento

LH75% da ETc, entre as lâminas de irrigação, atingiu a máxima produção em

experimentos anteriores. As LH46% e LH17% representa o intermediário entre a máxima

e mínima escolhida, entre LH75%, LH46% e LH17% da ETc, a diferença entre as lâminas

intermediárias foi de 29% quando comparada a LH75% da ETc.

Foram realizadas duas aplicações de fertilizantes em cobertura durante a condução

do experimento, no dia 22/06/2015, correspondendo a 180 kg K2O ha-1 (Cloreto de

potássio), 120 kg N ha-1 (Sulfato de amônio), 80 kg P2O5 ha-1 (Super fosfato triplo). Na

segunda adubação de cobertura, 27/10/2015 corresponderam a 180 kg K2O ha-1 (Cloreto

de potássio), 360 kg N ha-1 (Sulfato de amônio), e 85 kg P2O5 ha-1 (Super fosfato triplo).

4.2. AMOSTRAGEM DO AR E ANÁLISES DOS FLUXOS DE N2O NO SOLO

Os fluxos de N2O no solo foram medidos durante sete meses (junho até janeiro),

utilizando o método de câmaras estáticas fechadas, compostas de uma base de metal

retangular de dimensão 38 x 68 cm (MOSIER et al., 2006). Durante esse período foram

32

realizadas 64 medições de N2O na área. As coletas contemplaram os turnos de irrigação,

períodos de chuva e as aplicações de fertilizantes, com frequência de duas a três vezes

após cada um desses eventos.

As bases de metal foram inseridas no solo na profundidade de 8 a 9 cm e

permaneceram durante todo o período de avaliação (Figura 7). A parte exposta possui

uma canaleta, na qual se insere borracha esponjosa para garantir vedação total de ar e uma

tampa retangular, com uma cobertura metalizada (quimanta) com uma espuma de 2 cm

de espessura entre a tampa e quimanta para refletir os raios solares e tamponar a

temperatura interna da câmara. O conjunto total da base com a tampa atinge altura de 10,5

cm. Esta parte superior somente foi acoplada na base metálica nos eventos de

amostragem.

A vedação da tampa foi realizada por meio de borracha esponjosa isolante e com

o auxílio de ligas de borracha. Sobre cada tampa retangular era fixada uma mangueira

com válvula de três vias, com abertura para acessar a câmara fechada, permitindo a

retirada dos gases no momento da coleta. Em cada parcela a amostragem de N2O em

campo foi acompanhada de medidas das temperaturas com o auxílio de termômetros

digitais nas câmaras e no solo para os cálculos de fluxos N2O.

Figura 7. Câmaras estáticas para realização da coleta de N2O no solo.

Antes de cada coleta foi realizado vácuo (2,0 mBar) nos vials (frascos headspace

de 20 mL e lacrados com septos de borracha clorobutírica). No total foram realizadas 85

coletas de gases por evento de amostragem, considerando os tempos 0, 15 e 30 min para

33

as coletas de cada tratamento, sempre no horário da manhã entre 8 e 10 h (ALVES et al.,

2012), incluindo o ar atmosférico, como referência.

Aproximadamente 30 mL de gás foram coletados com seringas de polipropileno

de 60 mL e mergulhados em bandejas com água destilada em ambiente refrigerado para

evitar perdas durante o tempo de espera de leituras no cromatógrafo. A determinação da

concentração do N2O foi realizada no Laboratório de Cromatografia Gasosa (Thermo

Scientific Model Trace 1310, equipado com uma coluna Porapak Q e um életron detector)

da Embrapa Cerrados, segundo metodologia descrita em Santos et al. (2014).

O valor final dos fluxos (µg de N- N2O m-2 h-1) foi obtido integrando a área de um

gráfico, que variava de acordo com a concentração de N2O (Figura 8). E antes de cada

conjunto de análises, eram injetadas algumas amostras com concentração conhecida de

N2O, que servem como padrões para o cálculo das concentrações em cada amostra. Os

padrões utilizados foram: 200 ppb, 600 ppb, 1000 ppb e 1500 ppb.

Figura 8. Passo a passo da coleta de N2O pelo solo realizado na cana-de-açúcar. Modelo de câmaras

estáticas.

1. Bomba de vácuo, 2.Bases inseridas no campo, 3.Câmaras estáticas, 4.Vials e 5.Cromatógrafo gasoso.

Os fluxos foram calculadas usando a seguinte equação por Steudler et al. (1989):

FN2O = (δC/δt) x (V/A) x ((1-e/P) /Vm).

Onde, o FN2O é o fluxo de N na forma de N2O (µg de N-N2O m-2 h-1), δC/δt é a

alteração na concentração de N2O na câmara em função do tempo (mol-1 s-1), e A são

34

respectivamente o volume (m3) e a área da câmara (m2), e/P é a pressão da água/ pressão

atmosférica na câmara (kPa kPa-1), Vm é o volume molar da câmara (m3 mol-1).

As emissões acumuladas foram estimadas plotando os valores médios dos fluxos de

N2O e a escala de tempo em um gráfico por integração, usando o software Sigmaplot

versão 10.0.

4.3. N-MINERAL NO SOLO

Além das amostras de gases, durante o experimento foram realizadas amostragens

de solo, nos períodos de irrigação, chuva e adubação, (três dias seguidos de coleta após

essa prática agrícola). As amostras foram coletadas na profundidade 0-10 cm, com um

trado do tipo holandês, com 3 subamostras coletadas em cada parcela, com 2 furos na

entrelinha e um furo na linha para cada tratamento, nas três repetições estabelecidas,

próximos às câmaras estáticas de gases. Em seguida, essas subamostras foram compostas

por homogeneização, totalizando uma amostra por dia de coleta, em cada tratamento para

determinar a umidade gravimétrica do solo e a concentração de N-mineral no solo (NO3-

e NH4+).

As amostras de solo foram colocadas em sacos plásticas e transportadas para o

laboratório em uma caixa térmica hermeticamente fechada (cooler) e com gelo. Para

determinação da umidade do solo, as amostras foram colocadas em latas metálicas cerca

de 40g de solo correspondente a cada tratamento, pesadas em uma balança (Marte Modelo

UX4200H e= 0,1g) e o valor gerado corresponde ao solo úmido, em seguida são levadas

para a estufa e mantidas a 105º C por 72 horas, quando foram novamente pesadas (solo

seco) visando a determinação da umidade gravimétrica. O Espaço Poroso Saturado por

Água (EPSA%) foi calculado pela fórmula:

EPSA (%) = (umidade gravimétrica (%) x densidade do solo) / porosidade total

do solo x 100;

Onde: porosidade total do solo = [1− (densidade do solo/2,65)], com 2,65 [g cm−3]

sendo a densidade das partículas assumida do solo.

Assim, cada amostra composta de solo foi constituída por três

subamostras/tratamento e a testemunha, Cerrado nativo. O nitrogênio mineral no solo

(NO3- e NH4

+) foi analisado por colorimetria no Lachat Quik chem FIA QC8500, série 2.

As amostras de solo foram descongeladas e colocadas em frascos de vidro com tampa

(snapcaps) onde são acrescentados 50 ml de cloreto de potássio (KCl) em seguida pesado

35

e anotado o seu valor. De cada amostra foram retirados aproximadamente 15g de solo e

colocados no frasco com KCl e pesados novamente (KCl + solo).

Cada amostra foi determinada em duplicata. Os frascos com o KCl + solo, são

mantidos por um tempo estimado em 24hs período para decantação e filtragem no dia

seguinte. Foram utilizados filtros de papel (Filtro Quanty, JP42, Permeabilidade ao ar:

31/s m²), para posterior análise colorimétrica na determinação do nitrogênio mineral no

solo (N-NO3- e N-NH4

+) (Figura 9).

Figura 9. Etapas para realização da coleta e extração do solo.

4.4. ANÁLISE ESTATÍSTICA

Os dados dos fluxos diários de N2O foram submetidos a um teste de normalidade

Shapiro Wilk, submetendo a análises paramétricas. Em seguida foi realizada análise de

variância (ANOVA) e as médias dos fluxos de N2O comparadas pelo teste de Tukey's

Studentized Range (p < 0,01 e p< 0,05) a fim de identificar possíveis diferenças entre os

tratamentos (S, LH17%, LH46% e LH75%).

