MONS: Mecanismos de emissão de óxido nitroso em solo tropical

• Processo: 23/08814-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Maurício Roberto Cherubin
• Beneficiário: Lucas Pecci Canisares
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/10573-4 - Centro de Pesquisa de Carbono em Agricultura Tropical (CCARBON), AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/15775-2 - Entendendo a emissão de óxido nitroso de sistemas agrícolas através de características ecofisiológicas funcionais dos microrganismos oxidadores de amônia, BE.EP.PD
• Assunto(s): Ecologia microbiana Plantas de cobertura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: ecologia isotopica | Ecologia microbiana | Emissão de óxido nitroso | plantas de cobertura | Ecologia microbiana

Resumo

A humanidade encontra-se em um momento desafiador para conciliar as demandas para alimentar uma população crescente, aumentar os serviços ecossistêmicos e mitigar os efeitos da crise climática. Aumentar os teores de matéria orgânica do solo (MOS) é um componente central para melhorar a saúde do solo, manutenção de altas produtividades, e mitigação dos efeitos da crise climática em sistemas agrícolas tropicais. O uso de forrageiras na entressafra das grandes culturas no Brasil apresenta o potencial de aumentar o sequestro de carbono (C) no solo. Porém, o balanço das emissões de gases de efeito estufa pode ser contrabalanceado, em parte, pelo aumento nas emissões de óxido nitroso (N2O), por afetar o microbioma do solo e, consequentemente, os processos ligados ao ciclo do nitrogênio (N). Os mecanismos de diferenciação de nichos de grupos de microrganismos produtores de N2O pelo uso de forrageiras não são bem conhecidos, principalmente em solos tropicais. O objetivo principal desse projeto será avaliar o impacto da mineralização de N por resíduos de plantas de cobertura nos diferentes grupos de organismos produtores de N2O, especificamente microrganismos oxidadores de amônia (MOA) pois são normalmente considerada o processo limitante da nitrificação e produção de N2O em solos bem aerados, e as diferentes estratégias para inibição de nitrificação para redução da emissão de N2O proveniente de diferentes origens microbiana. O projeto irá mensurar o efeito da quantidade, qualidade e tempo do uso e dessecação de plantas de cobertura no fluxo de N2O e abundância de grupos funcionais de MOA (arqueias oxidadoras de amônia (AOA) e bactérias oxidadoras de amônia (BOA), e possivelmente comammox) através de uma meta-análise. O presente projeto montará dois experimentos de incubações em microcosmo, sendo um para entender especificamente a relação entre a origem do substrato do N no solo e os MOAs, bem como a taxa de conversão desse N para N2O, e o outro para avaliar a efetividade de diferentes inibidores de nitrificação na redução da atividade de grupos específicos de MOA em solos com diferentes fontes de amônia. Para a quantificação de diferentes grupos ativos de MOAs (BOA, AOA e comammox), será utilizado a técnica DNA-qSIP onde utiliza-se isótopos estáveis de maior massa o que aumenta a densidade do material genéticos dos organismos que estão ativamente consumindo o substrato marcado e o DNA é fracionada de acordo com sua densidade e o número de cópias de DNA será quantificado em cada fração pelo método tradicional de qPCR. Será utilizada a medição de fluxo de N2O dessas incubações e a variação na concentração de NO3- para dar suporte às informações moleculares. Essa combinação de técnicas moleculares e isotópicas é o estado da arte de ecologia microbiana, pois quantifica diretamente o número de microrganismos ativos no solo e contribuirá para o entendimento de mecanismos relacionados a produção de N2O. Os resultados do projeto serão de suma importância para melhorar a capacidade de modelos predizerem a emissão de N2O em diferentes cenários, além de avaliar a eficácia de diferentes moléculas comerciais de inibição de nitrificação dentro do contexto do Centro de Pesquisa de Carbono em Agricultura Tropical (CCARBON, processo No 2021/10573-4). Portanto, a presente pesquisa melhorará a compreensão dos processos biológicos ligados à saúde de solos e intensificação sustentável de sistemas agrícolas para que as metas nacionais e globais relacionadas às mudanças climáticas possam ser atingidas.

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)

PINHEIRO JUNIOR, C. ROBERTO; CANISARES, LUCAS PECCI; ABREU, MARCEL CARVALHO; LYRA, GUSTAVO BASTOS; DE OLIVEIRA, ALINE PACOBAHYBA; GRESCHUK, LUCAS TADEU; FERREIRA, TIAGO OSORIO; PEREIRA, MARCOS GERVASIO; DOS ANJOS, LUCIA HELENA CUNHA; CHERUBIN, MAURICIO ROBERTO. Drivers of carbon stabilization and sequestration in Brazil's black soils. CATENA, v. 246, p. 8-pg., 2024-10-05. (21/10573-4, 23/11337-8, 23/00438-8, 23/08814-9)

VANOLLI, BEATRIZ S.; DE ANDRADE, NARIANE; CANISARES, LUCAS PECCI; FRANCO, ANDRE. L. C.; PEREIRA, ARTHUR P. A.; CHERUBIN, MAURICIO R.. Edaphic mesofauna responses to land use change for sugarcane cultivation: insights from contrasting soil textures. FRONTIERS IN ECOLOGY AND EVOLUTION, v. 11, p. 14-pg., 2024-01-08. (18/09845-7, 19/16764-6, 22/14212-9, 23/08814-9)

PINHEIRO JUNIOR, C. ROBERTO; FERREIRA, TIAGO OSORIO; OLIVEIRA FILHO, JOSE DE SOUZA; QUEIROZ, HERMANO MELO; CANISARES, LUCAS PECCI; GRESCHUK, LUCAS T.; CERRI, CARLOS EDUARDO PELLEGRINO; PEREIRA, MARCOS GERVASIO; PEREIRA, GONCALO AMARANTE GUIMARAES; CHERUBIN, MAURICIO ROBERTO. Shallow soils in dryland ecosystems: Drivers of C accumulation and land management implications. GEODERMA REGIONAL, v. 38, p. 9-pg., 2024-08-14. (23/11337-8, 23/08814-9, 23/00438-8, 21/10573-4)