LSO400 – Transformações do Carbono no Solo

Apresentação em tema: "LSO400 – Transformações do Carbono no Solo"— Transcrição da apresentação:

1 LSO400 – Transformações do Carbono no Solo
Fernando D. Andreote

2 Nossa vida se baseia em carbono

3 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

4 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

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

6 Dinâmica da decomposição de resíduos
Lignina Proteínas Carboidratos Lipídeos Outros

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

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

9 Fracionamento da MO Ácidos Fúlvicos Ácidos Húmicos

10 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%

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

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

13 Metabolismo: potencial redox

14 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

15 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

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

17 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

18 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

19 Relação C/N/P/S e a disponibilidade de nutrientes
Imobilização (I) / Mineralização (M) Disponibilidade C/N C/P C/S > > >400 I > M Diminuida I = M Inalterada < < <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

20 Bibliografia recomendada