Os fluxos diários de N2O e das variáveis edafoclimáticas (NO3-, NH4

+ e EPSA),

foram submetidos à análise de Correlação de Pearson e teste “t” de Student, para

determinar as relações e significâncias entre as co-variáveis.

36

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

5.1.TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA DO AR

Os dados de temperatura média do ar (ºC) e umidade média relativa do ar UR (%),

durante a condução do experimento estão apresentados na figura 10. A temperatura média

diária do período avaliado variou de 16 ºC a 30 ºC, observando maiores valores de

temperatura no período de setembro a novembro. A média da umidade relativa do ar

variou de 22% a 95%, com comportamento inversamente proporcional à temperatura.

Figura 10. Temperatura média do ar (ºC) e Umidade relativa média do ar -UR (%) da Região

Administrativa de Planaltina-DF, durante o período entre junho de 2015 a janeiro de 2016.

A ocorrência e distribuição da precipitação pluviométrica, assim como as lâminas

de irrigação podem ser observadas na figura 11. Além da precipitação pluviométrica os

tratamentos receberam um total de água da irrigação de 82,94 mm, 224,45 mm e 365,95

mm, nas LH17%, LH46% e LH75%, respectivamente. Enquanto, o tratamento S só

recebeu a contribuição da precipitação pluviométrica que foi de 1.561,1 mm durante todo

o período de avaliação (Figura 11).

37

Figura 11. Precipitação Pluviométrica (mm) e Irrigação (mm) durante a condução do experimento,

no período de junho de 2015 a janeiro de 2016. LH17%; LH46% e LH75% correspondem as

lâminas de irrigação da cana-de-açúcar.

5.2.FLUXOS DE N2O E VARIAVÉIS EDAFOCLIMÁTICAS

5.2.1 DEPOIS DA PRIMEIRA ADUBAÇÃO

Para os fluxos diários de N2O, 21,6% dos dados foram significativos (p<0,05),

sendo o tratamento LH75% o que mais se diferenciou (figura 12). Durante o período

avaliado (24/06/15 a 29/01/16), os fluxos de N2O, apresentaram valores variando de -

41,20 a 109,95 µg m2 h-1. Os menores valores foram observados no Cerrado nativo, de -

41,20 a 32,78 µg m2 h-1. Em trabalhos de Carvalho et al. (2013), dos 34% de valores

obtidos no Cerrado nativo, 54% apresentaram-se negativos, evidenciando o seu

comportamento de dreno de N2O no solo, ou seja, com influxos de N2O devido à baixa

nitrificação em função de fatores como, acidez do solo, pH baixo ou <5 composição do

substrato e diversidade de microrganismos com ausência de nitrificantes. No solo sob

38

Cerrado predomina a forma amoniacal de N em detrimento da nítrica, indicando uma

baixa população de bactérias nitrificantes, o que pode ser considerada uma condição de

equilíbrio desses solos não incorporados ao uso agrícola. Chapuis-Lardy et al. (2007)

afirmam que o solo pode ser fonte ou dreno de N2O, e em solos do Cerrado, pela qualidade

do aporte de resíduo vegetal comparado aos sistemas agrícolas, o N é menos disponível

para o consumo da comunidade microbiana do solo (BRESSAN et al. 2013), e portanto,

esse fenômeno pode ser justificado para os chamados influxos de N2O.

Em relação aos tratamentos de lâminas de água aplicadas à cana-de-açúcar

observou-se a maior variação no tratamento LH75%, com fluxos que variaram de -8,4 a

109,95 µg m2 h-1, sendo este o maior valor observado durante o período do estudo. No

tratamento de S os valores de fluxos variaram de -29 a 40,9 µg m2 h-1 (Figuras 12 A e B).

No período de seca plena (junho a agosto) foram medidos os fluxos mais baixos

de N2O, inclusive apresentando 15,5% de influxos para os tratamentos de lâminas de

água, com variações de -3,39 a 13,29 µg m2 h-1. Depois da primeira adubação

(22/06/2015), realizada um mês após o 5° corte efetuado em maio, a elevada quantidade

de palhada e as altas relação C/N e lignina/N (COELHO, 2012), contribuíram para a

imobilização de N no solo. Nessas avaliações de fluxos de N2O depois da primeira

adubação, os fatores que podem ter contribuído para o processo de imobilização foram os

seguintes: alta relações lignina/N e C/N, temperaturas do solo mais amenas e o adubo

nitrogenado de N aplicado. A combinação desses fatores podem ter limitado a ocorrência

de nitrificação (HAUCK & TANJI, 1982; MOREIRA & SIQUEIRA, 2002).

O comportamento do N ligado à MOS ocorre por ação dos microrganismos, que

são afetados pelas condições edafoclimáticas, além da relação C/N que regula os

processos predominantes no solo (CANTARELLA, 2007; GOEDERT, 1986). No caso

da cana-de-açúcar, essa relação C/N é de aproximadamente 100:1 (JOHNSON et al.,

2007; GRAHAM et al., 2002), e seus resíduos vegetais depositados no solo contribuem

para imobilização de N, afetando o equilíbrio do N no solo (CANTARELLA, 2007) com

sua imobilização transitória. Costa (1991) em resíduos de gramínea encontrou alta relação

C/N (> 25), contribuindo para melhor estruturação do solo, enquanto baixa relação C/N

(< 20) pode promover, maiores taxas de decomposição, e consequentemente,

mineralização mais acelerada. Assim, deve-se reportar que no presente trabalho as

elevadas quantidades de palhada da cana-de-açúcar associadas aos altos valores de

relação C/N e de relação lignina/N no início das avaliações de fluxos de N2O depois da

adubação desfavoreceram o processo de mineralização do nitrogênio como relatados em

39

outros trabalhos (COELHO, 2012; CHAVES et al., 2004). Porém, nesse período inicial

das avaliações mesmo com baixos valores dos fluxos de N2O no solo, houve indicativo

influenciado pela quantidade de água. Assim, de junho a agosto, os maiores valores de

fluxos de N2O corresponderam ao tratamento LH75%, seguido pela LH46% (Figura

12A). A água é um fator limitante aos processos que influenciam a ocorrência de fluxos

de N2O no solo (ALLEN et al., 2008; MADARI et al, 2007), com os maiores valores

associados ao incremento do EPSA (Figura 13D). Nesse período, o EPSA variou de 40%

a 85%.

No mês de setembro foram observados os maiores fluxos de N2O, com o maior

valor registrado durante todo período de avaliação, um pico de 109,9 µg m2 h-1 para o

tratamento LH75%. No tratamento S e Cerr também foram observados os maiores valores

de 40,9 e 32,7 µg m2 h-1, respectivamente. Essa ocorrência dos mais altos valores pode

estar associada ao manejo de corte da cultura, considerando que o 5º corte da cana-de-

açúcar, havia ocorrido há três meses (maio) e resultou no aporte de quantidades elevadas

de palhada. A produtividade da cultivar escolhida em 2015 apresentou para os tratamentos

S, LH17%, LH46%, LH75%, (105,5; 108,3; 117,9; 171,3 t ha-1 respectivamente), com

alta relação C/N e relação lignina/N (COSTA, 1991). Assim, a decomposição da palhada

adicionada no solo nesse último corte, a produtividade de 171,3 t ha-1, as condições

favoráveis de temperatura à mineralização de N (23-25 ºC) (CANTARELLA, 2007) e o

EPSA acima de 65%, para o LH75% favoreceram a mineralização de N no solo, mas a

forma predominante de N nos solo foi a amoniacal (N-NH4+) (Figura13A), já que o

fertilizante nitrogenado aplicada foi sulfato de amônio.

40

Figura 12. Fluxos diários de N2O. Ampliação na escala de junho a agosto de 2015 (A); Fluxos

diários de todo o período avaliado (B); As setas indicam o início e término das duas adubações

realizadas em 22/06/15 e 27/10/15, considerando o efeito da adubação até um mês após a data.

Vermelho Sequeiro (S); Rosa Lâmina Hídrica 17% da ETc (LH17%); Azul Claro Lâmina Hídrica 46% da

Etc (LH46%); Azul Escuro Lâmina Hídrica 75% da ETc (LH75%) e Verde Cerrado Nativo (Cerr).

