Emissão de gases de efeito estufa, características produtivas e morfológicas de cultivares de arroz sob manejos de irrigação | Greenhouse gases emission, productive and morphological characteristics of rice cultivars under irrigation management

The cultivation of irrigated rice is an important source of greenhouse gases emission. Among the main greenhouse gases are the area of rice are methane (CH4) and nitrous oxide (N2O), which vary depending on crop management and irrigation management. The study of irrigation and cultivar management is of great importance as an alternative to increase productivity and grain quality without increasing planted area and water consumption. Rice plants have structures called aerenchyma, which mainly serve to oxidize the root system, but through these structures also the passage of other gases such as CH4 and N2O occurs. In this sense, the present study had as objective to quantify CH4 and N2O emissions, components of yield, grain quality, yield, morphological characteristics, partial global warming potential (pGWP) and index pGWP/grain yield (Yield-scaled) of rice cultivars under permanent irrigation and intermittent irrigation. In view of this, this thesis was structured in four chapters. Chapter 1 is a literature review entitled "Production, emission and methane mitigation measures in irrigated rice crops". The chapter 2 addresses the emission of CH4 and N2O, yield, global warming potential and global warming potential index for grain yield from areas of irrigated rice under the heading "Greenhouse gas emissions and global warming potential of rice cultivars under irrigation management". The chapter 3 deals with the morphological characteristics of the aerial part (number and diameter of stems and stature) of rice plants, as well as their internal structures (number, area and volume of aerenchyma and area and volume of the fistula) and dry mass production, this chapter is entitled "Structural characteristics of rice cultivars under irrigation management". The chapter 4 deals with the number of panicles per m2, the number of grains per panicles, the mass of a thousand grains, income of the benefit and on the physical characteristics of the grains (whole grains, plaster and white belly) and is titled "Performance components and grain quality of rice cultivars under irrigation management". From the results obtained, it was concluded that the cultivar XP 113 emits less methane and nitrous oxide, in addition to presenting higher grain yield, which guarantees, together with the cultivar Titan CL, lower Partial Global Warming Potential and lower pGWP/Grain Productivity. Intermittent irrigation, combined with low rainfall, adversely affects grain yield of rice, but results in lower methane emissions, pGWP and pGWP/GY. There is no difference in the emission of nitrous oxide as a function of irrigation management. The cultivar XP 113 shows a lower area and volume of aerenchyma, as well as a lower number of stems per m2 and dry mass of the aerial part, while the cultivar Lexus CL presents higher dry mass of aerial part, area and volume of aerenchyma and area and volume of fistula. There is a reduction in leaf area index when the rice plants are submitted to intermittent irrigation management in all cultivars, except for cultivar XP 113. The management of intermittent irrigation reduces plant height, shoot dry mass, area of aerenquimous and fistula) and volume (of aerenquimous and fistula). The cultivar IRGA 424 RI has a lower percentage of the cast area, of a thousand grain mass and of grains per panicle in relation to the other cultivars. The cultivars IRGA 424 RI and Titan CL have a higher percentage of whole grains. The cultivar XP 113 has a higher number of grains per panicle. Cultivars XP 113 and IRGA 424 RI have a lower percentage of grains and white belly. The management of intermittent irrigation does not reduce the sterility of spikelets, mass of a thousand grains, number of panicles per m2 and grain quality.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

O cultivo de arroz irrigado é uma importante fonte de emissão de gases de efeito estufa. Entre os principais gases de efeito estufa em área de arroz são o metano (CH4) e óxido nitroso (N2O), os quais variam em função do manejo da cultivar e do manejo da irrigação. O estudo de manejos da irrigação e de cultivares é de grande importância por servirem de alternativa para aumento de produtividade e qualidade de grãos sem aumento de área plantada e do consumo de água. As plantas de arroz possuem estruturas, denominadas de aerênquimas, que servem principalmente para a oxidação do sistema radicular, porém por meio dessas estruturas também ocorre a passagem de outros gases, como o CH4 e o N2O. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo quantificar as emissões de CH4 e N2O, componentes de rendimento, qualidade de grãos, produtividade, características morfológicas, potencial de aquecimento global parcial (PAGp) e índice de PAGp/Rendimento de Grãos de cultivares de arroz sob irrigação permanente e irrigação intermitente. Diante disto, a presente tese foi estruturada em quatro capítulos. O capítulo 1 é uma revisão de literatura intitulada de “Produção, emissão e medidas mitigatórias de metano em lavouras de arroz irrigado”. O capítulo 2 aborda a emissão de CH4 e N2O, a produtividade, o potencial de aquecimento global e o índice de potencial de aquecimento global por produtividade de grãos a partir de áreas de arroz irrigado, com o título de “Emissão de gases de efeito estufa e potencial de aquecimento global de cultivares de arroz sob manejos de irrigação”. O capítulo 3 aborda sobre as características morfológicas da parte aérea (número e diâmetro de colmos e estatura) de plantas de arroz, bem como suas estruturas internas (número, área e volume de aerênquimas e área e volume da fístula) e produção de massa seca, esse capítulo é intitulado como “Características estruturais de cultivares de arroz sob manejos de irrigação”. O capítulo 4 aborda sobre o número de panículas por m2, o número de grãos por panículas, a massa de mil grãos, renda do benefício e sobre as características físicas dos grãos (grãos inteiros, gessados e barriga branca), e está intitulado de “Componentes de rendimento e qualidade de grão de cultivares de arroz sob manejos de irrigação”. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que a cultivar XP 113 emite menos metano e óxido nitroso, além de apresentar maior produtividade de grãos, o que garante, juntamente com a cultivar Titan CL menor Potencial de Aquecimento Global parcial e menor índice de PAGp/Produtividade de Grãos. A irrigação intermitente, combinado com baixas precipitações, afeta negativamente a produtividade de grãos do arroz, porém resulta em menor emissão de metano, PAGp e PAGp/PG. Não há diferença na emissão de óxido nitroso em função do manejo de irrigação. A cultivar XP 113 apresenta menor área e volume de aerênquimas, bem como menor número de colmos por m2 e massa seca da parte aérea, enquanto a cultivar Lexus CL apresenta maior massa seca da parte aérea, área e volume de aerênquimas e área e volume da fístula. Há redução do índice de área foliar quando as plantas de arroz são submetidas ao manejo de irrigação intermitente em todas as cultivares, com excessão da cultivar XP 113. O manejo da irrigação intermitente reduz a estatura de plantas, massa seca da parte aérea, área (de aerênquimas e da fístula) e volume (de aerênquimas e da fístula). A cultivar IRGA 424 RI possui menor porcentagem de área gessada, de massa de mil grãos e de grãos por panícula em relação as demais cultivares. As cultivares IRGA 424 RI e Titan CL possuem maior porcentagem de grãos inteiros. A cultivar XP 113 possui maior número de grãos por panículas. As cultivares XP 113 e IRGA 424 RI possuem menor porcentagem de grãos gessados e barriga branca. O manejo da irrigação intermitente não reduz a esterilidade de espiguetas, massa de mil grãos, número de panículas por m2 e qualidade de grãos.