O impacto das práticas de preparo e colheita na emissão de CO2 do solo

em áreas de produção de cana

Newton La Scala Júnior

FCAV / UNESP, Jaboticabal, SP, Brasil

IEA/USP-RP, Março de 2012

Sobre a Mitigação das Mudanças Climáticas

Figure 8.4: Global technical mitigation potential by 2030 of each agricultural management practice showing the impacts of each practice on each GHG. IPCC - 2007

Estudos Recentes: Inventário de emissão de gases de efeito estufa, áreas de cana-

de-açúcar, sudeste do Brasil

Cana Crua

Cana Queimada

+Mecanizada (diesel ... 223.8 x 147.7 Litros)+ Fert. Sintético N (+112 x 88 kg N h-1 ano-1)

Queima dos Resíduos (CH4 + N2O)

3.104 kg CO2eq ano-1

+Sequestro C solo: 320 kg y-1 (1,173 kg CO2eq)

=311 kg CO2 h-1 a-1=1.480 kg CO2eq a-1

Figueiredo & La Scala 2011

2.793 kg CO2eq ano-1

(=760 kg C)

Table 1. Emission sources and greenhouse gas considered in each of the practices conducted in sugarcane agricultural and mobile combustion sectors. Sector Emission sources for burning and green harvest system Agricultural Mobile Combustion (Diesel vehicle)

GHG emissions due to the burning of the agricultural residues - CH4

- N2O

N2O direct and indirect emissions from managed soils - N synthetic fertilizer - N from organic composts (Filtercake and vinasse) - N from sugarcane residues

CO2 emissions due lime application Soil Carbon Sequestration Emissions due fossil fuel use (Diesel oil) - CO2

- CH4

- N2O

Figueiredo & La Scala 2011

~4 kg CO2eq L-1

~10,4 kg CO2eq kg-1

Table 2. Annual amount of agricultural supplies applied and fossil fuel consumption (Medium values for a five years crop cycle) for each harvest system in one hectare to burning harvest and green harvest. Supplies Burning harvest Green harvest

Units Amount Units Amount

Nitrogen synthetic fertilizer

kg ha-1 y-1 88 kg ha-1 y-1 112

Vinasse application

kg N ha-1 y-1 44.2 kg N ha-1 y-1 44.2

Filtercake application

kg N ha-1 y-1 21 kg N ha-1 y-1 21

Lime kg ha-1 y-1 400 kg ha-1 y-1 400

Diesel oil L ha-1 y-1 147.68 L ha-1 y-1 223.82

Figueiredo & La Scala 2011

320 kg C hc-1 a-1

760 kg C hc-1 a-1

Estimativa da emissão de GEE (em kg CO2 equivalente ha-1 ano-1) para cada uma das fontes considerando-se 1 hectare colhido sob queima ou mecanizado. Figueiredo & La Scala, 2011.

Perillo 2012

4 Scenarios considered

S0Burned Harvest

(Conventional Tillage)

S1Green Harvest

(Conventional Tillage)

S2Green Harvest

(Reduced Tillage)

S3Crop Rotation (Crotalaria juncea

L.)

(Reduced Tillage)

Inputs: Average for a sugarcane Crop Cycle of 5 years

Bordonal et al. 2012

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1,235.71,354.9

2,266.8

3,142.7

Tota

l CO

2eq B

ala

nce

(kg

ha-1

y-1

)

Scenario

S0 S1 S2 S3

∆f= 875,9

∆f= 1787,9

∆f= 1907Results

Bordonal et al. 2012

Estudos Recentes:Sobre o potencial de acúmulo de carbono

no solo de áreas agrícolas do Brasil

Spatial distribution, total production and cultivated area (hectares) of sugarcane and pasture (livestock) in Brazil. Total area and Production refers to 2010/2011. Source: CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. La Scala et al. 2011

Spatial distribution, total production and cultivated area (hectares) of soybean and maize. Total area and Production refers to 2010/2011. Source: CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. La Scala et al. 2011

Potencial de acúmulo ou perda de C no solo (Mg C hectare-1 ano-1) em áreas de culturas anuais para diferentes manejos (soja, milho e rotação de culturas). Panosso, Figueiredo & La Scala 2011

Carbono toda da fitomassa: soja + milho 8,6Mg ha-1 ano-1 (31,6 Mg CO2 ha-1 ano-1)

4,7 % do C-CO2 capturado

Potencial de acúmulo de C das áreas de cana de açúcar (Mg hectare-1 ano-1) convertidas do sistema de colheita queimada para mecanizado sem queima (Panosso, Figueiredo & La Scala 2011).