41

Figura 13.Variavéis edafoclimáticas. Amônio NH4+ (A); Nitrato NO3

- (B); Temperatura do Solo ºC

(C) e EPSA % (D), no período de junho 2015 a janeiro 2016.

Vermelho Sequeiro (S); Rosa Lâmina Hídrica 17% da ETc (LH17%); Azul Claro Lâmina Hídrica 46% da

Etc (LH46%); Azul Escuro Lâmina Hídrica 75% da ETc (LH75%) e Verde Cerrado Nativo (Cerr).

42

5.2.2. DEPOIS DA SEGUNDA ADUBAÇÃO

Nas coletas realizadas depois da segunda adubação (27/10/2015) foram

observados incrementos relevantes dos fluxos em todos os tratamentos, que apresentaram

comportamentos semelhantes (Figura 12), entre si, porém, os maiores picos foram

observados nos tratamentos LH17% atingindo valores 20 vezes superior (75 µg m2 h-1)

em relação a primeira adubação (4 µg m2 h-1), o tratamento LH46%, por sua vez,

apresentou fluxo de 47 µg m2 h-1 10 dias após a adubação. Entre os tratamentos, o que

recebeu maior lâmina de irrigação resultou em fluxo 76% inferior quando comparado ao

tratamento LH17% (Figura 12B). Em relação às co-variáveis, para os tratamentos

agrícolas nos dias de maior fluxo de N2O foi observado valores baixos de N-NO3- (valores

variaram de 3,5 a 9,1 mg kg-1) quando comparado ao N-NH4+, (valores variaram de 33,5

a 283 mg kg-1) mas houve disponibilização de nitrogênio sob a forma de NO3- , sendo

explicado pela disponibilidade 1g de NO3 equivale 1 m², 1000.000 mg NO3 corresponde

1 m², mas o que predominou foi a forma amoniacal. O EPSA permaneceu acima de 63%

neste período e os regimes térmicos em média de 24,3 ºC (Figura 13 A, B, C e D).

A combinação das co-variáveis EPSA e temperatura do solo com a decomposição

da palhada de cana-de-açúcar já depositada no solo há praticamente 6 meses na presença

de água, tanto da irrigação quanto de chuva (Figura 11) contribuiu para os picos de N2O

no solo com aplicação das lâminas de irrigação LH17% e LH46% detectados após a

segunda adubação. É importante ressaltar que foram monitoradas todas as co-variáveis

que podiam exercer influência nos fluxos de N2O pelo período de até um mês (período

considerado como influenciado pela prática da fertilização nitrogenada), sendo observado

que os maiores fluxos, independente do tratamento não aconteceram nos maiores valores

de N mineral, nem de EPSA. Observou-se que as temperaturas do solo encontravam-se

acima de 25 ºC (Figura 13C) e que o maior fluxo do período (75 µg m2 h-1), observado

na LH17%, aconteceu na temperatura mais elevada medida no solo tanto com aplicação

desse tratamento de irrigação quanto com os demais.

Além disso, pode-se verificar que à medida que a decomposição avançou a

concentração de N aumentou, consequentemente, houve também um incremento da

liberação de N2O no processo de mineralização depois da adubação com o sulfato de

amônio. Fluxos elevados de N2O para atmosfera ocorrem em situações de aplicações de

fertilizantes nitrogenados (CARVALHO, 2005; CARVALHO et al., 2006; SIGNOR et

al., 2013), o que associado a presença de água, potencializa os fluxos de N2O no solo

43

(BRAGA et al., 2011; CARVALHO et al., 2006; CARVALHO, 2005). O aumento dos

fluxos de N2O também está ligado ao incremento de umidade no solo, que ao reduzir

significativamente a difusão de O2 no solo favorece atividade das bactérias

desnitrificadoras (JANTALIA et al., 2008; METAY et al., 2011; MARTINS et al., 2015).

A adubação nitrogenada é um dos principais contribuintes para as emissões de

GEE em cana-de-açúcar, principalmente, o N2O (LISBOA et al., 2011; SIGNOR &

CERRI, 2013). Os efeitos de nitrogênio presente no fertilizante nos aumentos das

emissões de N2O já está relatado em solos brasileiros (CARVALHO et al., 2006;

SIGNOR et al., 2013; MARTINS et al., 2015), assim como o efeito da decomposição da

palhada (VARGAS et al., 2012). Porém, a presença de palhada da cana-de-açúcar na

superfície do solo favorece a imobilização do nitrogênio, devido à alta relação C/N e dos

elevados teores de celulose e lignina do material vegetal, que reduz ou inibe as reações

de nitrificação e desnitrificação no processo de mineralização da MOS (SIGNOR, 2010).

Em cana soca, a palhada da cultura comumente demostra ser um fator de emissão de N2O,

possivelmente, devido ao material ser menos lignificado como menores relação C/N e

lignina/N, consequentemente, com decomposição mais acelerada desse material vegetal

(MACEDO et al., 2008; ZOTELLI, 2012).

O EPSA variou de 36% a 85%, sendo observado que apenas no tratamento S, 20%

dos seus valores estiveram abaixo de 40%, enquanto todos os tratamentos irrigados foram

mantidos com umidade favorável aos fluxos de N2O (Figura 13 D), em função da maior

atividade das bactérias nitrificantes e desnitrificantes no solo, desde que as condições de

N mineral também estejam adequadas (LIU et al., 2007; DENMEAD et al., 2010).

Os teores de nitrogênio mineral no solo estão relacionados com as variáveis

temperatura, umidade e, subsequente EPSA (SCHMIDT, 1982). Nesse trabalho, os

valores de N-NO3- variaram de 7,38 a 15,71 mg kg -1, enquanto de N-NH4

+, permaneceram

entre 20,44 e 412,86 mg kg -1 (Figuras 13A e B). O maior valor de N-NH4+ foi no Cerrado

nativo, onde a forma predominante de nitrogênio mineral é amoniacal conforme

apresentado em outros trabalhos (CARVALHO et al., 2006; CRUVINEL et al., 2011;

CARVALHO et al., 2013; CAMERON et al., 2013). Os teores de N-NH4+ foram maiores

que N-NO3-, mostrando que a atividade biológica predominante foi a nitrificação e o

processo final da mineralização o N-NH4+ devido à fonte de sulfato de amônio do

fertilizante nitrogenado aplicado. Os maiores teores de N-NH4+ nos tratamentos agrícolas

S, LH17% e LH75% foram detectados concomitante com o aumento da temperatura do

44

solo, que é um fator abiótico regulador de processos microbianos (SOUZA & PRAST,

2012), (Figura 13 A e B).

Em condições de baixo potencial de oxidação ou ausência de O2 que ocorrem em

solos inundados, as limitações na disponibilidade de O2 no solo ocorrem pela alta

umidade, alta temperatura e disponibilidade de C oxidável (SCHMIDT, 1982) resultando

em desnitrificação, cujo produto final é o N2, e a falta de O2 pode também resultar em

acumulo de NH4+ (CANTARELLA, 2007). Davidson et al. (2000) observaram baixas

emissões de N2O, geralmente estão associadas com N-NH4+ como a forma dominante de

N inorgânico.

No presente trabalho, os picos de N-NH4+ podem estar relacionados com a fonte

de nitrogênio aplicada via fertilizante, ou seja, o sulfato de Amônio (NH4)2SO4, utilizado

nas adubações. As quantidades de 120 e 360 kg ha-1 de N na forma de (NH4)2SO4

aplicadas em cada uma das adubações podem ter influenciado a forma do nitrogênio

mineral predominante no solo, ou seja, a amoniacal. Os cultivos de milho e feijão

irrigados no Cerrado resultaram em teores elevados de N-NH4+ com aplicações de ureia

e sulfato de amônio (CARVALHO et al., 2008). Zotelli (2012) obteve maiores valores de

N-NH4+ após aplicação da adubação com N na forma amoniacal (78 N mg kg-1) enquanto,

Carmo et al. (2005) mostraram resultados semelhantes em pastagens de braquiária na

Amazônia. As quantidades de resíduos vegetais depositadas no solo nos sistema plantio

direto e cana sem queima podem resultar em um acúmulo de N-NH4+ (CANTARELLA,

2007), em condições que promovam a formação de sítios de anaerobiose e que impedem

a ação das bactérias aeróbias nitrificantes. Nesse caso ocorrerá o acúmulo de NH4+ no

solo devido à ausência da reação de nitrificação.

