Nome do Projeto
Monitoramento das emissões de gases de efeito estufa e estoques de carbono no solo após aplicações sucessivas de fertilizantes minerais, orgânicos e organominerais visando mitigação e adaptação às mudanças climáticas
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/06/2025 - 30/06/2027
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
As mudanças climáticas estão relacionadas às emissões excessivas dos três principais gases de efeito estufa (GEE) à atmosfera, sendo eles o dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O). A agropecuária é um dos setores da economia brasileira que mais contribuem à essas emissões e, ainda há lacunas na pesquisa acerca do impacto da aplicação de diferentes fontes de fertilizantes em solos agrícolas. Por isso, monitorar os GEE após o uso de fertilizantes é fundamental ao entendimento e gestão das emissões. Nesse sentido, o objetivo do projeto é monitorar as emissões de GEE e os estoques de carbono no solo após aplicações sucessivas de fertilizantes minerais, orgânicos e organominerais em um Argissolo do Sul do RS que será cultivado com a rotação soja, trigo e milho. O estudo será conduzido na Fazenda experimental da Palma, pertencente a Universidade Federal de Pelotas, durante as safras agrícolas de soja (2025/26), trigo (2026) e milho (2026/27). O experimento será conduzido em um delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições, em parcelas de 25 m2, dos seguintes tratamentos: (T1) Testemunha sem aplicação de fertilizantes ao solo, (T2) Aplicação de fertilizante mineral ao solo, (T3) Aplicação de fertilizante organomineral ao solo e (T4) Aplicação de fertilizante orgânico ao solo. Os fluxos de GEE serão quantificados utilizando o método das câmaras fechadas. O sistema de coleta será composto por uma base e uma câmara, ambas em aço galvanizado. A cada coleta, as câmaras serão dispostas sobre as bases, as quais serão inseridas no solo até uma profundidade de 0,1m. As coletas serão realizadas de três a quatro vezes por semana durante o primeiro mês, sendo posteriormente espaçadas de uma a duas vezes a cada 15 dias. As amostras de ar serão coletadas com seringas de polipropileno de 20 cm3 (0, 15, 30 e 45 minutos) após o fechamento da câmara. A concentração dos GEE será determinada por cromatografia gasosa. O efeito dos tratamentos sobre a evolução nos estoques de C do solo, ao final do experimento, será comparado aos estoques de C total em amostras de solo coletadas na implantação do experimento, nas camadas 0 a 2,5; 2,5 a 5; 5 a 10; 10 a 20 e 20 a 40 cm. Os teores de N mineral do solo serão determinados após extração com KCl 1M, destilação em semi-micro Kjeldahl e titulação com H2SO4 em amostras de solo coletadas periodicamente nas camadas 0 a 10; 10 a 20 e 20 a 40 cm. A partir dos resultados observados nessa pesquisa, espera-se contribuir cientificamente para compreender os seguintes aspectos: a) seleção de fertilizantes com maior potencial de mitigar as emissões de GEE; b) seleção de fertilizantes com maior potencial de estocar C no solo; c) seleção de fertilizantes com maior potencial de preservar o N no solo e favorecer a produção de culturas. Além disso, a proposta visa promover a capacitação de recursos humanos para o desenvolvimento de pesquisas na área do projeto, através do treinamento de discentes de Iniciação Científica e de Pós-graduação.

Objetivo Geral

O objetivo geral do projeto é monitorar as emissões de GEE e os estoques de carbono no solo após aplicações sucessivas de fertilizantes minerais, orgânicos e organominerais em um Argissolo do Sul do RS cultivado com soja, trigo e milho.

