Modelagem da decomposição e emissão de N20 de resíduos culturais com distinta composição química e quantidade
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Data
2021-07-30Autor
Chaves, Bruno 
Primeiro orientador
Giacomini, Sandro José
Metadata
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A simulação da dinâmica do carbono (C) e nitrogênio (N) e da emissão de óxido nitroso (N2O) durante a decomposição de resíduos culturais com composição química distinta na superfície do solo (mulch) é essencial para estabelecer estratégias para aumentar os estoques de C no solo e reduzir a emissão de gases do efeito estufa (GEE) em sistemas de cultivo conservacionistas. O objetivo do presente estudo foi utilizar o modelo STICS para: i) interpretar a relação entre a qualidade, localização dos resíduos culturais, e o conteúdo de N no solo sobre a mineralização do C e N (Estudo 1); ii) testar e melhorar a performance do modelo na simulação da dinâmica de decomposição e emissão de N2O com o uso de dois resíduos culturais com distinta composição química e quantidades adicionadas na superfície do solo em sistema plantio direto (Estudo 2). Para atingir estes objetivos, foram utilizados dois conjuntos de dados: i) obtidos em uma incubação de laboratório que avaliou a mineralização do C e do N de dez resíduos culturais (C:N de 13 a 105) mantidos na superfície e incorporados ao solo e com e sem a adição de N (9 e 77 mg N kg-1 solo); e ii) oriundos de um experimento de campo que avaliou a dinâmica do C e N e a emissão de N2O durante a decomposição de dois resíduos culturais (ervilhaca e trigo) com distinta composição química e quantidades (3, 6 e 9 Mg MS ha-1). No estudo 1, distintos parâmetros do submodelo de decomposição de STICS foram otimizados para descrever a dinâmica do C e N e compreender o efeito da disponibilidade de N nas características funcionais da biomassa microbiana do solo, permitindo estimar o conteúdo de N disponível para os microrganismos decompositores dos resíduos em superfície. Os parâmetros CNbio (relação C:N da biomassa microbiana), k (taxa de decomposição do resíduo), h (taxa de humificação da biomassa microbiana), λ (taxa de decomposição da biomassa microbiana) apresentaram correlação significativa com o conteúdo total de N disponível, definido como a soma do conteúdo de N presente no resíduo (100%) e do solo que foi de 100% para resíduos incorporados e de 24% para os resíduos em superfície. O decréscimo da disponibilidade total de N levou ao aumento da CNbio e o decréscimo de k, h e λ. Esses resultados são promissores para descrever os efeitos da disponibilidade de N na mineralização do C e N de resíduos culturais. No estudo 2, os módulos de simulação da decomposição do mulch e emissão de N2O de STICS foram testados e otimizados. STICS com sua parametragem padrão falhou em simular a decomposição e a emissão de N2O. A simulação da decomposição do mulch foi melhorada sem o uso da função contato, estabelecendo todo o mulch decomponível independentemente da quantidade de resíduo adicionada. As emissões de N2O foram otimizadas com a definição de uma nova função para determinar o potencial de desnitrificação em STICS, baseado nas emissões de CO2 para estimar a disponibilidade de C para os desnitrificadores (Dp = a CO2solo + b CO2res N:Cres). As alterações realizadas no modelo STICS melhoraram a descrição da dinâmica de decomposição do mulch e a magnitude e variabilidade temporal das emissões de N2O após adição de resíduos culturais com características químicas e quantidades distintas na superfície do solo.
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