O EPSA, variou de 36 a 85%, também regula os teores de nitrogênio mineral,

refletindo a umidade do solo resultante das lâminas de irrigação e as camadas de palha

acumulada da cana-de-açúcar. Com a presença de água para elevar o EPSA do solo acima

de 60%, a desnitrificação se torna mais frequente, consumindo o NO3-, presente no solo,

e promovendo maiores emissões de N2O (CAMERON et al., 2013).

5.3. RELAÇÃO ENTRE N2O E AS VARIAVÉIS EDAFOCLIMÁTICAS

As correlações do N2O com as co-variáveis edafoclimáticas e entre elas foram

baixas, variando de -0,495 a 0,453 (Tabela 2). O N2O apresentou maior correlação com

N-NH4+ (0,453) no tratamento LH46% (p<0,01) e para o tratamento S com correlação

inversa de -0,324 (p<0,05). A maior correlação com os teores de N-NH4+ pode ser

45

explicado pela aplicação de nitrogênio via fertilizante na forma de (NH4)2SO4 e as

condições limitantes às bactérias nitrificantes, principalmente na lâmina de irrigação

LH75%, cujo potencial de oxirredução é baixo, resultando em acúmulo de N-NH4+

(CANTARELLA, 2007).

O N2O apresentou correlação significativa, porém baixa e positiva com a

temperatura do solo no tratamento LH17%, com 0,271 (p<0,05). Em relação à

temperatura do solo, A temperatura exerce influência nos fluxos de N2O, interferindo nos

processos bioquímicos e limitando a atividade da microbiota no solo (DAVIDSON et al.,

2006), porém seu efeito parece ser bastante pontual e altamente influenciado pela

temporalidade desta co-variável.

A variável EPSA apresentou correlações negativas com a TS e o NH4+, a maior

correlação observada foi com a variável NH4+ de -0,495 (p<0,05) no tratamento Cerr,

enquanto a menor -0,319 (p<0,05) no tratamento LH17%. O Cerrado apresenta teores

mais elevados de N-NH4+ no solo e valores baixos de EPSA (CRUVINEL et al., 2011).

Com a variável TS, o EPSA apresentou correlação de -0,369 (p<0,01) no tratamento

LH75%. A temperatura do solo intensifica a ocorrência de processos microbianos

(SOUZA & PRAST, 2012), enquanto o EPSA está ligado ao aumento de umidade no solo

(BRAGA et al., 2011). Ambas essenciais ao processos de mineralização de nitrogênio

(CANTARELLA, 2007).

Na correlação feita separadamente por adubação, na primeira aplicação de

fertilizante (22/06/2015), considerando até um mês após a adubação, as variáveis

edafoclimáticas que apresentaram correlações positivas foram o N-NH4+ com a variável

N-NO3-, de 0,6768 (p<0,05), no LH46%. Na segunda aplicação de fertilizantes

(27/10/2015), a variável N2O apresentou correlação de 0,594 (p<0,05), com EPSA. A

umidade do solo, expressa no EPSA, é uma variável relevante para explicar a emissão de

N2O após a aplicação de fertilizantes (SIGNOR & CERRI, 2013), desde que haja presença

de N no substrato.

46

Tabela 2. Correlação entre as emissões diárias de N2O e suas variáveis edafoclimáticas por

tratamento.

N2O NO3- NH4

+ TS ESPA

S N2O - 0,054ns -0,324* -0,122ns 0,738ns

NO3- 0,054ns - -0,099ns 0,048ns 0,147ns

NH4+ -0,324* -0,099ns - 0,214ns -0,466ns

TS -0,122ns 0,048ns 0,214ns - 0,017ns

ESPA 0,738ns 0,147ns -0,466ns 0,017ns -

LH17% N2O - -0,026ns -0,211ns 0,271* 0,121ns

NO3- -0,026ns - 0,401** 0,115ns -0,085ns

NH4+ -0,211ns 0,401** - 0,083ns -0,319*

TS 0,271* 0,115ns 0,083ns - -0,001ns

ESPA 0,121ns -0,085ns -0,319* -0,001ns -

LH46% N2O - -0,010ns 0,453** 0,112ns 0,211ns

NO3- -0,010ns - 0,017ns -0,252ns 0,041ns

NH4+ 0,453** 0,017ns - 0,033ns -0,481ns

TS -0,122ns -0,252ns 0,033ns - -0,052ns

ESPA 0,211ns 0,041ns -0,481ns -0,052ns -

LH75% N2O - 0,220ns -0,206ns 0,109ns 0,168ns

NO3- 0,220ns - 0,392** 0,261ns -0,023ns

NH4+ -0,206ns 0,392** 0,018ns -0,232ns

TS 0,109ns 0,261ns 0,018ns - -0,369**

ESPA 0,168ns -0,023ns 0,232ns -0,369** -

Cerr N2O - 0,113ns -0,334ns -0,053ns 0,203ns

NO3- 0,113ns - -0,256ns -0,075ns 0,163ns

NH4+ 0,334ns -0,256ns - 0,187ns -0,495*

TS -0,053ns -0,075ns 0,187ns - 0,336ns

ESPA 0,203ns 0,163ns -0,495* 0,336ns - Significativo a 5% (*) p< 0,05; 1% (**) p<0,01; não significativo (ns).

5.4. N2O ACUMULADO NA CANA-DE-AÇÚCAR

As emissões acumuladas de N2O no período de 24/06/15 a 26/11/15 estão

apresentadas na Figura 14. No total acumulado até a finalização do presente trabalho e

que não contempla a colheita da cana observa-se que os valores variaram de 0,24 a 1,03

kg ha-1, existindo assim acréscimo dos valores em função da água aportada pelo sistema,

seja pela irrigação e/ou precipitação pluviométrica. O tratamento S foi o que apresentou

menor emissão acumulada, enquanto o LH75% apresentou emissão acumulada 4,2 vezes

maior quando comparado ao tratamento de sequeiro.

47

O incremento de água promovido pelas lâminas hídricas crescentes associadas à

fertilização resultou em aumentos relevantes de N2O acumulado no solo. Entretanto, será

necessário completar o ciclo até a colheita da cana-de-açúcar para determinação final

dessa métrica que servirá de referência para cálculo de fator de emissão nos sistemas de

cana-de-açúcar com lâminas crescentes de irrigação. Avaliações de fluxos de N2O no solo

com uso de braquiária ruziziensis como planta de cobertura em sucessão à cultura de

milho resultaram em 1,20 N-N2O kg ha-1 durante o ciclo do milho com aplicações de 150

kg ha-1 N, na forma de úreia. Braquiária ruziziensis possui baixos teores de lignina e

baixa relação lignina/N (CARVALHO et al., 2011; 2012), consequentemente,

decomposição acelerada dos seus resíduos vegetais, e que quando na presença do

nitrogênio via fertilizante, seja das adubações de plantio ou de cobertura no milho resulta

em maiores emissões de N2O quando comparada ao milheto também em parcelas com

aplicação de fertilizante nitrogenado em cobertura no milho (CARVALHO et al., 2014).

Figura 14. Emissões acumulados de N2O (kg ha-1), sob sistema de plantio irrigado com cana-de-

açúcar, Planaltina, DF.

48

Abdalla et al. (2014) ao compararem diferentes sistemas com uso de plantas de

cobertura e convencional concluíram que a eficiência do sistema de cultivo na mitigação

GEE depende essencialmente do “sequestro” de carbono pela planta de cobertura no

sistema. A capacidade de absorver o CO2 da atmosfera deverá compensar as maiores

emissões de N2O, em alguma fase de exploração nesses sistemas, resultando em um

balanço favorável à mitigação de GEE. Assim, no presente trabalho as maiores emissões

de N2O com irrigação poderão ser compensadas pela eficiência em produtividades 105,5;

108,3; 117,9; 171,3 t ha-1 respectivamente, nos tratamentos S, LH17%, LH46%, LH75%,

da cana irrigada, o uso de combustíveis fosseis, resultando em maiores aportes de palhada

no solo e consequente estoques ou “sequestros de C” no solo. Assim, desde que não haja

remoção da palhada de cana-de-açúcar com fins de cogeração na Usina de cana-de-

açúcar, é possível um balanço de GEE pelo maior aporte de resíduos vegetais e C no solo

à medida que se incrementa a produtividade da cana-de-açúcar com aumento relativo de

água na irrigação.

