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Balanço de gases de efeito estufa em pastos de Brachiaria submetidos a diferentes intensidades de pastejo Universidade Estadual Paulista ‘’ Julio de Mesquita Filho” Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal Jaboticabal SP Brasil 2012 Liziane de Figueiredo Brito Eng. Agrônoma - Mestrado Ciência do Solo - Doutorado Produção Vegetal Pós doutoranda PNPD/CAPES - FCAV/UNESP, Jaboticabal, SP Profa. Dra. Ana Cláudia Ruggieri Prof. Dr. Newton La Scala Júnior Prof. Dr. Ricardo Andrade Reis Profa. Dra. Telma Teresinha Berchielli

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Balanço de gases de efeito estufa em

pastos de Brachiaria submetidos a

diferentes intensidades de pastejo

Universidade Estadual Paulista

‘’ Julio de Mesquita Filho”

Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias de Jaboticabal

Jaboticabal – SP – Brasil

2012

Liziane de Figueiredo Brito Eng. Agrônoma - Mestrado Ciência do Solo - Doutorado Produção Vegetal

Pós doutoranda PNPD/CAPES - FCAV/UNESP, Jaboticabal, SP

Profa. Dra. Ana Cláudia Ruggieri

Prof. Dr. Newton La Scala Júnior

Prof. Dr. Ricardo Andrade Reis

Profa. Dra. Telma Teresinha Berchielli

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PROJETO DE PESQUISA

Balanço de gases de efeito estufa em pastos de Brachiaria

submetidos a diferentes intensidades de pastejo

Balanço de GEE AQUECIMENTO GLOBAL

MUDANÇAS CLIMÁTICAS

Contribuição da PECUÁRIA

Intensidades de pastejo MANEJO DE PASTAGENS

Suplementação manejo de dietas

SOLO – PLANTA – ANIMAL – ATMOSFERA

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EFEITO ESTUFA

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EFEITO ESTUFA AQUECIMANTO GLOBAL = EFEITO ESTUFA adicional

INTERVENÇÃO ANTRÓPICA

EQUILÍBRIO G.E.E.

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EFEITO ESTUFA adicional CONTRIBUIÇÃO

5% 60% 15%

Óxido nitroso (N2O)

Metano (CH4)

Dióxido de carbono (CO2)

280ppm 379ppm 715ppb 1.774ppb 270ppb 319ppb

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21x

Óxido nitroso (N2O)

Metano (CH4)

Dióxido de carbono (CO2)

EFEITO ESTUFA adicional PAG (poder de aquecimento global)

1x 310x

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Emissão de CH4 no BRASIL por Setor

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Emissão de N2O no BRASIL por Setor

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Emissão de CO2 no BRASIL por Setor

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Óxido nitroso (N2O) 0,546 Tg (2005) 87% Setor Agropecuário 84% Solos agrícolas 40% Animais em pastagem

Fontes: solo (adubação nitrogenada), manejo de dejetos (urina)

Metano (CH4) 18,1 Tg (2005) 70% Setor Agropecuário 90% fermentação entérica 84,9% gado bovino de corte Fontes: disgestão fisiológica, manejo de dejetos

Emissão de GEE pela pecuária - BRASIL

Dióxido de carbono (CO2) 1.638 Tg (2005) 77% Setor Mudança do Uso da Terra e Florestas Fontes: mudança de uso do solo, desmatamento, degradação

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Agropecuária

Fermentação entérica de

ruminantes (CH4)

O manejo de dejetos animais

(N2O e CH4)

Emissão de N2O de solos agrícolas

FONTES de emissão de GEE pela pecuária

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Produção de METANO pela pecuária

DIGESTÃO - produção e emissão desse gás através da eructação, processo natural e fisiológico inerente à digestão dos animais ruminantes ruminantes: transformam fibra em proteína de qualidade CARNE

FERMENTAÇÃO ENTÉRICA

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Produção de METANO pela pecuária

VARIA FUNÇÃO

FERMENTAÇÃO ENTÉRICA

Espécie animal

Categoria animal

Sistema de manejo

Dieta

Estado fisiológico

Melhoria da dieta

Melhoria de pastagens

Suplementação alimentar

Uso de aditivos

Melhor eficiência produtiva,

resultando em ciclos de

produção mais curtos

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Produção de METANO pela pecuária