Carbono total fitomassa: cana-de-açúcar 29,2 Mg ha-1 ano-1 (107 Mg CO2 ha-1 ano-1)

6,4 % do C-CO2 capturado

Emissão média de 2,0 mol CO2 m-2 s-1 equivale a:

Em 1 mês: 2.281 kg CO2 hectare-1 ou 622 kg C-CO2 hectare-1

Em 1 ano: 27372 kg CO2 hectare-1 ou 7465 kg C-CO2 hectare-1

Uma emissão evitada de 10% (ou seja, indo de 2,0 para 1,8

mol CO2 m-2 s-1) equivaleria a uma redução de 746,5 kg C-

CO2 emitido para a atmosfera.

kCdt

dC 2COCF

dt

dC

kCF COC 2

.)(volUmidadePorosidadeLivrePorosidade

Conceitual:

)],(/),(),,(),,(),([ 2 trNCrargilatrOtrumidadettempkk

CarbonodeEstoqueC

Emissão de CO2 induzida pelo preparo do solo

Sem Distúrbio (com palha)

Sem Distúrbio (sem palha)

Convencional (com palha)

Convencional (sem palha)

Figueiredo et al. 2012

NT: Sem Distúrbio Cn: Preparo Convencional

CnLi: Preparo Convencional + Calagem CnLiG: Preparo Convencional + Calagem + Gesso

Dia após preparo do solo

= 1039 kg C-CO2 hec-1

= 3808 kg CO2 hec-1

Em 25 dias após preparo

284.4 kg C-CO2 hec-1

245.7 kg C-CO2 hec-1

Letras maiúsculas: entre sistemas de colheitaLetras minúsculas: manejos no sistema de colheitaFigueiredo 2012

BH GHnores GHres0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

aaabaaabbaaabb

AAAAB BBBBB BAAB

AB

1,550.2

1,266.9

1,485.1

446.4

1,065.01,081.8

944.5

698.8

1,093.5

953.9

808.8

525.4

To

tal E

mis

sio

n (k

g C

O2-C

he

cta

re-1

) NT Cn CnLi CnLiG

A influência da palhada sobre a emissão de CO2

BH GHnores GHres0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

aaabaaabbaaabb

AAAAB BBBBB BAAB

AB

1,550.2

1,266.9

1,485.1

446.4

1,065.01,081.8

944.5

698.8

1,093.5

953.9

808.8

525.4

To

tal E

mis

sio

n (k

g C

O2-C

he

cta

re-1

) NT Cn CnLi CnLiG

NT (sem resíduos) – NT (com resíduos) = 698.8 – 446.4 = 252 kg C-CO2 hec-1 (em 25 dias)

Figueiredo et al. 2011

O aumento na emissão de CO2 do solo causado pela retirada da palha da superfície(do solo) é tão grande quanto ao induzido pelo preparo do solo (~250 kg C por hec-1)

22,2%16,2%

Figueiredo et al. 2011

Relação entre emissão de CO2 e propriedades do solo

Gradeado de 50 m × 50 m com 89 pontos. As linhas de plantio são representadas ( – – –)

Panosso et al. 2011

7630475

7630470

7630465

7630460

7630455

7630450

7630445

7630440

7630435

7630430

793685 793693 793701 793709 793717 793725

UTM East (m)

UT

M N

ort

h (

m)

7630475

7630470

7630465

7630460

7630455

7630450

7630445

7630440

7630435

7630430

793685 793693 793701 793709 793717 793725

UTM East (m)

UT

M N

ort

h (

m)

0o

45o

90o

135o

N=22

N=22

N=22

N=22

N=89

Panosso et al. 2010

N=89

N=89

Panosso 2010

N=89

Panosso et al. 2010

kCF COC 2

Fator Controlador!

112 )(%11.0~2

PLAsmmolPLA

FCO %6PLA

1122 .196

mêshcCOCkgF COC

Panosso et al. 2011

Certamente, o monitoramento das emissões de CO2 do solo influenciadas

pelo manejo e propriedades do solo constitui algo de grande importância.

Agradecimentos:

Fapesp, CNPq, UNESP

Nossos Estudantes: Grad. + P.Grad.

Aos Professores J. Marques Jr., G. T. Pereira, A. Lopes e demais Colaboradores do Projeto FAPESP 08/58187-0

As Usinas de Cana-de-Açúcar que tem colaborado com nossos estudos

Obrigado!