49

6. CONCLUSÕES

Os resultados obtidos nas condições desse trabalho permitem concluir que:

Possivelmente valores elevados de lignina/N e C/N, temperaturas mais amenas do

solo e o N aplicado como sulfato de amônio na adubação limitam a ocorrência de

nitrificação no solo logo depois do corte da cana-de-açúcar e resultam em baixos valores

de fluxos de N2O.

O maior valor de fluxo de N2O no solo durante todo período de avaliação ocorre

no fim do período de seca, entre a primeira e segunda adubação, na maior lâmina de

irrigação (LH75%).

Valores elevados de EPSA e de temperatura do solo com a decomposição mais

acelerada da palhada de cana-de-açúcar contribuem para os picos de N2O no solo com

aplicação das lâminas de irrigação após a segunda adubação.

A forma de N aplicada na fertilização resulta em teores mais elevados de N-NH4+

no solo em relação a N-NO3-.

O incremento de água promovido pelas lâminas hídricas crescentes associadas a

fertilização resulta em aumentos relevantes de N-N2O acumulado no solo com maior

valor de N acumulado na maior lâmina de irrigação (LH75%) avaliada.

A capacidade de absorver o CO2 da atmosfera poderá compensar as maiores

emissões de N2O desde que tenha o aporte da palhada no solo sendo possível um balanço

favorável a mitigação de GEE’s na cana-de-açúcar irrigada.

50

7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABDALLA, M.; HASTINGS, A.; HELMYC, M.; PRESCHER, A.; OSBORNE, B.;

LANIGANE, G.; FORRISTAL, D.; KILLI, D.; MARATHA, P.; WILLIAMS, M.;

RUEANGRITSARAKUL, K.; SMITH, P.; NOLAN, P.; JONES M.B. Assessing the

combined use of reduced tillage and cover crops for mitigating greenhouse gas emissions

from arable ecosystem. Geoderma 223-225p. 2014.

ABS. Australian Bureau of Statistics: Belconnen, Australia Experimental Estimates of the

Gross Value of Irrigated Agricultural Production, 2000–01 - 2007–08. 2010.

AGRIANUAL 2009. Anuário estatístico da agricultura brasileira. São Paulo: FNP

Consultoria & Comércio, 495p. 2009.

ALLEN, D.; KINGSTON, G.; RENNENBERG, H.; DALAL, R.; SCHMDT, S. Nitrous

Oxide Emissions From Sugarcane Soils As Influenced by Waterlogging And Split N

Fertiliser Application. Proc Aust Soc Sugar Cane Technol v.30, 2008.

ALMEIDA, R.F.; NAVES, E.R.; SILVEIRA, C.H. Emissão de óxido nitroso em solos

com diferentes usos e manejos: uma revisão da revista em Agronegócio e Meio Ambiente.

Maringa (PR). Maringa –PR, v.8, 441-461p. 2015.

ALVES, B.J.R.; SMITH, K.A.; FLORES, R.A.; CARDOSO, A.S.; OLIVEIRA, W.R.D.;

JANTALIA, C.P.; URQUIAGA, S.; B/ODDEY, R.M. Selection of the most suitable

sampling time for static chambers for the estimation of daily mean N2O flux from soils.

Soil Biol Biochem 46:129–135p. 2012.

ARANTES, M.T. Potencial de cultivares de cana-de-açúcar sob os manejos irrigado e

sequeiro. 2012.Dissertação de Mestrado. Universidade Estadual Paulista, UNESP,

Botucatu - SP, 65p. 2012.

BAGGS, E.M., PHILIPPOT, L. Microbial terrestrial pathways to nitrous oxide. In:

Nitrous Oxide and Climate Change, Smith, K (Ed.). Earthscan, London, p. 4-35. 2010.

BARBOSA, F.S. Resistência à seca em cana-de-açúcar para diferentes níveis de

disponibilidade hídrica no solo. 2010. Dissertação de Mestrado - Escola Superior de

Agricultura Luiz Queiroz, ESALQ, Piracicaba - SP, 81p. 2010.

BEUCHLE, R.; GRECCHI, R.C.; SHIMABUKURO, Y.E.; SELLINGER, R.; EVA, H.

D.; SANO, E.; ACHARD, F. Land cover changes in the Brazilian Cerrado and Caatinga

biomes from 1990 to 2010 based on a systematic remote sensing sampling approach.

Applied Geophysics, v.58 116-127p. 2015.

BORDONAL, R.O; LAL, R; AGUIAR, D.A; FIGUEIREDO, E.B; PERILLO, L.I;

ADAMI, M; RUDORFF, B.F.T; SCALA, N. L. Greenhouse gas balance from

cultivation and direct land use change of recently established sugarcane (Saccharum

Officinarum) plantation in South-central Brazil. Renewable and Sustainable Energy

Reviews 52. 547–556p. 2015.

BRAGA, D.M.; COSTA, M.K.L.; PONTES, T.L.; ALVES, B.J.R.; SHIGAKI, F.

Volatilização de amônia e emissão de óxido nitroso em função da adubação com ureia

e vinhoto em cana-de-açúcar. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO

SOLO, 33. 2011, Uberlândia. Solos nos biomas brasileiros: sustentabilidade e mudanças

climáticas: anais. Uberlândia: SBCS: UFU, ICIAG, 2011.

http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2015.07.137



51

BRASIL, Ministério da Agricultura. Levantamento exploratório e conhecimento de solos

do Estado da Paraíba. RJ. MA/CONTAP/USAIDSUDENE. Boletim Técnico. 15, 670p.

1972.

BRASIL. Ministério da Ciência e Tecnologia. Coordenação Geral de Mudanças Globais

do Clima. Segunda comunicação nacional do Brasil à convenção-quadro das Nações

Unidas sobre mudança do clima. Brasília, DF: Ministério da Ciência e Tecnologia, 2010.

BRESSAN, C.R.; KUNZ, A.; SCHMIDELL, W.; SOARES, H.M. Toxicity of the colistin

sulfate antibiotic used in animal farming to mixed cultures of nitrifying organisms. Water

Air Soil Poll 224p. 2013.

CAMERON, K. C.; DI, H. J.; MOIR, J. L. Nitrogen losses from the soil/plant system: a

review. Annals of Applied Biology, v.162, 145-173p. 2013.

CANTARELLA, H. VII. Nitrogênio. In: NOVAIS, R.F.; ALVAREZ V, V.H.; BARROS,

N.F.; FONTES, R.L.F.; CANTARUTTI, R.B.; NEVES, J.C.L. Sociedade Brasileira de

Ciência do Solo- Fertilidade do Solo.1º Ed. v.3. 2007.

CARMO, J.B.; ANDRADE, C.A.; CERRI, C.C.; PICCOLO, M.C. Disponibilidade de

nitrogênio e fluxos de N2O a partir de solo sob pastagem após aplicação de herbicida.

Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.29, 735-746p. 2005.

CARVALHO, A.M.; BUSTAMANTE, M.M.C.; KOZOVITS, A.R.; VIVALDI, L.;

SOUZA, D.M. Emissão de óxidos de nitrogênio associada à aplicação de ureia sob

plantio convencional e direto. Pesq Agropec Bras 41:679-685p. 2006.

CARVALHO, A.M.; COELHO, C.M.; DANTAS, R.A.; FONSECA, O.P.; CARNEIRO,

R.G.; FIGUEIREDO, C.C. Chemical composition of cover plants and its effect on maize

yield in no-tillage systems in the Brazilian savanna. Crop & Pasture Science (Print), v.

63, p. 1075-1081-1081, 2012.

CARVALHO, A.M.; GEROSA, M.L.; COSER, T.R.; VERAS, M.S. Aplicação de

Nitrogênio e Fluxos De N2O em Latossolo Sob Cultivo de Milho. In: Anais do XX

Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo, 2014,

Cusco. XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo.

Cusco: Cusco, v. 1. p. 1-7. 2014.

CARVALHO, A.M.; SOUZA, L.L.P.; ALVES, B.J.R.; MIRANDA, L.N. Aplicações de

diferentes fertilizantes nitrogenados: Emissões de Óxido Nitroso em Latossolo sob

Feijão e Milho. IX Simpósio Nacional Cerrado. Parla Mundi, Brasília, DF. 2008.