Constituição morfológica e composição química das plantas forrageiras

Pedreira (2004) - a relação parede celular:conteúdo celular e a constituição da parede celular das plantas forrageiras são os principais fatores envolvidos na produção de metano

C4 (forrageiras de clima tropical) ≠ C3 forrageiras clima temperado

Pedreira & Primavesi (2006) - sistemas de produção de bovinos em pastagens o nível de consumo, qualidade da forragem disponível e a digestibilidade da massa ingerida são fatores determinantes na produção de metano entérico pelos animais e variam conforme a espécie forrageira, o sistema de manejo adotado e a estação do ano.

Técnicas nutricionais: ionóforos, glicerol, tanino, saponinas, óleos, gorduras, vacinas, anticorpos policlonais, técnicas de manejo de pastagens, melhoramento genético e sistemas eficientes de produção têm sido utilizadas para manipular o rúmen e reduzir a emissão do gás (MOHAMMED et al., 2004).

PESQUISAS: entendimento da produção de metano entérico e eficiência energética de animais suplementados mantidos em pastagens tropicais.

FERMENTAÇÃO ENTÉRICA

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Produção de METANO pela pecuária

≠ espécies animais: emitem metano em quantidades ≠ Animais de alto potencial genético ↓ CH4: ↓ ciclo produtivo, maximizando o ganho de peso e a precocidade de abate e maior rendimento de carcaça, sempre adequado ao seu sistema de produção Proporção volumoso:concentrado e frequência de fornecimento Martin et al. (2009): o aumento no nível de concentrado leva à redução na produção de metano, em relação a energia ingerida ou quando expressa em unidade de produto animal (leite ou carne) Dietas ricas em grãos seria o caminho?????? Toda a cadeia produtiva deveria ser contabilizada

FERMENTAÇÃO ENTÉRICA

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OUTROS FATORES:

Manejo de dejetos de animais 0,723 Tg CH4 manejo de dejetos de animais (2005) a bovinocultura de corte 0,214 Tg CH4 (BRASIL, 2010) Principal fonte: dejetos animais tratados sob condições anaeróbias manejo intensivo Pecuária extensiva no Brasil emissões mínimas os resíduos dos animais depositados na pastagem secam e se decompõem no campo

Queima de resíduos agrícolas expansão de fronteiras Solo somente em condições estritamente anaeróbicas

Produção de METANO pela pecuária

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07

01

0218

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13

12

11

09

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06

05

04

03

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16

17

Área reserva

10

Área reservaAqui tem um corredor

15 sal

15 sup

15 sup

25 sal

25 sal

25 sup

25 sup

35 sal

35 sal

35 sup

35 sup

15 sal

25 sup

25 sup

35 sup

35 sup

15 sup

15 sup

Croqui área experimental

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Fonte: Isabela Carvalho 2010

AVALIAÇÃO da produção CH4 pelo animal

Técnica do SF6 Cromatografia gasosa

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CARVALHO et al.(2011) Fonte: Isabela Carvalho 2010

AVALIAÇÃO da produção CH4 pelo animal

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Fonte: Isabela Carvalho 2010

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Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

Deposição de dejetos de animais em pastagem Rebanho brasileiro: ↑ no cabeça animais Criação extensiva Grande extensão territorial

resultam em importante contribuição 1990 a 2005: ↑ 31,0% 47,5% das emissões de N2O de solos agrícolas > contribuição gado bovino

Outras fontes diretas: uso de fertilizantes nitrogenados, o nitrogênio de dejetos de animais em pastagem e os utilizados como fertilizantes e os resíduos de colheita

Manejo de dejetos:

N2O produzido durante o armazenamento e tratamento de dejetos animais, antes de serem aplicados ao solo como adubo DEPENDE do N e C neles contidos, da duração da estocagem e do tipo de tratamento Assim, a quantidade de nitrogênio excretada pelos animais que não ocorre diretamente nas pastagens é assumida como sendo aplicada ao solo como adubo

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PRODUÇÃO: N2O é produzido no solo em sua maioria por processos microbiológicos, como resultado de interações entre diversos fatores: - Temperatura - Textura - pH do solo - Disponibilidade de N e de material orgânico degradável - Conteúdo de água no solo - ... CICLO DO NITROGÊNIO: inúmeras transformações químicas ocorrem no solo, constituindo importante elo entre biosfera e atmosfera

Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

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Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

Processos microbiológicos desnitrificação e nitrificação

Denitrificação: NO3- => NO2 => 2NO => N2O => N2

Nitrificação: NH4+ => NO2

- => NO3-

Os processos bióticos do solo 90% da produção global de N2O (PAUL & CLARCK, 1996).

