Evento organizado pelo IEA polo Ribeirão Preto. Palestra do Prof. Dr. Newton La Scala Jr.

2. O impacto das práticas de preparo e
colheita na emissão de CO2 do solo
em áreas de produção de cana
Newton La Scala Júnior
FCAV / UNESP, Jaboticabal, SP, Brasil
IEA/USP-RP, Março de 2012

3. Sobre a Mitigação das Mudanças Climáticas

4. Figure 8.4: Global technical mitigation potential by 2030 of each agricultural management practice showing the
impacts of each practice on each GHG. IPCC - 2007

5. Estudos Recentes: Inventário de emissão
de gases de efeito estufa, áreas de cana-
de-açúcar, sudeste do Brasil

6. Cana Crua
2.793 kg CO2eq ano-1
(=760 kg C)
+Mecanizada (diesel ... 223.8 x 147.7 Litros)
+ Fert. Sintético N (+112 x 88 kg N h-1 ano-1)
+ ∆=311 kg CO2 2eq a-1
∆=1.480 kg COh-1 a-1
Sequestro C solo: 320 kg y-1 (1,173
kg CO2eq)
3.104 kg CO2eq ano-1
Queima dos Resíduos (CH4 + N2O)
Figueiredo & La Scala 2011 Cana Queimada

7. Table 1. Emission sources and greenhouse gas considered in each of the practices
conducted in sugarcane agricultural and mobile combustion sectors.
Sector Emission sources for burning and green harvest system
Agricultural GHG emissions due to the burning of the agricultural
residues
- CH4
- N2O
N2O direct and indirect emissions from managed soils
- N synthetic fertilizer ~10,4 kg CO2eq kg-1
- N from organic composts (Filtercake and vinasse)
- N from sugarcane residues
CO2 emissions due lime application
Soil Carbon Sequestration
Mobile Combustion Emissions due fossil fuel use (Diesel oil) ~4 kg CO2eq L-1
(Diesel vehicle) - CO2
- CH4
- N2O
Figueiredo & La Scala 2011

8. Table 2. Annual amount of agricultural supplies applied and fossil fuel consumption
(Medium values for a five years crop cycle) for each harvest system in one hectare to
burning harvest and green harvest.
Supplies Burning harvest Green harvest
Units Amount Units Amount
Nitrogen kg ha-1 y-1 88 kg ha-1 y-1 112
synthetic
fertilizer
Vinasse kg N ha-1 y-1 44.2 kg N ha-1 y-1 44.2
application
Filtercake kg N ha-1 y-1 21 kg N ha-1 y-1 21
application
Lime kg ha-1 y-1 400 kg ha-1 y-1 400
Diesel oil L ha-1 y-1 147.68 L ha-1 y-1 223.82
Figueiredo & La Scala 2011

9. 760 kg C hc-1 a-1
320 kg C hc-1 a-1
Estimativa da emissão de GEE (em kg CO2 equivalente ha-1 ano-1) para cada uma das fontes
considerando-se 1 hectare colhido sob queima ou mecanizado. Figueiredo & La Scala, 2011.

10. Perillo 2012

11. 4 Scenarios considered
S0
Burned Harvest
(Conventional Tillage)
S1 S3
Green Harvest S2 Crop Rotation (Crotalaria juncea
(Conventional Tillage) Green Harvest L.)
(Reduced Tillage) (Reduced Tillage)
Inputs: Average for a sugarcane Crop Cycle of 5 years
Bordonal et al. 2012

12. Results
∆f= 1907
3500 ∆f= 875,91787,9
∆f=
3,142.7
3000
y )
S0
-1 -1
S1
2500 S2
Total CO2eq Balance (kg ha
2,266.8
S3
2000
1500 1,354.9
1,235.7
1000
500
0
Scenario
Bordonal et al. 2012

13. Estudos Recentes:
Sobre o potencial de acúmulo de carbono
no solo de áreas agrícolas do Brasil

14. Spatial distribution, total production and cultivated area (hectares) of sugarcane and pasture (livestock) in Brazil.
Total area and Production refers to 2010/2011. Source: CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento.
La Scala et al. 2011

15. Spatial distribution, total production and cultivated area (hectares) of soybean and maize. Total area and
Production refers to 2010/2011. Source: CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. La Scala et al. 2011

16. Carbono toda da fitomassa: soja + milho 8,6Mg ha-1 ano-1 (31,6 Mg CO2 ha-1 ano-1)
4,7 % do C-CO2
capturado
Potencial de acúmulo ou perda de C no solo (Mg C hectare-1 ano-1) em áreas de culturas anuais
para diferentes manejos (soja, milho e rotação de culturas). Panosso, Figueiredo & La Scala
2011

17. Carbono total fitomassa: cana-de-açúcar 29,2 Mg ha-1 ano-1 (107 Mg CO2 ha-1 ano-1)
6,4 % do C-CO2
capturado
Potencial de acúmulo de C das áreas de cana de açúcar (Mg hectare-1 ano-1) convertidas do sistema de
colheita queimada para mecanizado sem queima (Panosso, Figueiredo & La Scala 2011).