CARVALHO, A.M.; SOUZA, L.L.P.; JÚNIOR, R.G.; ALVES, P.C.A.C.; VIVALDI, L.

J. Cover plants that present potential use in integrated systems in the Cerrado region.

Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.36, p.1200 - 1205, 2011.

CARVALHO, G.L. Eficiência da produção agrícola de cana-de-açúcar no Estado de

São Paulo entre as safras 1990/1991 e 2005/2006. Dissertação de Mestrado – Escola

Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, Piracicabana -

SP, 120p. 2009.

CARVALHO, M.T.M.; MADARI, B.E.; LEAL, W.G.O.; COSTA, A.R.M.;

MACHADO, P.L.O.A.; SILVEIRA, P.M.; MOREIRA, J.A.A.; HEINEMANN, A.B.

52

Nitrogen fluxes from irrigated common‑bean as affected by mulching and mineral

fertilization. Pesq Agropec Bras 48(5):478-486. 2013.

CERRI, C.C.; MAIA, S.M.F.; GALDOS, M.V.; CERRI, C.E.P.; FEILG, B.F.;

BERNOUX, M. Brazilian greenhouse gas emissions: the importance of agriculture and

livestock. Scientia Agricola, v.66, n. 6, 831-843p. 2009.

CHAPUIS-LARDY, L.; WRAGE, N.; METAY, A.; CHOTTE, J.C.; BERNOUX, M.

Soil a sink for N2O? A review. Global Change Biology, v.13, 1-17p. 2007.

CHAVES, et al. Nitrogen mineralization of vegetable root residues and green manures

as related to their (bio)chemical composition. European Journal of Agronomy,

Amsterdam, v. 21, n. 2, p. 161-170, Ago., 2004.

COELHO, M. C. Avaliação da dinâmica de decomposição da palhada de cana-de-

açúcar em solo de Cerrado. Monografia. Brasília- DF. 40p. 2012.

CONAB, Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da Safra

Brasileira: cana-de-açúcar, terceiro levantamento. Brasília: Conab, 20p. 2014.

COSTA, M.B.B.(Org.); CALEGARI, A.(Org.); MIYASAKA, S. (Org.).; BULISANI, E.

(Org.) ; AMADO, T.(Org.); MONDARDO, A.(Org.); WILDNER, L.(Org.). Adubação

Verde no Sul do Brasil. Rio de Janeiro: Assessoria e Serviços a Projetos em Agricultura

Alternativa, v. 2000, p.27-28, 1991.

CRUVINEL, E.B.F; BUSTAMANTEB, M.M.C.; KOZOVITSC, A.R.; ZEPPD, R.G.;

Soil emissions of NO, N2O and CO2 from croplands in the savanna region of central

Brazil Agriculture, Ecosystems and Environment. 144. 29-40p. 2011.

DANTAS NETO, J.; FIGUERÊDO, J.L.C.; FARIAS, C.H.A.; AZEVEDO, H.M.;

AZEVEDO, C.A.V. Resposta da cana - de - açúcar, primeira soca, a níveis de irrigação

e adubação de cobertura. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental,

Campina Grande, v.10, n. 2, 283-288p. 2006.

DAVIDSON, E.A.; JANSSENS, I.A.; LUO, Y. On the variability of respiration in

terrestrial ecosystems: Moving beyond Q10. Global Change Biology, v.12. 154-164p.

2006.

DAVIDSON, E.A.; KELLER, M.; ERICKSON, H.E.; VERCHOT, L.V.; VELDKAMP,

E. Testing a conceptual model of soil emissions of nitrous and nitric oxides. Bioscience,

Washington, v.50, n. 8, 667-680p. 2000.

DENMEAD, O.T.; MACDONALD, B.C.T.; BRYANT, G.; NAYLOR, T. WILSON, S.;

GRIFFITH, D.W.T.; WANG, W.J.; SALTER, B.Emissions of methane and nitrous oxide

from Australian sugarcane soils. Agr Forest Metereol. 10p. 2010.

DUNN, B. Wheat after rice - How many irrigations? In: IREC Farmers Newsletter.

vol.190. Irrigation Research and Extension Committee: Griffith, NSW. 2014.

EMBRAPA. Sistema brasileiro de classificação dos solos. Rio de Janeiro: Embrapa

Solos, 306p. 2006

EMBRAPA. Zoneamento Agroecológico da Cana-de-açúcar. Disponível em:

<http://www.cnps.embrapa.br/zoneamento_cana_de_acucar/1BR_ZAE_Cana.pdf>.

2009.

53

FAO. Food and Agriculture Organisation. Statistical Yearbook. Food and Agriculture

Organisation of the United Nations: Rome. 2010.

FELFILI, J. M.; SILVA JUNIOR, M. C. Diversidade alfa e beta no cerrado sensu strictu,

Distrito Federal, Goiás, Minas Gerais e Bahia. Brasília: Ministério do Meio Ambiente.

p.141-154, 2005.

FERREIRA, A. H. B.; DINIZ, C.C. Convergência entre as rendas per capita estaduais

no Brasil. Revista de Economia Política. SP. v.15. n.4. 38-56p. 1995.

GALLOWAY, J.N.; DENTENER, F.; CAPONE, D.G.; BOYER, E.W.; HOWARTH,

R.W.; SEITZINGER, S.P.; ASNER, G.P.; CLEVELAND, C.; GREEN, P.; HOLLAND,

E.; KARL, D.M.; MICHAELS, A.F.; PORTER, J.H.; TOWNSEND, A.;

VOROSMARTY, C. Nitrogen cycles: Past and future. Biogeochemistry, Dordrecht,

v.70, n.2, 153-226p. 2004.

GOEDERT, W.J. Solos dos Cerrados: tecnologias e estratégias de manejo. São Paulo.

Nobel. EMBRAPA. ISBN 85-213-0291-6. 167-198p. 1986.

GOLDEMBERG, J. Ethanol for a sustainable energy future. Science, Washington, v.315,

808-810p. 2007.

GOLDEMBERG, J.; MELLO, F.F.C.; CERRI, C.E.P.; DAVIES, C.A.; CERRI, C.C.

Meeting the global demand for biofuels in 2021 through sustainable land use change

policy. Energy Policy 69, 14–18p. 2014.

GRAHAM, M. H.; HAYNES, R. J.; MEYER, J. H. Soil organic matter content and

quality: effects of fertilizer applications, burning and trash retention on long-term

sugarcane experiment in South Africa. v.34 93-102p. 2002.

GUARESCHI, R.F.; PEREIRA, M.G.; PERIN, A. Crop residues, light organic matter,

carbon and nitrogen storage and remaining phosphorus under different management

systems in the cerrado region of Goiás. Revisita Ciência de Solo. 2012.

HANKS, R.J.; RASMUSSEN, V.P.; WILSON, G.D. Line-source sprinkler for

continuous variable irrigation crop production studies. Soil Science Society of America

Journal. Madison, v.40, 426-429p. 1976.

HANSEN, J.; NAZARENKO, L.; RUEDY, R.; SATO, M.; WILLES, J.; GENIO, A.D.;

KOCH, D.; LACIS,A. Earth’s Energy Imbalance: Confirmation and Implications,

Science, 308, 1431-1435p. 2005.

HARTMANN, D.L.; KLEIN TANK A.M.G.; RUSTICUCCI, L.V.; ALEXANDER, S.;

BRONNIMANN, Y.; CHARABI, F.J.; DENTENER, E. J.; DLUGOKENCKY, D. R.;

EASTERLING, A.; KAPLAN, B. J.; SODEN, P.W.; THORNE, M. W.; ZHAI, P.M.

Observations: Atmosphere and Surface. In: CLIMATE CHANGE. The Physical Science

Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the

Intergovernmental Panel on Climate Change. 2013.

HAUCK, R.D.; TANJI, K.K. Nitrogen transfers and balance. In: STEVENSON, F.J.;

BREMNER, J.M.; HAUCK, R.D.; KEENEY, D.R. Nitrogem in agricultural soils.

Madison, American Society of Agronomy, 891-925p. Series, 22. 1982.

54

HERNANDES, T.A.D.; BUFON, V.B.; SEABRA, J.E.A. Modeling and Analysis: water

footprint of biofuels in Brazil. Biofuels Bioprod. Biorefin. 8, 241–252p. 2014.

