Soil CO2 emission as related to incorporation of sugarcane crop residues and aggregate breaking after rotary tiller

O preparo do solo é um dos processos que aceleram a decomposição da matéria orgânica, transferindo carbono para atmosfera, principalmente na forma de CO2. Neste trabalho, investigou-se o efeito do preparo com enxada rotativa sobre as emissões de CO2 do solo durante 02 semanas após o preparo do solo, incluindo-se a presença de resíduos vegetais sobre a superfície. As emissões foram avaliadas por 15 dias após preparo em 3 parcelas: 1) sem preparo e sem palha superficial (SPs); 2) preparo com enxada rotativa sem a presença de palha na superfície (ERs), e 3) preparo com enxada rotativa com a presença de palha superficial (ERc). As emissões provenientes da ERc foram superiores às demais (0,777 g CO2 m-2 h-1), sendo as menores emissões registradas na parcela SPs (0,414 g CO2 m-2 h-1). As emissões totais indicaram que a diferença de C-CO2 emitida à atmosfera corresponde a 3% do total de carbono adicional presente na palha, na parcela ERc, quando comparado à parcela ERs. O aumento da emissão da parcela SPs para ERs foi acompanhado de uma modificação na distribuição do tamanho de agregados, especialmente aqueles com diâmetro médio inferior a 2 mm. O aumento da emissão da parcela ERs para ERc esteve relacionado a uma diminuição da massa de palha na superfície, com fragmentação e incorporação da mesma no interior do solo. Quando se analisa a correlação linear entre emissão de CO2 versus temperatura e umidade do solo, somente a emissão da ERc foi significativamente correlacionada (p<0,05) à umidade do solo.

Short-term temporal changes of soil carbon losses after tillage described by a first-order decay model

Tillage stimulates soil carbon (C) losses by increasing aeration, changing temperature and moisture conditions, and thus favoring microbial decomposition. In addition, soil aggregate disruption by tillage exposes once protected organic matter to decomposition. We propose a model to explain carbon dioxide (CO2) emission after tillage as a function of the no-till emission plus a correction due to the tillage disturbance. The model assumes that C in the readily decomposable organic matter follows a first-order reaction kinetics equation as: dC(sail)(t)/dt = -kC(soil)(t) and that soil C-CO2 emission is proportional to the C decay rate in soil, where C-soil(t) is the available labile soil C (g m(-2)) at any time (t). Emissions are modeled in terms soil C available to decomposition in the tilled and non-tilled plots, and a relationship is derived between no-till (F-NT) and tilled (F-Gamma) fluxes, which is: F-T = a1F(NT)e(-a2t), where t is time after tillage. Predicted and observed fluxes showed good agreement based on determination coefficient (R-2), index of agreement and model efficiency, with R-2 as high as 0.97. The two parameters included in the model are related to the difference between the decay constant (k factor) of tilled and no-till plots (a(2)) and also to the amount of labile carbon added to the readily decomposable soil organic matter due to tillage (a,). These two parameters were estimated in the model ranging from 1.27 and 2.60 (a(1)) and - 1.52 x 10(-2) and 2.2 x 10(-2) day(-1) (a(2)). The advantage is that temporal variability of tillage-induced emissions can be described by only one analytical function that includes the no-till emission plus an exponential term modulated by tillage and environmentally dependent parameters. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.