Emissão de gases de efeito estufa do solo em diferentes sistemas de produção de soja sob plantio direto

Orientador: Prof. Dr. Paulo César de Faccio Carvalho

Coorientador: Prof. Dr. Edicarlos Damacena de Souza

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 29/04/2024

Inclui referências

Resumo: Globalmente, estima-se que cerca de 19% das emissões totais de gases de efeito estufa (GEE) são contribuições do setor agrícola e da mudança no uso da terra. O objetivo com este estudo foi avaliar o impacto da rotação e diversificação de culturas sobre as emissões de CO2, de CH4 e de N2O do solo em sistemas de produção de soja sob plantio direto no Cerrado brasileiro. Os tratamentos constam de diferentes sistemas de produção: S1: sistema de sucessão soja e milho; S2: sistema de sucessão soja e Urochloa ruziziensis; S3: sistema com sucessão de soja e crotalária seguido por milho consorciado com U. ruziziensis; S4: sistema de sucessão com soja e crotalária, seguido por soja e milho consorciado com U. ruziziensis que permanece por 12 meses; e S5: sistema com sucessão de soja e milheto, seguido por soja e crotalária e, por fim milho consorciado com U. ruziziensis. As emissões de GEE foram avaliadas de fevereiro/2022 a fevereiro/2023 e os resultados foram agrupados em estações do ano, sendo a chuvosa, correspondente aos meses de outubro a março, e seca, os meses de abril a setembro. As maiores emissões de GEE foram observadas no período das águas, independentemente do sistema de produção avaliado. Para emissão de CO2 cerca de 65%, 67%, 56%, 57% e 56%, das emissões ocorreram no período das águas nos sistemas S1, S2, S3, S4 e S5, respectivamente. Para emissão de CH4 no período das águas, o S3, foi o sistema que se sobressaiu e deteve a maior média de emissão, cerca de 0,44 kg ha-1 de C-CH4, seguido de S1 e S5, com 0,37 e 0,19 kg C-CH4 ha-1, respectivamente, enquanto os sistemas S2 e S4 se mantiveram como sumidouro de CH4, com influxos de 0,19 e 0,05 kg ha-1, respectivamente. No que se refere a emissão de N2O, apenas S1 e S2 apresentaram diferenças significativas, com emissões médias de 0,38 kg ha-1 de N-N2O no período das águas, os quais se sobressaíram aos demais sistemas em 30%, 40% e 45% à S3, S4 e S5, respectivamente. Os sistemas S3 e S4, reduziram a IEN em 28% e 27% inferior em relação à S1 com média de 239 kg ha-1 ano-1 de N-CO2eq. A produtividade de soja foi menor no sistema S3 (3909,55 kg ha-1). Esse sistema também se destacou e apresentou a maior produção de MS, cerca de 22,9 Mg ha-1. Dessa forma, os sistemas agrícolas mais diversificados, com capim ou consórcios entre milho e capim em rotação de culturas, mostram-se um modelo de produção estratégico e promissor para intensificação agrícola e minimização da emissão de GEE em solos do Cerrado brasileiro.

Abstract: Globally, it is estimated that around 19% of total greenhouse gas (GHG) emissions are contributed by the agricultural sector and land use change. The objective of this study was to evaluate the impact of crop rotation and diversification on soil CO2, CH4 and N2O emissions in soybean production systems under direct planting in the Brazilian Cerrado. The treatments consist of different production systems: S1: soybean and corn succession system; S2: soybean and Urochloa ruziziensis succession system; S3: system with a succession of soybeans and sunn hemp followed by corn intercropped with U. ruziziensis; S4: succession system with soybean and sunn hemp, followed by soybean and corn intercropped with U. ruziziensis that remains for 12 months; and S5: system with a succession of soybeans and millet, followed by soybeans and sunn hemp and, finally, corn intercropped with U. ruziziensis. GHG emissions were evaluated from February/2022 to February/2023 and the results were grouped into seasons, with the rainy season corresponding to the months of October to March, and the dry season corresponding to the months of April to September. The highest GHG emissions were observed during the rainy season, regardless of the production system evaluated. For CO2 emissions, around 65%, 67%, 56%, 57% and 56% of emissions occurred during the rainy season in systems S1, S2, S3, S4 and S5, respectively. For CH4 emission during the rainy season, S3 was the system that stood out and had the highest average emission, around 0.44 kg ha-1 of C-CH4, followed by S1 and S5, with 0.37 and 0.19 kg CCH4 ha-1, respectively, while systems S2 and S4 remained a CH4 sink, with inflows of 0.19 and 0.05 kg ha-1, respectively. With regard to N2O emissions, only S1 and S2 showed significant differences, with average emissions of 0.38 kg ha1 of N-N2O during the rainy season, which exceeded the other systems by 30%, 40% and 45% at S3, S4 and S5, respectively. Systems S3 and S4 reduced IEN by 28% and 27% lower than S1, with an average of 239 kg ha-1 year-1 of N-CO2eq. Soybean productivity was lower in the S3 system (3909.55 kg ha-1). This system also stood out and presented the highest DM production, around 22.9 Mg ha-1. In this way, more diversified agricultural systems, with grass or consortiums between corn and grass in crop rotation, prove to be a strategic and promising production model for agricultural intensification and minimization of GHG emissions in Brazilian Cerrado soils.