IBGE. (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatísitica). Indicadores de Desenvolvimento

Sustentável. Rio de Janeiro - RJ, Censo 2012.

IMAFLORA. Documento de análise [recurso eletrônico]: Evolução das emissões de

gases de efeito estufa no Brasil (1970-2013). Setor agropecuário. Instituto de Manejo e

Certifi cação Florestal e Agrícola (IMAFLORA). – São Paulo: Observatório do Clima,

57p. 2015.

IPCC. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working

Group I to the Fifth Assesment Report of the Intergovernamental Panel on Climate

Change. Cambridge university Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY

USA, 1535pp. 2013.

JAMALI, H. QUAYLE, W.C.; BALDOCK, J. Reducing nitrous oxide emissions and

nitrogen leaching losses from irrigated arable cropping in Australia through optimized

irrigation scheduling. Agricultural and Forest Meteorology 208. 2015.

JANTALIA, C. P.; ZOTARELLI, L.; SANTOS, H P.; TORRES, E.; URQUIAGA, S.;

BODDEY, R. M.; ALVES, B. J. R. Em Busca da Mitigação da Produção de Óxido

Nitroso em Sistemas Agrícolas: Avaliação de Práticas Usadas na Produção de Grãos

no sul do País. In: ALVES, B.J R.; URQUIAGA, S.; URQUIAGA, S.; AITA, C.;

BODDEY, R.M.; JANTALIA, C.P.; CAMARGO, F.A.O. (Org.). Manejo de Sistemas

Agrícolas: Impacto no sequestro de C e nas Emissões de Gases de Efeito Estufa. Porto

Alegre: Gênesis, v.1, 81-108p. 2006.

JANTALIA, C.P.; SANTOS, H.P.; URQUIAGA, S.; BODDEY, R.M.; ALVES, B.J.R.

Fluxes of nitrous oxide from soil under different crop rotations and tillage systems in the

South of Brazil. Nutrient Cycling in Agroecosystems, v.82, 161-173p. 2008.

JOHNSON, J. M. F.; BARBOUR, N. W.; WEYERS, S. L. Chemical composition of

crop biomass impacts its decomposition. Soil Sci. Soc. Am. Jan. 156-168p. 2007.

KLINK, C.A.; MACHADO, R.B. A conservação do Cerrado brasileiro. Mega

diversidade, Belo Horizonte - MG, v.1, n.1, 147-155p. 2005.

LAPOLA, D.M.; SCHALDACHA, R.; ALCAMOA, J.; BONDEAUD, A.; KOCHA, J.;

KOELKINGA, C.; PRIESS, J.A. Indirect land-use changes can overcome carbon

savings from biofuel in Brazil. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010.

LAPOLA, D.M; MARTINELLI, L.A.; PERES; C.A.; OMETTO, J. P. H. B.;

FERREIRA, M. E.; NOBRE, C. A.; AGUIAR, A. P. D.; BUSTAMANTE, M.M.C.;

CARDOSO, M.F.; COSTA, M.H.; JOLY, C.A.; LEITE, C.C.; MOUTINHO, P.;

SAMPAIO, G.; STRASSBURG, B. B. N.; VIEIRA, I. C. G. Pervasive transition of the

Brazilian land-use system. Review article. 27-34p. 2013.

LISBOA, C.C.; BAHL, K.B.; MAUDER, M.; KIESE, R. Bioethanol production from

sugarcane and emissions of greenhouse gases – known and unknowns. Review. GCB

Bioenergy, 277-292p. 2011.

LIU, C.; WANG, K.; MENG, S.; ZHENG, X.; ZHOU, Z.; HAN, S.; CHEN, D.; YANG,

Z. Effects of irrigation, fertilization and crop straw management on nitrous oxide and

55

nitric oxide emissions from a wheat–maize rotation field in northern China. Agriculture,

Ecosystems & Environment 140. 2011.

LIU, X.J.; MOSIER, A.R.; HARVORSON, A.D.; REULE, C.A. Dinitrogen and N2O

emissions in arable soils: Effect of tillage, N source and soil moisture. Soil Biol Bioch.

727-743p. 2007.

MACEDO, I. C.; SEABRA, J.E.A.; SILVA, J. Greenhouse gases emissions in the

production and use of ethanol from sugarcane in Brazil: the 2005/2006 averages and a

prediction for 2020.14p. Biomass Bioenergy. 2008.

MACHADO, R.B., NETO, M.B.R.; PEREIRA, P.G.P.; CALDAS, E.F.; GONÇALVES,

D.A.; SANTOS, N.S.; TABOR, K.; STEININGER, M. Estimativas de perda de área do

Cerrado brasileiro. Relatório interno não publicado, Conservação Internacional,

Brasília. 2004.

MADARI, B.E.; COSTA, A.R.; JANTALIA, C.P.; MACHADO, P.L.O.A.; CUNHA,

M.B.; MARTINS, D.R.; SANTOS, J.H.G.; ALVES, B.J.R. Fator de Emissão de Óxido

Nitroso (N2O) para a Fertilização com N na Cultura do Feijoeiro Comum Irrigado no

Cerrado. Comunicado Técnico 144. Santo Antônio de Goiás – GO, 4p. 2007.

MANZATTO, C. V.; ASSAD, E. D.; BACA, J. F. M.; ZARONI, M. J.; PEREIRA, S. E.

M. Zoneamento agroecológico da cana-de-açúcar: expandir a produção, preservar a

vida, garantir o futuro. Embrapa Solos. Documentos, 110. Rio de Janeiro: Embrapa

Solos. 55 p, 2009.

MARIN, F. R.; JONES, J. W.; ROYCE, F.; SUGUITANI, C.; DONZELI, J. L.; ALLONE

FILHO, W. J.; NASSIF, D. S. P. Parameterization and evaluation of redictions of

DSSAT/CANEGRO for sugarcane brazilian production systems. Agronomy Journal,

v.103, 100-110p. 2011.

MARTINS, M. R.; JANTALIA, C. P.; POLIDORO, J. C.; BATISTA, J. N.; ALVES, B.

J. R.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S. Nitrous oxide and ammonia emissions from N

fertilization of maize crop under no-till in a Cerrado soil. Soil & Tillage Research, v.151,

75-81p. 2015.

MAULE, R.F.; MAZZA, J.A.; MARTHA JR., G.B. Produtividade agrícola de cultivares

de cana-de-açúcar em diferentes solos e épocas de colheita. Scientia Agricola,

Piracicaba, v.58, n.2, 295-301p. 2001.

MCTI. MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO, ESTIMATIVAS.

Anuais de emissões de gases de efeito estufa no Brasil. 2ª Edição Sumário Executivo

Brasília - DF, 164p., 2014.

MENEGUELLO, L.A. & CASTRO, M.C.A. O protocolo de Kyoto e a geração de

energia elétrica pela biomassa da cana-de-açúcar como Mecanismo de desenvolvimento

Limpo. Interações (Campo Grande). Revista Internacional de Desenvolvimento Local,

v.8, 33-45p. 2007.

METAY, A.; CHAPUIS-LADRY, L.; FINDELING, A.; OLIVERD, R.; ALVES, J.A.;

MOREIRA, C. Simulating N2O fluxes from a Brazilian cropped soil with contrasted

56

tillage practices. Agr Ecosyst Environ 140:255–263p. doi:10.1016/j.agee.2010.12.012.

2011.

MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO - MCTI. Sumário

Executivo, 2014. Estimativas anuais de emissões de gases de efeito estufa no Brasil.

Brasília, Brasil, 164p., 2014.

MMA. Educação Ambiental & Mudanças Climáticas – Diálogo necessário num mundo

em transição. Parâmetros e diretrizes para a Política Nacional de Educação Ambiental no

contexto das Mudanças Climáticas causadas pela ação humana. Brasília - DF. v.1 2013.

MONTEITH, J.L. Evaporation and Environment.19th Symposia of the Society for

Experimental Biology, University Press, Cambridge, v.19, 205-234p. 1965.

MOREIRA, F.M.S.; SIQUEIRA, J.O. Microbiologia e bioquímica do solo. Lavras,

Universidade Federal de Lavras, 626p. 2002.