Lima et al. (2006)

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Desnitrificação: o nitrato (NO3-) é reduzido a N2O por microrganismos

desnitrificadores sob condições anaeróbicas.

Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

Processos microbiológicos DESNITRIFICAÇÃO e nitrificação

Fatores:

suprimento de nitrato CO de fácil assimilação status de O2 no solo

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Microrganismos nitrificadores, entretanto, produzem N2O por oxidação do amônio a nitrato, em condições aeróbicas.

Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

Processos microbiológicos desnitrificação e NITRIFICAÇÃO

Fatores: disponibilidade de NH3 ↔ pH disponibilidade de O2 no solo 35-60% PPA (COSTA et al., 2008)

Importância ainda não tem sido

claramente estabelecida

????

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Retorno das excretas e as alterações físicas do solo em consequência do caminhamento do animal podem influenciar a emissão de N2O do solo. A deposição de fezes e urina estimula as transformações microbianas, enquanto a compactação do solo e o pisoteio mudam o ambiente físico no qual estas transformações ocorrem. Áreas próximas a cochos e bebedouros alta compactação do solo > concentração de excretas > perdas de nitrogênio (Simek et al., 2006)

MANEJO visando obter melhor distribuição do impacto animal favorece a retenção de nitrogênio no solo, entretanto, ainda não se sabe se este manejo reduzirá as emissões de N2O.

Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

A maior parte do N ingerido pelos animais (aproximadamente 85%) é excretada nos dejetos (FEZES e URINA), fazendo destes a principal fonte

de emissão de N2O na pecuária (LIMA et al., 2006).

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Adaptado de Lemaire (F. Vertès, 2007)

15 g N

8 g N

2 g N /m²/ano

10 a 40% da área do piquete dentro de um ano com moderada densidade de lotação… Mas 80% com alta DL!!!

Distribuição de fezes no piquete pastejado

Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

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Uso de fertilizantes sintéticos nitrogenados (uréia, a amônia, o nitrato de amônio anidro e o sulfato de amônio) parte desse N é incorporado nas plantas e no solo parte volatiliza na forma de NOx e NH3 parte é emitida na forma de N2O. Segundo Vermoesen et al. (1996), cerca de 1,25% do total de N aplicado são emitidos como N2O.

Variabilidade!!!!

Produção de ÓXIDO NITROSO pela pecuária

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Metodologia de avaliação de N2O a campo

- Amostragem: coleta de gases -Quantificação: cromatografia gasosa Metodologia para metano do solo!!!

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Mudança do uso da terra conversão de florestas para uso agropecuário Adição de calcário agrícola aos solos

Produção de DIÓXIDO DE CARBONO pela pecuária

EMISSÕES/fontes:

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Produção de DIÓXIDO DE CARBONO pela pecuária

CO2

Transporte

Produção

MOS

Atmosfera Solo

CO2

CO2

O2

Fontes principais:

- atividade microbiana

- respiração de raízes

- Trocas gasosas

- Características do solo

EMISSÕES/fontes:

EMISSÃO DE CO2 DO SOLO processos físicos e bioquímicos produção e transporte

Variação temporal Variação espacial

FATORES

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AVALIAÇÃO da emissão de CO2 do solo

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Emissão de CO2 em pastos de capim Xaraés submetidos a intensidades de pastejo rotativo

Valores semanais de emissão de CO2 do solo nos diferentes

índices de área foliar residual propostos.

