Tomografia de raios-X baseada em radiação síncrotron para decifrar os mecanismos de estabilização do carbono em solo tropical

• Processo: 21/12914-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Ricardo de Oliveira Bordonal
• Beneficiário: Ricardo de Oliveira Bordonal
• Pesquisador Anfitrião: Alexandra Mykolaivna Kravchenko
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP)
• Instituição Anfitriã: Michigan State University (MSU), Estados Unidos
• Vinculado ao auxílio: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I, AP.PCPE
• Assunto(s): Agricultura sustentável Matéria orgânica do solo Radiação síncrotron Sequestro de carbono Integração lavoura-pecuária
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Agricultura Sustentável | Arquitetura do espaço poroso | matéria orgânica do solo | proteção física em agregados | Radiação Síncrotron | sequestro de carbono | Dinâmica e estabilidade do carbono do solo

Resumo

Os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP) são reconhecidos como potencial solução baseada na natureza para aumentar o sequestro de carbono (C) no solo em relação aos sistemas de sucessão de culturas (SC). Entretanto, o entendimento incompleto dos mecanismos fundamentais responsáveis por este fenômeno limita nossa capacidade de desenvolver estratégias para otimizar o sequestro de C no solo em ambientes tropicais. Conceitualmente, entende-se que a heterogeneidade da estrutura do solo em microescala tem efeitos substanciais na proteção física do C do solo. Recentemente, um método proposto de marcação química dos constituintes orgânicos do solo por vapores de Tetróxido de Ósmio com o subsequente imageamento pela microtomografia computorizada de raios-X (TCX) permite análises quantitativas desses efeitos através da determinação tridimensional (3D) da rede de poros dentro de agregados e da elucidação de suas interações com a proteção do C em amostras intactas de solo. Nesta proposta será detalhado o plano de trabalho para o desenvolvimento de estágio de pesquisa no exterior de modo a complementar as atividades previstas no projeto FAPESP - BG E&P Brasil Ltda (Grupo Shell) (#20/15230-5) intitulado "Centro de Pesquisa para a Inovação em Gases do Efeito Estufa (RCG2I)". Baseando-se na hipótese de que a adoção do sistema ILP resulta em uma rede de poros intra-agregados mais complexa que favorece o sequestro de C no solo em comparação ao sistema SC, objetivou-se nesta projeto explorar as interações entre a estrutura do solo, tal como representada pelas características da rede de poros (isto é, porosidade total, distribuição do tamanho de poros, conectividade e tortuosidade), e sua influência na proteção física do C sequestrado por ocasião da adoção em longo prazo do sistema ILP em comparação ao SC. Este estágio de pesquisa está previsto para execução em 12 meses, período durante o qual serão coletadas amostras indeformadas de solo a partir de experimentos de longa duração sob os sistemas ILP e SC no Brasil. As amostras serão encaminhadas para as avaliações de TCX no "Advanced Photon Sources" em Lemont/Illinois, EUA, seguido das etapas de processamento de imagens e análise de dados supervisionadas pelo grupo de pesquisa liderado pela Prof. Alexandra Kravchenko da Universidade Estadual de Michigan. Dentre os resultados esperados incluem a obtenção de dados estatísticos sobre as microestruturas da arquitetura do espaço poroso que determinam a proteção e o acúmulo de C no sistema ILP comparado ao SC, fornecendo base científica para o desenvolvimento orientado de estratégias de manejo para aumentar o sequestro de C do solo na agricultura brasileira. Por fim, o estágio de pesquisa no exterior será estratégico para criação de um programa científico inovador e emergente no LNBR/CNPEM, reforçando ao mesmo tempo a colaboração entre grupos de pesquisa em iniciativas futuras, nos quais acadêmicos e pesquisadores de ambas as instituições terão a oportunidade de compartilhar experiências em várias áreas de conhecimento e desenvolver propostas conjuntas utilizando técnicas avançadas baseadas em luz síncrotron para decifrar os mecanismos que governam o sequestro e a estabilidade do C em solos tropicais. (AU)