MOSIER A.R.; HALVORSON A.D.; REULE, C.A.; LIU, X.J.J. Net global warming

potencial and greenhouse gas intensity in irrigated cropping systems in northastern

Colorado. J Environ Qual. doi:10.2134/jeq2005.0232. 35(4):1584-598p. 2006.

MOSIER, A.; WASSMANN, R.; VERCHOT L., KING J.; PALM C. Methane and

nitrogen oxide fluxes in tropical agricultural soils: sources, sinks and mechanisms.

Environment, Development and Sustainability vol 6, p. 11–49, 2004.

NASSIF, D.S.P. Parametrização e avaliação do modelo DSSAT/Canegro para

variedades brasileiras de cana-de-açúcar. Dissertação de Mestrado - Escola Superior de

Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba - SP. 2010.

OLIVEIRA, R. A. Modelagem da produtividade da cana-de-açúcar para as principais

regiões produtoras de minas gerais. Dissertação de Pós-Graduação em Meteorologia

Agrícola Universidade Federal de Viçosa, 110p. 2010.

OLIVEIRA, W. R. D. Carbono e nitrogênio do solo e emissões de N2O em sistemas

integrados, pastagem de baixa produtividade e Cerrado. Tese de Doutorado em

Agronomia. Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Universidade de Brasília-

UnB, Brasília - DF.102p. 2015.

PICOLI, M.C.A.; RUDORFF, B.F.T.; RIZZI, R.; GIAROLLA, A. Índice de vegetação

do sensor MODIS na estimativa da produtividade agrícola da cana-de-açúcar. Bragantia,

Campinas, v.68, n.3, 2009.

RADA, N.E. Assessing brazil’s cerrado agricultural miracle: an uptade. Food policy,

v.38, 146–155p. 2013.

RANGEL, L.C.; VIEIRA, J.R.; SILVA LOPES, R. Cogeração e comercialização de

excedentes de eletricidade em uma usina sucroalcooleira. Perspectivas OnLine 2007-

2010, v.4, n.13, 2014.

RIDESA. Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroalcooleiro,

Catálogo nacional de variedades “RB” de cana-de-açúcar. Curitiba: RIDESA, 136p.

2010.

57

ROCKSTROM, J.; STEFFEN, W.; NOONE, K.; PERSSON, A.; CHAPIN, S.; LAMBIN,

E.F.; LENTON, T.M.; SCHEFFER, M.; FOLKE, C.; SCHELLNHUBER, H.J.;

NYKVIST, B.; WIT, C.A.; HUGHES, T.; LEEUW, S.V.; RODHE, H.; SORLIN, S.;

SNYDER, P. K.; COSTANZA, R.; SVEDIN, U.; FALKENMARK, M.; KARBERG, L.;

COREL, R.W.; FABRY, V.J.; HANSEN, J.; WALKER, B.; LIVERMAN, D.;

RICHARDSON, K.; CRUTZEN, P.; FOLEY, J.A. A safe operating space for humanity.

Nature, Macmillan Publishers Limited. v.461, 2009.

RODRIGUES FILHO, S. & SANTOS, A.S. Um futuro incerto: mudanças climáticas e a

vida no planeta. Rio de Janeiro: Garamond,112p.: il.; 21cm (Desafios do século XXI).

9-37p. 2011.

SANO, E.E.; ROSA, R.; BRITO, J.L.S.; FERREIRA. L.G.; BEZERRA, H.S.

Mapeamento da cobertura vegetal natural e antrópica do bioma Cerrado por meio de

imagens Landsat ETM+. Anais XIV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto,

Natal, Brasil, 25-30 abril, INPE, 1199-1206p. 2009.

SANTOS, I. L.; OLIVEIRA, A. D.; FIGUEIREDO, C. C.; LIMA, A. S.; SILVA, F. R.

C.; MENDONÇA, S. R. L. Emissão de N2O sob plantio direto com soja e milho no

Cerrado. Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo,

XX. “EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida en La Tierra”. Cusco,

Perú, 2014.

SCHEER, C. GRACE, P. ROWLINGS, D. PAYERO, J. Nitrous oxide emissions from

irrigated wheat. In Australia: impact of irrigation management. Plant and Soil 359, 351–

362. 2012.

SCHEER, C.; WASSMANN, R.; KIENZLER, K.; IBRAGIMOV, N.; ESCHANOV, R.

Nitrous oxide emissions from fertilized, irrigated cotton. Gossypium hirsutum L. In: The

Aral Sea Basin, Uzbekistan: Influence of nitrogen applications and irrigation practices.

Soil Biol. 2008.

SCHMIDT, E. Nitrification in soil. In: STEVENSON, F.J.; BREMNER, J.M.; HAUCK,

R.D.; KEENEY, D.R. Nitrogen in agricultural soils. Madison, Amerecian Society of

Agronomy, 1982.

SIGNOR, D. Estoques de Carbono e Nitrogênio e Emissões de gases de Efeito Estufa em

área de Cana-de-Açúcar em Piracicabana, Dissertação de Mestrado. 119p 2010.

SIGNOR, D.; CERRI, C.E.P.; CONANT, R. N2O emissions due to nitrogen fertilizer

applications in two regions of sugarcane cultivation in Brazil. Environ Res Lett

8(1):015013 doi:10.1088/1748-9326/8/1/015013. 9p. 2013.

SIGNOR. D; CERRI. C.E.P. Nitrous oxide emissions in agricultural soils: a review. E -

ISSN 1983-4063 - www.agro.ufg.br/pat - Pesq. Agropec. Trop., Goiânia, v.43, n.3, 322-

338p. 2013.

SILVA, T. G. F.; MOURA, M. S. B.; ZOLNIER, S.; SOARES, J. M.; VIEIRA, V. J. S.;

JÚNIOR, W. G. F. Requerimento hídrico e coeficiente de cultura da cana-de-açúcar

irrigada no semiárido brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental,

Campina Grande, v.16, n.1, 64-71p. 2012.

58

SMITH, M. Report on the expert consultation on revision of FAO methodologies for crop

water requiremebts. Rome: FAO, 1991.

SOUZA, V.F. & PRAST, A.E. Óxido Nitroso (N2O) Em Ambientes Aquáticos

Continentais: Produção, Fatores Reguladores e Fluxos de Diferentes Ambientes. Ilha do

Fundão - Cidade Universitária, Rio de Janeiro - RJ, 2012.

SPRENT, J.I. The ecology of the nitrogen cycle. Cambridge studies in ecology,

Cambridge: Cambridge University Press, 1987.

STEUDLER, P.A.; BOWDEN, R.D.; MELILLO, J.M.; ABER, J.D. Influence of nitrogen

fertilization on methane uptake in temperate forest soils. Nature, 341:314-316p. 1989.

STRASSBURG, B.B.N.; LATAWIEC, A.E.; BARIONI, L.G.; NOBRE, C.A.; da

SILVA, V.P.; VALENTIM, J.F., VIANA, M.; ASSAD, E. D. When enough should be

enough: improving the use of current agricultural lands could meet production demands

and spare natural habitats in Brazil. Global Environmental Change, v.28, 84–97p. 2014.

UNICA. Union of the Sugarcane industries. Available online. 2014.

USSIRI, D.; LAL, R. Formation and release of nitrous oxide from terrestrial and aquatic

ecosystems. Soil Emission of Nitrous Oxide and Its Mitigation. Springer. The

Netherlands, 63–96p. 2013.

VARGAS, V.P.; CANTARELLA, H.; MARTINS, A.A.; SOARES, J.R.; SOUSA, R.M.;

HACKBARTH, C.; ANDRADE, C.A. Dicianodiamida (Dcd) Diminui Emissão de N2O

de Solo Incubado com Diferentes Níveis de Palha de Cana-de-Açúcar E N Mineral.

Fertbio, Maceió - AL.4p. 2012.

WASSMANN, R. & VLEK, P.L.G. Mitigating greenhouse gas emissions from tropical

agriculture: scope and research priorities. Environment, Development and

Sustainability, n.6, 1-9p. 2004.

ZOTELLI, L.C. Palha e Vinhaça: Emissões de CO2, N2O E CH4 em Solo com Cana-de-

Açúcar. Campinas – SP. Dissertação de Mestrado.77p. 2012.

THAIS RODRIGUES DE SOUSA - Biblioteca Digital de...

Documents

Transcript of THAIS RODRIGUES DE SOUSA - Biblioteca Digital de...