LSO 400 Transformaes do Carbono no Solo Fernando

LSO 400 – Transformações do Carbono no Solo Fernando D. Andreote

Nossa vida se baseia em carbono

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

• imobilização de nutrientes decomposição • mineralização de nutrientes • produção de gases CO 2 biomassa microbiana feedback CH 4 trocas solo/atmosfera efeito estufa N 2 O

Dinâmica da decomposição de resíduos CO 2 Lignina Proteínas Carboidratos Lipídeos Outros Macro e mesofauna

Dinâmica da decomposição de resíduos CO 2 Lignina Proteínas Carboidratos Lipídeos Outros

Dinâmica da decomposição de resíduos CO 2 Lignina Proteínas Carboidratos Lipídeos Outros Substâncias húmicas

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

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 Rápida Monossacarídeos Proteínas Hemicelulose Celulose Lipídeos Compostos fenólicos Lignina Lenta

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 R (C, 4 H) + 2 O 2 compostos contendo carbono e hidrogênio oxidação enzimática CO 2 + 2 H 2 O + energia Condições ideais aos processos de oxidação 478 k. J mol-1 C

Dinâmica da decomposição de resíduos Decomposição de resíduos orgânicos Condições anaeróbicas Oxidação parcial dos compostos orgânicos 4 C 2 H 5 COOH + 2 H 2 O propionato CH 3 COOH acetato CO 2 + 4 H 2 Archea metanogênicas 4 CH 3 COOH + CO 2 + 3 CH 4 acetato CO 2 + CH 4 2 H 2 O + CH 4

Ciclo do carbono Organismos Metanotróficos CO 2 Organismos aeróbios - respiração Organismos fotossintetizantes Organismos metanogênicos - H 2 CH 2 O CH 4 Organismos metanogênicos - propionato - acetato

Dinâmica da decomposição de resíduos Relação C/N do material orgânico incorporado Material orgânico Serragem Palha de trigo Milho Resíduos de cana-de-açúcar Grama fertilizada Feno de alfafa maduro Esterco de curral curtido Composto maduro Feno de alfafa jovem Lodo de esgoto digerido Microorganismos do solo Bactérias Actinomicetos Fungos Matéria orgânica do solo Horizonte Ap de Molisol Horizonte A 1 de Ultisol Horizonte B médio %C %N C/N 50 38 40 40 41 40 40 31 0, 005 0, 7 0, 8 1, 3 1, 8 2, 1 2, 5 3, 0 4, 5 600/1 80/1 57/1 50/1 31/1 25/1 20/1 16/1 13/1 7/1 50 50 50 10, 0 8, 5 5, 0 5/1 6/1 10/1 56 52 46 4, 9 2, 3 5, 1 11/1 23/1 9/1

Dinâmica da decomposição de resíduos Atividade microbiana CO 2 evoluído N solúvel no solo Relação C/N dos resíduos Relação C/N do material orgânico incorporado Tempo Adição de resíduos C/N < 25 Relação C/N dos resíduos N solúvel no solo Período de diminuição do nitrato Tempo Adição de resíduos C/N >25 Relação C/N Atividade microbiana (CO 2 evoluído)

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