lso400 – transformações do carbono no solo fernando d. andreote
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LSO400 – Transformações do LSO400 – Transformações do Carbono no SoloCarbono no Solo
Fernando D. Andreote
Nossa vida se baseia em carbonoNossa vida se baseia em carbono
Carbono no soloCarbono no solo
SoloSolo Gt de CGt de CBiotaBiota 500500HúmusHúmus 15001500Combustível fóssilCombustível fóssil 10.00010.000
O solo possui uma quantidade de O solo possui uma quantidade de carbono estocada sob diversas formascarbono estocada sob diversas formas
decomposição
• imobilização de nutrientes• mineralização de nutrientes
efeito estufa
biomassamicrobiana
trocas solo/atmosferafeedback
• produção de gases
N2OCH4
CO2
Macro e mesofauna
CO2
Proteínas Carboidratos LipídeosLignina Outros
Dinâmica da decomposição de resíduos
Proteínas Carboidratos LipídeosLignina Outros
CO2
Dinâmica da decomposição de resíduos
Substâncias húmicasProteínas Carboidratos LipídeosLignina Outros
CO2
Dinâmica da decomposição de resíduos
Resíduo Vegetal(100%)
C-solúvel(20%)
C-microbiano
C-lignina(20%)
C-celulose(60%)
C-Húmus
Biodegradação de restos vegetais no soloBiodegradação de restos vegetais no solo
Ácidos FúlvicosÁcidos Fúlvicos
Ácidos HúmicosÁcidos Húmicos
Fracionamento da MOFracionamento da MO
CeluloseCelulose20 a 50% da matéria seca20 a 50% da matéria secaHemiceluloseHemicelulose10 a 30 % da matéria seca10 a 30 % da matéria secaLigninaLignina5 a 30% da matéria seca5 a 30% da matéria secaProteínasProteínas2 a 15% da matéria seca2 a 15% da matéria secaC-solúvelC-solúvelAté 10%Até 10%Ceras, graxas, pigmentos e outros compostosCeras, graxas, pigmentos e outros compostosMenos 10%Menos 10%
Resíduos vegetais: C orgânico no soloResíduos vegetais: C orgânico no solo
MonossacarídeosMonossacarídeos
ProteínasProteínas
HemiceluloseHemicelulose
CeluloseCelulose
LipídeosLipídeos
Compostos fenólicosCompostos fenólicos
LigninaLignina
LentaLenta
RápidaRápida
Degradação de resíduos vegetais no soloDegradação de resíduos vegetais no solo
AçúcaresAçúcaressimplessimples
CeluloseCelulose
AmiloseAmilose
AmilopectinaAmilopectina
LigninaLignina
Compostos de C em restos vegetaisCompostos de C em restos vegetais
Metabolismo: potencial redox
Decomposição de resíduos orgânicos
Condições ideais aos processos de oxidação
oxidaçãoenzimática
(C, 4H) + 2O2
compostos contendo
carbono e hidrogênio
CO2 + 2H2O + energia 478 kJ mol-1 C
R
Condições aeróbicas
Dinâmica da decomposição de resíduos
Oxidação parcial dos compostos orgânicos
CO2 + CH4 CH3COOH Archeametanogênicas
CO2 + 4H2 Archea
metanogênicas 2H2O + CH4
Decomposição de resíduos orgânicos
Condições anaeróbicas
4CH3COOH + CO2 + 3CH4 acetato
4C2H5COOH + 2H2O propionato
Archeametanogênicas
acetato
Dinâmica da decomposição de resíduos
Ciclo do carbono
CO2 CH4
CH2OOrganismosfotossintetizantes
Organismosmetanogênicos
- propionato- acetato
Organismosmetanogênicos
- H2
OrganismosMetanotróficos
Organismosaeróbios
- respiração
Relação C/N do material orgânico incorporado
Material orgânico %C %N C/N
Serragem 50 0,005 600/1Palha de trigo 38 0,5 80/1Milho 40 0,7 57/1Resíduos de cana-de-açúcar 40 0,8 50/1Grama fertilizada 40 1,3 31/1Feno de alfafa maduro 40 1,8 25/1Esterco de curral curtido 41 2,1 20/1Composto maduro 40 2,5 16/1Feno de alfafa jovem 40 3,0 13/1Lodo de esgoto digerido 31 4,5 7/1Microorganismos do solo BactériasBactérias 5050 10,010,0 5/15/1 ActinomicetosActinomicetos 5050 8,58,5 6/16/1 FungosFungos 5050 5,05,0 10/110/1Matéria 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 dos resíduos
N solúvel no solo
Adição de resíduos C/N < 25Tempo
Rel
a ção
C/N
Relação C/N do material orgânico incorporado
Atividade microbiana CO2 evoluído
Atividade microbiana (CO2 evoluído)
N solúvel no solo
Período de diminuição do nitrato
TempoAdição de resíduos C/N >25
Rel
a ção
C/N
Relação C/N dos resíduos
Dinâmica da decomposição de resíduos
RelaçãoRelação Imobilização (I) / Imobilização (I) / Mineralização (M)Mineralização (M)
DisponibilidadeDisponibilidade
C/N C/P C/SC/N C/P C/S
>30 >300 >30 >300 >400>400
I > MI > M DiminuidaDiminuida
20-30 200-300 200-20-30 200-300 200-400400
I = MI = M InalteradaInalterada
<20 <200 <20 <200 <200<200
I < MI < M AumentadaAumentada
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
Relação C/N/P/S e a disponibilidade de Relação C/N/P/S e a disponibilidade de nutrientesnutrientes
Bibliografia recomendada