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Fluxo de carbono e de gases estufa em ecossistema de pastagem composta por Panicum maximum Jacq. e Stylosanthes capitata Voegel cultivadas sob elevada concentração de CO2 e elevada temperatura em sistemas FACE/T-FACE

Processo: 14/00317-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2014
Vigência (Término): 31 de julho de 2016
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Botânica - Fisiologia Vegetal
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Carlos Alberto Martinez y Huaman
Beneficiário:Eduardo Augusto Dias de Oliveira
Instituição-sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:08/58075-8 - Miniface climate-change impact experiment to analyze the effects of elevated CO2 and warming on photosynthesis, gene expression, biochemistry, growth, nutrient dynamics and yield of two contrasting tropical forage species, AP.PFPMCG.TEM
Assunto(s):Mudança climática   Aquecimento

Resumo

As mudanças climáticas, como o aquecimento global e as alterações nos padrões de precipitação associadas ao incremento da concentração atmosférica de gases de efeito estufa (GEE) como o dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e oxido nitroso (N2O) provocado por atividades humanas estão acontecendo num ritmo nunca experimentado pelo planeta. Apesar da existência de diversas previsões, os efeitos das mudanças climáticas sobre os ecossistemas ainda não estão bem elucidados. Em relação aos ecossistemas de pastagens, estima-se que o incremento da concentração de CO2 e da temperatura provocará: 1) um aumento da quantidade de carbono que entra nos ecossistemas por meio da fotossíntese; 2) mudanças na quantidade de CO2 que sai dos ecossistemas por meio de respiração autotrófica (Ra) e heterotrófica (Rh); 3) alterações da produtividade bruta (GPP) e líquida (NPP) dos ecossistemas; 4) alterações na emissão do metano (CH4), tanto pela decomposição anaeróbica da matéria orgânica do solo, bem como pela fermentação entérica da forragem consumida pelo gado; 5) existe ainda a possibilidade que o incremento da temperatura aumente a emissão do oxido nitroso (N2O) a partir dos fertilizantes nitrogenados e pela maior atividade da microbiota do solo. No Brasil, os ecossistemas de pastagens ocupam uma área aproximada de 160 milhões de hectares dedicadas à criação de gado de forma extensiva para a produção de carne e leite. Portanto, estudos relacionados aos efeitos das mudanças climáticas sobre o fluxo do carbono e de outros gases estufa, bem como seus efeitos sobre a produtividade dos ecossistemas de pastagens são de grande relevância para avaliar o papel das pastagens como sumidouros de carbono ou pelo contrário como fontes de GEE. Em vista da carência de trabalhos de campo para simular os efeitos das mudanças climáticas em pastagens nos trópicos e em particular no Brasil, esta proposta de pesquisa visa quantificar o fluxo do carbono e a emissão de metano e óxido nitroso num sistema de pastagem cultivada simulando um cenário conservador (B1) de mudanças climáticas. Para isto, duas espécies forrageiras: Panicum maximum Jacq. Cv Mombaça (gramínea C4) e Stylosanthes capitata Voegel (Leguminosa C3), serão cultivadas em campo, sob elevada concentração de CO2 (600 µmol mol-1) e elevada temperatura (+2 ºC) em sistema combinado FACE (Free-air carbon dioxide enrichment) e T-FACE (Temperature free-air controlled enhancement), para simular condições futuras de elevado CO2 e de elevada temperatura, respectivamente. Serão avaliadas: 1) a produtividade primária liquida (NPP, gC m-2 dia-1); 2) o fluxo líquido de CO2 do ecossistema (NEE), medidos em período diurno (NEEday) e noturno (NEEnight) utilizando câmaras de topo aberto instaladas dentro do sistema FACE/T-FACE. 3) a respiração do solo (Rs), respiração autotrófica (Ra) e respiração heterotrófica (Rh), bem como a respiração do ecossistema (Re); 4) a liberação de metano do solo (CH4), e o CH4 produzido in vitro por fermentação entérica da biomassa de forragem ; 5) a emissão de N2O do solo; 6) a produtividade primária do ecossistema (NEP) que será estimada por meio da equação: NEP = NPP - Re - CH4. 7) A produtividade primária bruta (GPP) que será estimada por modelagem. A respiração heterotrófica do solo será calculada por discriminação isotópica do carbono do CO2 respirado do solo. Os resultados desta pesquisa contribuirão para a compreensão da dinâmica do fluxo do carbono, e de GEE como o metano e óxido nitroso, e da adaptação das pastagens a cenário futuro das mudanças climáticas, bem como para entender o papel das pastagens tropicais no sequestro do carbono e mitigação, gerando conhecimento de base cientifica que poderiam contribuir para a tomada de decisões de manejo mais adequado dos sistemas de pastagens em regiões tropicais como o Brasil. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
HABERMANN, EDUARDO; DIAS DE OLIVEIRA, EDUARDO A.; CONTIN, DANIELE RIBEIRO; SAN MARTIN, JUCA A. B.; CURTARELLI, LUCAS; GONZALEZ-MELER, MIQUEL A.; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO. Stomatal Development and Conductance of a Tropical Forage Legume Are Regulated by Elevated [CO2] Under Moderate Warming. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 10, MAY 31 2019. Citações Web of Science: 0.
HABERMANN, EDUARDO; DIAS DE OLIVEIRA, EDUARDO AUGUSTO; CONTIN, DANIELE RIBEIRO; DELVECCHIO, GUSTAVO; VICIEDO, DILIER OLIVERA; DE MORAES, MARCELA APARECIDA; PRADO, RENATO DE MELLO; DE PINHO COSTA, KATIA APARECIDA; BRAGA, MARCIA REGINA; MARTINEZ, CARLOS ALBERTO. Warming and water deficit impact leaf photosynthesis and decrease forage quality and digestibility of a C4 tropical grass. PHYSIOLOGIA PLANTARUM, v. 165, n. 2, SI, p. 383-402, FEB 2019. Citações Web of Science: 3.

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