Justificativa

As mudanças climáticas estão relacionadas ao aumento na concentração dos gases de efeito estufa (CO2, CH4 e N2O) na atmosfera. Essas modificações tem provocado aumento na temperatura global, alterações no regime pluviométrico e a frequência de eventos climáticos intensos e extremos. A agropecuária é um dos principais setores da economia brasileira, sendo responsável por mais de um quarto do PIB do país. No entanto, a agropecuária é um dos setores que mais contribuem à emissão dos gases de efeito estufa. De acordo com o Sistema de Estimativas de Emissões e Remoção de Gases de Efeito Estufa (SEEG), esse setor contribui com aproximadamente 28% das emissões totais de CO2eq do Brasil. Somente no Rio Grande do Sul, a agropecuária é responsável por aproximadamente 61% das emissões antrópicas totais de CO2eq. As principais fontes de emissão de GEE são a fermentação entérica da pecuária e o cultivo de arroz por alagamento no caso do CH4 e, para N2O, o uso de fertilizantes nitrogenados minerais e orgânicos. Em contrapartida, o CO2 representa apenas 5,5% da emissão total da agropecuária e menos que 2,5% das emissões antropogênicas totais no RS (SEEG, 2021). No entanto, o carbono do solo tem múltiplos benefícios para a produção agrícola e serviços ecossistêmicos, e o sequestro de carbono em solos é considerada importante estratégia à mitigação de GEE na agropecuária (Kumara et al., 2023). Por isso, quantificar os gases de efeito estufa na agropecuária é imprescindível ao entendimento e gestão das emissões, auxiliando no planejamento e implementação de políticas públicas e adoção de práticas por parte de produtores rurais e empresas à redução às emissões dos gases de efeito estufa visando a mitigação e adaptação às mudanças climáticas

Metodologia

O experimento será conduzido no Centro Agropecuário da Palma, pertencente à Universidade Federal de Pelotas (UFPel), no município de Capão do Leão (RS), cujas coordenadas geográficas são: 31º 48’ 2,5’’ de latitude sul e 52º 30’ 19,5’’ de longitude oeste. O solo é classificado como ARGISSOLO VEMELHO-AMARELO Distrófico abrúptico (Santos et al., 2018). O clima da região, segundo a classificação de Köppen é do tipo Cfa, ou seja, subtropical úmido com verões quentes.
A área experimental será preparada em junho de 2025 através das seguintes operações: 1) aração profunda com arado de discos; 2) aplicação de calcário na dose recomendada pela Comissão de Química e Fertilidade do Solo RS/SC (2016); 3) gradagem para incorporar o calcário ao solo; 4) semeadura a lanço de aveia preta na densidade de 100 kg ha-1 e 5) gradagem leve para incorporar as sementes ao solo.
Antes da instalação do experimento (outubro de 2025), serão coletadas amostras de solo nas camadas 0 a 2,5; 2,5 a 5; 5 a 10; 10 a 20 e 20 a 40 cm onde serão determinadas as principais características químicas (TEDESCO et al., 1995), físicas do solo (EMBRAPA, 1997) e teores iniciais de C e N do solo.
O delineamento experimental utilizado será o de blocos casualizados com quatro repetições, em parcelas de 25 m2 (5 m x 5 m), dos seguintes tratamentos: (T1) Testemunha sem aplicação de fertilizantes ao solo, (T2) Aplicação de fertilizante mineral ao solo, (T3) Aplicação de fertilizante organomineral ao solo e (T4) Aplicação de fertilizante orgânico ao solo
As emissões de CO2, N2O e CH4 serão determinadas in situ utilizando um dispositivo estático composto por uma base de aço galvanizado com dimensões de 0,4 m x 0,7 m x 0,1 m (L x C x A), inserida no solo até uma profundidade de 8 cm. Sobre a base será colocada, no momento das avaliações, uma câmara também confeccionada em aço galvanizado com dimensões de 0,4 m x 0,7 m (L x C) e com 0,20 m de altura. A base permanecerá fixa no local durante o período de avaliação. No topo da câmara será inserido um termômetro digital de haste, com precisão de 0,1ºC, para registrar a temperatura do interior da câmara e, septos de borracha onde serão inseridas seringas para a coleta do gás. O gás coletado através das seringas será transferido para extainers (12 mL Extainers, Labco) previamente submetidos a vácuo. As coletas das amostras de ar serão realizadas no tempo 0, 15, 30 e 45 minutos após o fechamento das câmaras. Durante as coletas, também serão registradas as temperaturas do ar e do solo. Ao final da coleta a câmara será retirada de cima da base. Os gases serão analisados por cromatografia gasosa em um cromatógrafo (Shimadzu GC 2014) equipado com dois detectores, um de ionização de chama (FID) utilizado para quantificar CH4 e CO2 e o outro de captura de elétrons (ECD) para N2O.
O efeito dos tratamentos sobre a dinâmica do N mineral do solo será avaliado em amostras coletadas periodicamente nas camadas de 0 a 10, 10 a 20 e 20 a 40 cm com trado calador. A periodicidade das coletas de solo será estabelecida conforme as condições climáticas e os teores de N mineral serão determinados após extração com KCl 1M, destilação em semi-micro Kjeldahl e titulação com H2SO4 (TEDESCO et al., 1995).
O acúmulo de N pelas culturas será avaliado na raiz, parte aérea e grãos de cada cultura. Na soja, serão colhidas, duas seções linha de 1 m linear, selecionadas aleatoriamente dentro de cada parcela. Vale ressaltar que para a determinação do acúmulo de N nas plantas de soja, a coleta será realizada no estádio R2 da cultura, ou seja, em pleno florescimento. No trigo, serão colhidos três segmentos de linha de 0,5 m linear, estabelecidos aleatoriamente dentro da área útil de cada parcela, nos estádios de perfilhamento, alongamento do colmo, espigamento/florescimento e maturação fisiológica. No milho, serão coletadas quatro plantas na área útil de cada parcela em 4 estádios fenológicos da cultura (V3: terceira folha; V6: sexta folha, VT: pendoamento; R6: maturação fisiológica). A produção de MS das culturas será obtida por secagem em estufa a 65 oC até massa constante. As amostras secas serão pesadas para determinação do conteúdo de MS. Após a secagem, uma subamostra de raiz, parte aérea e grãos será moída em moinho de facas e depois em moinho de bolas (<100 mesh) para determinar a concentração de C e N total por combustão seca (Flash EA 1112, Thermo Finnigan, Milan, Italy).
Paralelo as avaliações de acúmulo de C e N na parte aérea das culturas e, nos mesmos estádios fenológicos, será quantificado o índice de clorofila na folha. As avaliações serão realizadas com o auxílio de um clorofilômetro da marca comercial ClorofiLOG® modelo CFL 1030, produzido pela Falker Automação Agrícola, o qual expressa os resultados em um índice próprio denominado ICF (Índice de Clorofila Falker) (FALKER, 2008). As leituras serão feitas no terço inferior, médio e superior da última folha totalmente aberta em cada planta de avaliação.
O rendimento dos grãos de soja e milho será determinado em área de 14 m2, colhendo-se as plantas de quatro linhas centrais de cada parcela, desprezando-se 0,5 m em cada extremidade. Para o trigo, será colhido 14 linhas da área útil com 4 m de comprimento, totalizando 9,6 m2 por parcela. A produção final de grãos das duas culturas será corrigida para 13% de umidade.
A eficiência agronômica de uso do N será determinada segundo FAGERIA & BALIGAR (2005), em que EA = (PGcf - PGsf)/(QNa), onde EA é a eficiência agronômica (kg kg-1); PGcf, a produção de grãos em kg com fertilizante nitrogenado (com ou sem inoculação); PGsf, a produção de grãos em kg sem fertilizante nitrogenado; e QNa, a quantidade em kg de N aplicado.
Os resultados obtidos nos experimentos com soja, trigo e milho serão avaliados estatisticamente pela análise de variância, utilizando o teste F em nível de significância de 5%. Quando os valores de F forem significativos, as médias tratamentos serão comparadas entre si pelo teste de Tukey em nível de significância de 5 %. Todas as análises estatísticas serão realizadas utilizando o pacote estatístico SISVAR® (FERREIRA, 2011).