18. Emissão média de 2,0 µmol CO2 m-2 s-1 equivale a:
Em 1 mês: 2.281 kg CO2 hectare-1 ou 622 kg C-CO2 hectare-1
Em 1 ano: 27372 kg CO2 hectare-1 ou 7465 kg C-CO2 hectare-1
Uma emissão evitada de 10% (ou seja, indo de 2,0 para 1,8
µmol CO2 m-2 s-1) equivaleria a uma redução de 746,5 kg C-
CO2 emitido para a atmosfera.

19. Conceitual:
dC dC
= −kC = − FC −CO 2
dt dt
FC −CO 2 = kC
C = Estoque de Carbono
   
k = k[temp(t ), umidade(r , t ), O2 (r , t ), argila (r ), C / N (r , t )]
Porosidade Livre = Porosidade − Umidade (vol.)

20. Emissão de CO2 induzida pelo preparo do solo

22. Convencional (com palha)
Sem Distúrbio (com palha)
Convencional (sem palha)
Sem Distúrbio (sem palha)

23. Dia após preparo do solo
NT: Sem Distúrbio Cn: Preparo Convencional
CnLi: Preparo Convencional + Calagem CnLiG: Preparo Convencional + Calagem + Gesso
Figueiredo et al. 2012

24. NT Cn CnLi CnLiG
1750
1,550.2
1,485.1
1500
1,266.9
Total Emission (kg CO2-C hectare )
245.7 kg C-CO2 hec-1
-1
284.4 kg C-CO2 hec-1
1250 1,065.0
1,093.5 1,081.8
953.9 944.5
1000
808.8
698.8
750
525.4
446.4
500
b ab a a b ab a a b a a a
250
AB B B B A B AB B B A A A
0 AB
BH GHnores GHres
= 1039 kg C-CO2 hec-1
Letras maiúsculas: entre sistemas de colheita = 3808 kg CO2 hec-1
Letras minúsculas: manejos no sistema de colheita Em 25 dias após preparo
Figueiredo 2012

25. A influência da palhada sobre a emissão de CO2

26. NT Cn CnLi CnLiG
1750
1,550.2
1,485.1
1500
1,266.9
Total Emission (kg CO2-C hectare )
-1
1250 1,065.0
1,093.5 1,081.8
953.9 944.5
1000
808.8
698.8
750
525.4
446.4
500
b ab a a b ab a a b a a a
250
AB B B B A B AB B B A A A
0 AB
BH GHnores GHres
NT (sem resíduos) – NT (com resíduos) = 698.8 – 446.4 = 252 kg C-CO2 hec-1 (em 25 dias)
Figueiredo et al. 2011

27. 16,2% 22,2%
O aumento na emissão de CO2 do solo causado pela retirada da palha da superfície
(do solo) é tão grande quanto ao induzido pelo preparo do solo (~250 kg C por hec-1)
Figueiredo et al. 2011

28. Relação entre emissão de CO2 e propriedades
do solo

29. U T M N o rth (m )
N=22
7630475 7630460
N=22 90o
N=22
7630470 135o
45o
7630465
7630455
U T M N orth (m )
7630460
7630455
0o
7630450
N=22
7630445
7630450
7630440
7630435 7630445
7630430
793685 793693 793701 793709 793717 793725
7630440 UTM East (m)
Gradeado de 50 m × 50 m com 89 pontos. As linhas de plantio são representadas ( – – –)
7630435
Panosso et al. 2011

31. N=89
Panosso et al. 2010

32. N=89
Panosso 2010

33. N=89
Panosso et al. 2010

34. Fator Controlador!
FC −CO 2 = kC

35. ∆PLA = −6%
∆FCO 2 ∆FC −CO 2 = 196kg C − CO2 hc.−1 mês −1
~ 0.11µmol m − 2 s −1 (% PLA) −1
∆PLA
Panosso et al. 2011

36. Certamente, o monitoramento das
emissões de CO2 do solo influenciadas
pelo manejo e propriedades do solo
constitui algo de grande importância.

37. Agradecimentos:
Fapesp, CNPq, UNESP
Nossos Estudantes: Grad. + P.Grad.
Aos Professores J. Marques Jr., G. T. Pereira, A. Lopes e
demais Colaboradores do Projeto FAPESP 08/58187-0
As Usinas de Cana-de-Açúcar que tem colaborado com nossos
estudos
Obrigado!