LSO400 – Transformações do Carbono no Solo Fernando D. Andreote.
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LSO400 – Transformações do LSO400 – Transformações do Carbono no SoloCarbono no Solo
Fernando D. Andreote
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Nossa vida se baseia em carbonoNossa vida se baseia em carbono
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Carbono no soloCarbono no solo
SoloSolo Gt de CGt de CBiotaBiota 500500HúmusHúmus 15001500Combustível fóssilCombustível fóssil 10.00010.000
O solo possui uma quantidade de O solo possui uma quantidade de carbono estocada sob diversas formascarbono estocada sob diversas formas
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decomposição
• imobilização de nutrientes• mineralização de nutrientes
efeito estufa
biomassamicrobiana
trocas solo/atmosferafeedback
• produção de gases
N2OCH4
CO2
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Macro e mesofauna
CO2
Proteínas Carboidratos LipídeosLignina Outros
Dinâmica da decomposição de resíduos
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Proteínas Carboidratos LipídeosLignina Outros
CO2
Dinâmica da decomposição de resíduos
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Substâncias húmicasProteínas Carboidratos LipídeosLignina Outros
CO2
Dinâmica da decomposição de resíduos
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Resíduo Vegetal(100%)
C-solúvel(20%)
C-microbiano
C-lignina(20%)
C-celulose(60%)
C-Húmus
Biodegradação de restos vegetais no soloBiodegradação de restos vegetais no solo
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Ácidos FúlvicosÁcidos Fúlvicos
Ácidos HúmicosÁcidos Húmicos
Fracionamento da MOFracionamento da MO
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CeluloseCelulose20 a 50% da matéria seca20 a 50% da matéria secaHemiceluloseHemicelulose10 a 30 % da matéria seca10 a 30 % da matéria secaLigninaLignina5 a 30% da matéria seca5 a 30% da matéria secaProteínasProteínas2 a 15% da matéria seca2 a 15% da matéria secaC-solúvelC-solúvelAté 10%Até 10%Ceras, graxas, pigmentos e outros compostosCeras, graxas, pigmentos e outros compostosMenos 10%Menos 10%
Resíduos vegetais: C orgânico no soloResíduos vegetais: C orgânico no solo
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MonossacarídeosMonossacarídeos
ProteínasProteínas
HemiceluloseHemicelulose
CeluloseCelulose
LipídeosLipídeos
Compostos fenólicosCompostos fenólicos
LigninaLignina
LentaLenta
RápidaRápida
Degradação de resíduos vegetais no soloDegradação de resíduos vegetais no solo
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AçúcaresAçúcaressimplessimples
CeluloseCelulose
AmiloseAmilose
AmilopectinaAmilopectina
LigninaLignina
Compostos de C em restos vegetaisCompostos de C em restos vegetais
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Metabolismo: potencial redox
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Decomposição de resíduos orgânicos
Condições ideais aos processos de oxidação
oxidaçãoenzimática
(C, 4H) + 2O2
compostos contendo
carbono e hidrogênio
CO2 + 2H2O + energia 478 kJ mol-1 C
R
Condições aeróbicas
Dinâmica da decomposição de resíduos
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Oxidação parcial dos compostos orgânicos
CO2 + CH4 CH3COOH Archeametanogênicas
CO2 + 4H2 Archea
metanogênicas 2H2O + CH4
Decomposição de resíduos orgânicos
Condições anaeróbicas
4CH3COOH + CO2 + 3CH4 acetato
4C2H5COOH + 2H2O propionato
Archeametanogênicas
acetato
Dinâmica da decomposição de resíduos
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Ciclo do carbono
CO2 CH4
CH2OOrganismosfotossintetizantes
Organismosmetanogênicos
- propionato- acetato
Organismosmetanogênicos
- H2
OrganismosMetanotróficos
Organismosaeróbios
- respiração
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Relação C/N do material orgânico incorporado
Material orgânico %C %N C/N
Serragem 50 0,005 600/1Palha de trigo 38 0,5 80/1Milho 40 0,7 57/1Resíduos de cana-de-açúcar 40 0,8 50/1Grama fertilizada 40 1,3 31/1Feno de alfafa maduro 40 1,8 25/1Esterco de curral curtido 41 2,1 20/1Composto maduro 40 2,5 16/1Feno de alfafa jovem 40 3,0 13/1Lodo de esgoto digerido 31 4,5 7/1Microorganismos do solo BactériasBactérias 5050 10,010,0 5/15/1 ActinomicetosActinomicetos 5050 8,58,5 6/16/1 FungosFungos 5050 5,05,0 10/110/1Matéria orgânica do solo Horizonte Ap de Molisol 56 4,9 11/1 Horizonte A1 de Ultisol 52 2,3 23/1 Horizonte B médio 46 5,1 9/1
Dinâmica da decomposição de resíduos
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Relação C/N dos resíduos
N solúvel no solo
Adição de resíduos C/N < 25Tempo
Rel
a ção
C/N
Relação C/N do material orgânico incorporado
Atividade microbiana CO2 evoluído
Atividade microbiana (CO2 evoluído)
N solúvel no solo
Período de diminuição do nitrato
TempoAdição de resíduos C/N >25
Rel
a ção
C/N
Relação C/N dos resíduos
Dinâmica da decomposição de resíduos
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RelaçãoRelação Imobilização (I) / Imobilização (I) / Mineralização (M)Mineralização (M)
DisponibilidadeDisponibilidade
C/N C/P C/SC/N C/P C/S
>30 >300 >30 >300 >400>400
I > MI > M DiminuidaDiminuida
20-30 200-300 200-20-30 200-300 200-400400
I = MI = M InalteradaInalterada
<20 <200 <20 <200 <200<200
I < MI < M AumentadaAumentada
No geral, a decomposição de restos culturais com 40% C e 1,6% N (relação C:N 25:1) resulta em I = M
Para a decomposição 100 kg de palhada (0,6% N) deve-se adicionar 1 kg de N
Relação C/N/P/S e a disponibilidade de Relação C/N/P/S e a disponibilidade de nutrientesnutrientes
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Bibliografia recomendada