Uso de biochar na agricultura como uma solução baseada na natureza: fatores influenciando as emissões de N2O em solos tropicais

Autor(es)

Fernanda Palmeira Gabetto

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALA/BC)
• Data de defesa: 2023-07-07

Membros da banca

João Luis Nunes Carvalho; Cristiano Alberto de Andrade; Eduardo Mariano

• Orientador: João Luis Nunes Carvalho

Resumo

A aplicação de biochar no solo tem ganhado atenção devido aos seus benefícios associados ao sequestro de carbono (C) do solo e à mitigação das emissões de óxido nitroso (N2O). Embora o efeito de redução da emissão de N2O em resposta ao uso de biochar tenha sido observado em diversos estudos, a explição da causa e efeito continua desafiadora. Além dessa lacuna no conhecimento, há uma escassez de dados obtidos em ambientes tropicais. Desta forma, este estudo foi desenvolvido para avaliar o efeito da aplicação de biochar nas emissões de N2O do solo em condições tropicais, e como diferentes fatores podem influenciar esta resposta. O primeiro experimento foi realizado para avaliar os efeitos da conversão da palha de cana-de- açúcar em biochar, comparando solos cobertos por palha com a aplicação de duas doses (5 e 10 Mg ha-1) de biochar de palha. Em adição, se buscou desvendar como o biochar pode afetar estas emissões por meio da quantificação de genes funcionais relacionados ao ciclo do N (AOA, AOB, nirK, nirS, nosZ). A aplicação de biochar no solo diminuiu as emissões de N2O em 73% em comparação com solos cobertos com palha. No entanto, esta redução foi relacionada ao aumento das emissões causado pela presença da palha, uma vez que a aplicação de biochar teve emissões semelhantes ao tratamento com uso de apenas fertilizante nitrogenado. As emissões de N2O sob cobertos com palha teve uma forte interação positiva com a abundância relativa de AOB, que pode ser fonte significativa de N2O pela nitrificação em solos tropicais. No entanto, a aplicação de biochar nas doses 5 e 10 Mg ha-1 demonstrou ser insuficiente para a mitigação de N2O, portanto uma dose de 20 Mg ha-1 foi adotada no experimento seguinte. No segundo experimento, buscou-se determinar a influência de diferentes tipos de biochar produzidos a partir da palha (PB) e bagaço (BB) da cana-de-açúcar (Saccharum spp.), e resíduos de Pinus spp. (PB) e Eucalyptus spp. (EB). Para uma caracterização físico-química mais precisa, as amostras de foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Neste experimento, a capacidade do biochar em suprimir as emissões de N2O derivadas do uso de fertilizantes nitrogenados foi confirmada. Porém a magnitude dessa capacidade de mitigação variou com a biomassa da matéria-prima, onde SB, BB, PB, EB diminuiram as emissões de N2O do solo em 50, 35, 35 e 25%, respectivamente. Entre os tratamentos avaliados, apenas SB expressou uma maior capacidade de reduzir as emissões de N2O do que EB, que também apresentou uma maior proporção de grupos funcionais hidroxila/éter (CO) em sua superfície. Além disto, biochars produzidos de resíduos florestais apresentaram maiores teores de C em sua superfície, resultando em maiores níveis de C no solo. A aplicação de PB foi a melhor opção entre as biomassas florestais, pois reduziu as emissões de N2O do solo para níveis semelhantes a SB e BB, ao mesmo tempo em que promoveu maior aporte de C no solo. Com isto, o uso de biochar para aplicação no solo pode ser considerado uma relação ganha-ganha, uma vez que aumenta os estoques de C do solo enquanto diminui as emissões de N2O. No entanto, a magnitude dessa resposta sob condições tropicais depende da matéria prima utilizada e dose de aplicação do biochar. O presente trabalho contribui para elucidar os efeitos da aplicação de biochar no solo nas emissões de N2O em ambientes tropicais e fornece resultados à futuros projetos que visam incluir a prática como uma solução baseada na natureza. (AU)

• Processo FAPESP: 21/11995-0 - Uso de biochar na agricultura: implicações nas emissões de N2O e na comunidade microbiana do solo
• Beneficiário: Fernanda Palmeira Gabetto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado