LSO400 – Transformações do Carbono no Solo Fernando D. Andreote

Nossa vida se baseia em carbono

O solo possui uma quantidade de carbono estocada sob diversas formas Carbono no solo O solo possui uma quantidade de carbono estocada sob diversas formas Solo Gt de C Biota 500 Húmus 1500 Combustível fóssil 10.000

CO2 N2O CH4 biomassa microbiana efeito estufa • imobilização de nutrientes • mineralização de nutrientes decomposição • produção de gases N2O CH4 CO2 feedback trocas solo/atmosfera efeito estufa

Dinâmica da decomposição de resíduos Lignina Proteínas Carboidratos Lipídeos Outros Macro e mesofauna

Dinâmica da decomposição de resíduos Lignina Proteínas Carboidratos Lipídeos Outros

Dinâmica da decomposição de resíduos Lignina Proteínas Carboidratos Lipídeos Outros Substâncias húmicas

Biodegradação de restos vegetais no solo Resíduo Vegetal (100%) C-solúvel (20%) C-microbiano C-lignina C-celulose (60%) C-Húmus

Fracionamento da MO Ácidos Fúlvicos Ácidos Húmicos

Resíduos vegetais: C orgânico no solo Celulose 20 a 50% da matéria seca Hemicelulose 10 a 30 % da matéria seca Lignina 5 a 30% da matéria seca Proteínas 2 a 15% da matéria seca C-solúvel Até 10% Ceras, graxas, pigmentos e outros compostos Menos 10%

Degradação de resíduos vegetais no solo Monossacarídeos Proteínas Hemicelulose Celulose Lipídeos Compostos fenólicos Lignina Lenta Rápida

Compostos de C em restos vegetais Amilose Lignina Açúcares simples Celulose Amilopectina

Metabolismo: potencial redox

Dinâmica da decomposição de resíduos Decomposição de resíduos orgânicos Condições aeróbicas oxidação enzimática (C, 4H) + 2O2 compostos contendo carbono e hidrogênio CO2 + 2H2O + energia 478 kJ mol-1 C R Condições ideais aos processos de oxidação

Dinâmica da decomposição de resíduos Decomposição de resíduos orgânicos Condições anaeróbicas Oxidação parcial dos compostos orgânicos 4CH3COOH + CO2 + 3CH4 acetato 4C2H5COOH + 2H2O propionato Archea metanogênicas Archea metanogênicas CH3COOH CO2 + CH4 acetato CO2 + 4H2 Archea metanogênicas 2H2O + CH4

Ciclo do carbono Organismos fotossintetizantes metanogênicos CH4 CH2O Organismos fotossintetizantes metanogênicos - propionato - acetato - H2 Metanotróficos aeróbios - respiração

Dinâmica da decomposição de resíduos Relação C/N do material orgânico incorporado Material orgânico %C %N C/N Serragem 50 0,005 600/1 Palha de trigo 38 0,5 80/1 Milho 40 0,7 57/1 Resíduos de cana-de-açúcar 0,8 50/1 Grama fertilizada 1,3 31/1 Feno de alfafa maduro 1,8 25/1 Esterco de curral curtido 41 2,1 20/1 Composto maduro 2,5 16/1 Feno de alfafa jovem 3,0 13/1 Lodo de esgoto digerido 31 4,5 7/1 Microorganismos do solo Bactérias 10,0 5/1 Actinomicetos 8,5 6/1 Fungos 5,0 10/1 Matéria 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 Relação C/N do material orgânico incorporado Atividade microbiana CO2 evoluído Relação C/N N solúvel no solo Relação C/N dos resíduos Tempo Adição de resíduos C/N < 25 Atividade microbiana (CO2 evoluído) Relação C/N dos resíduos Pg 458 Alteração na atividade microbiana nível de N solúvel relação C/N dos residuos a) adição de material com C/N alta b) adição de material com C/N baixa Onde a relação C/N é maior que 25, os microrganismos tem que suplementar o N contido nos resíduos com N soluvel do solo. Durante o período de falta de N a competição entre as plantas e os microrganismos pode causar deficiencia de n para as plantas. Notar que em ambos os casos o N disponível aumenta após o processo de decomposição ter se completado. Relação C/N N solúvel no solo Período de diminuição do nitrato Tempo Adição de resíduos C/N >25

Relação C/N/P/S e a disponibilidade de nutrientes Imobilização (I) / Mineralização (M) Disponibilidade C/N C/P C/S >30 >300 >400 I > M Diminuida 20-30 200-300 200-400 I = M Inalterada <20 <200 <200 I < M Aumentada 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

Bibliografia recomendada