Raposo et al. (2010)

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Azenha et al. (2011)

Variável 10/06/10 29/06/10 05/07/10 29/07/10 08/09/10 03/10/10

CO2 (µmol m-2 s-1) 2,40 b 1,94 c 1,95 bc 1,97 bc 2,64 b 4,88 a

T média (oC) 1 18,8 18,8 18,7 22,2 20,3 20,4

T solo (oC)1 18,75 18,18 17,73 22,11 21,44 22,22

Variação temporal da emissão de CO2 solo de pastos de capim-xaraés e de dados meteorológicos (temperatura média diária e temperatura do solo).

1Temperatura média diária e temperatura do solo (média diária): dados meteorológicos apresentados

foram obtidos no acervo de Agrometeorologia do Departamento de Ciências Exatas (FCAV/UNESP).

* Médias seguidas pela mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de

probabilidade.

A variação temporal da emissão de CO2 do solo é consequente de alterações em condições climáticas locais.

A umidade do solo, especialmente após um período seco, favorece a emissão deste gás solo-atmosfera.

PP acumulada de 148 mm registrada entre 25/09 e 3/10 de 2010

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0 20 40 600

2

4

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8

10

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ccc

b

a CO2

PP

Dia juliano

Em

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O2 (

µm

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)

0

20

40

60

80

Precip

itação d

iária (mm

)

A precipitação pluvial tem

efeito sobre da emissão de CO2 do solo, onde se observa relação negativa entre estes fatores.

Azenha et al. (2011) Avaliações realizadas entre 25/01 e 24/03 de 2011

PP acumulada •Janeiro: 267mm •Fevereiro: 202mm •Março: 495mm

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Azenha et al. (2011)

Emissão de CO2 solo de pastos de capim-marandu manejado nas intensidades de pastejo

15, 25 e 35 cm, com e sem suplemento, no período de 25 de janeiro a 24 de março de 2011.

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Como a atividade pecuária pode contribuir para redução de GEE na atmosfera?

REMOÇÕES/sumidouros:

↑ estoque de carbono nos solos Manejo de áreas degradadas Regeneração de áreas abandonadas Combater desmatamento na Amazônia:

Não há necessidade de aumentar fronteira agropecuária!

O pasto como mitigador de GEE da atmosfera

ESTATÉGIAS DE MITIGAÇÃO

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Como a atividade pecuária pode contribuir para redução de GEE na atmosfera?

SEQUESTRO DE C NO SOLO

• Potencial de gramíneas ↑ Est C

O pasto como mitigador de GEE da atmosfera

Áreas de pastagens tem potencial para mitigar parcialmente a emissão de GEE do sistema de produção de ruminantes

Necessário, • preservar estoque de carbono do solo • reduzir emissão de CH4 e N2O

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Áreas desmatadas da Amazônia impacto na MOS PASTAGENS < culturas anuais e perenes

Cerri et al. (1992)

Dinâmica do carbono orgânico em solos de pastagens na Amazônia Brasileira

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• Cerradão (área de transição da mata nativa e cerrado); E solo há 27 anos sob pastagens de Brachiaria decumbens, nos tratamentos: • T00 (sem N e sem cálcario) • t0 (sem calcário e 400 kg ano-1 de N-sulfato de amônio e de K2O) • t2m (2 t ha-1 de calcário superficial, adubação NK, e reforço anual de 1 t ha-1 de calcário) • t4sa (4 t ha-1 de calcário superficial sem adubação NK).

Sequestro de carbono em solos com gramímeas

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Maior potencial de mitigação de gases de efeito estufa da atividade pecuária - RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRAGADAS -

SEQUESTRO DE CARBONO PELO SOLO APROVEITAMENTO DE ÁREAS ABANDONADAS

Manejo: adubação ou reforma completa (preparo do solo, adubação e plantio da forrageira)

Recuperação de pastagens degradadas: o manejo racional

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BALANÇO de GEE na atividade PECUÁRIA

BALANÇO =

EMISSÕES/Fontes

SALDO positivo (+) ou negativo (-)

+ REMOÇÕES/Sumidouro

ESTATÉGIAS DE MITIGAÇÃO

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Mudança do Uso da Terra e Florestas

Agropecuária Maior contribuição na emissão dos gases

Econômica Nacional

Segundo

maior

rebanho de

gado do

mundo

primeiro

em rebanho

comercial

BRASIL (2010)

Emissão de GEE X Pecuária no Brasil

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Muito Obrigada!!!