Indicadores, Metas e Resultados

Gerar informações que possibilitem recomendar um ou mais tipos de fertilizantes afim de reduzir as emissões de GEE visando mitigação e adaptação às mudanças climáticas
Gerar informações que possibilitem recomendar um ou mais tipos de fertilizantes afim de proporcionar os maiores benefícios agronômicos nas culturas agrícolas estudadas;
Proporcionar o treinamento, na área do projeto, de discentes de Graduação e Pós-graduação da UFPel.
Publicar artigos científicos em periódicos de qualidade destacada

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
CHARLES FERREIRA BARBOSA
EZEQUIEL CESAR CARVALHO MIOLA12
JAIANE MACHADO BARBOSA
LIZETE STUMPF10
Marciano Tuchtenhagen da Fonseca
TAINARA HARTWIG DA SILVA

Recursos Arrecadados

FonteValorAdministrador
Empresas do setor de fertilizantesR$ 200.000,00Fundação Delfim Mendes da Silveira

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339033 - Passagens de Despesas de LocomoçãoR$ 21.400,00
339030 - Material de ConsumoR$ 45.000,00
339020 - Auxílio Financeiro a PesquisadorR$ 70.000,00
339018 - Auxílio Financeiro a EstudantesR$ 33.600,00
339039 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa JurídicaR$ 30.000,00

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