Introdução

O aumento das emissões de gases de efeito-estufa (GEEs) é

apontadocomoaprincipalcausadoaquecimentoglobalnosúltimos

100anos(IPCC,2007).NoBrasil,ossetores'mudançadeusodaterra'

(desmatamentoequeimadas)e'agropecuária'foramresponsáveispor

mais de70%das emissões líquidasdesses gases em2005 (BRASIL,

2010). Os principais GEEs relacionados ao setor 'agricultura,

silvicultura e outros usos da terra' (conhecido pela sigla AFOLU, de

Agriculture, Forestry and Other Land Use) são o dióxido de carbono

(CO ),oóxidonitroso(N O)eometano(CH ).2 2 4

Ossistemasdeproduçãoquepreconizamorestabelecimento

de cobertura vegetal permanente contribuem para a melhoria da

qualidade ambiental e para a preservação dos recursos naturais,

promovendo controle da erosão hídrica, aumento do conteúdo de

matériaorgânicadosoloereciclagemdenutrientes,consequentemente

alterando os fluxos de GEEs dos solos. Dependendo do manejo, os

sistemas de produção agropecuários diferem pelo aumento ou

diminuiçãodastaxasdeacúmulodecarbonoedeemissãodeGEEsno

solo(COSTA,2002).Sistemasqueincluemtécnicasdeplantiodireto,

cultivomínimoourotaçõesdeculturasouquepromovamacobertura

dosolocomaltaproduçãoderesíduostêmpotencialparaaumentaros

estoquesdecarbonodosolo.Taissistemas,poralteraremopadrãode

emissãodeGEEsdossolos,contribuemparaamitigaçãodasmudanças

Emissãodegasesdeefeito-estufaemsolossobflorestaesobpastagem

12

JoyceMariaGuimarãesMonteiroBrunoJoséRodriguesAlves

FernandoZuchelloSelenobaldoAlexinaldoCabraldeSant'anna

207

climáticas(COLEetal.,1997;CERRIetal.,2009).

EntreosGEEs,N Oapresentagrandepotencialdeaquecimento2

global,300vezessuperioraodeCO ,emborasejaumdosgasesmenos2

estudados em regiões tropicais. A produção de N O nos solos está2

relacionadacomprocessosdenitrificaçãoedesnitrificação,quepodem

ounãoocorrersimultaneamente.Nafasedenitrificação,saisdeamônio

(NH )sãotransformadosemnitrito(NO ),composterioroxidaçãoem4 2

nitrato (NO ), o que exige a presença de oxigênio molecular, com3

decorrente liberação de óxido nítrico (NO) e N O na atmosfera. No2

processodedesnitrificação,oscompostosnitrogenados,comonitratos

e nitritos, são, em condições anaeróbicas, reduzidos aN O,NO eN 2 2

(todos eles gases voláteis), completando o ciclo do nitrogênio

(EICHNER,1990).Emgeral,ospicosdeemissãodeN Osãoatribuídos2

aoprocessodedesnitrificação(LIUetal.,2008).Ospadrõesdeemissão

deN Osãoinfluenciadostantopelascondiçõesquímicasquantofísicas2

ebiológicasdossolos(PAUL;CLARK,1996).Assim,aquantidadede

nitrogênio que circula no sistema solo–planta, a disponibilidade de

carbono facilmente metabolizável (lábil), o grau de acidez, a

temperatura,adifusãodeO ,oconteúdodeágua,osníveisdeumidadee2

temperatura e a atividademicrobiológica dos solos são fatores que

interagem, alterando o padrão de emissão deN O para a atmosfera2

(ALVESetal.,2010;DAVIDSONetal.,2001;JANTALIAetal.,2006).

Paraqueseavaliemasmudançascausadaspelarevegetaçãoda

áreadoComplexoPetroquímicodoRiode Janeiro (Comperj)e seus

efeitossobreaemissãodeGEEs,seránecessárioidentificaropadrão

atualdeemissõesdessesgasesnessaárea,afimdeseelaboraruma

linhadebasecorrespondenteaessepadrão.

Considerando esses aspectos, este estudo teve por objetivo

apresentar e discutir dados referentes ao tempo zero do

monitoramento dos fluxos de N O dos solos sob pastagem e sob2

remanescentesflorestaisnaáreadoComperj.

Métodos

Monitoraram-seosfluxosdeN Oemduasáreasdepastagem2

(PI1,Proterozoico,emterçoinferioreterçomédio)emqueseplantarão

208

mudas de espécies nativas da floresta, e em uma área de floresta

secundáriaemestágio inicialderegeneração(PF1,Proterozoico,em

terçoinferior).AlocalizaçãodospontosamostraisconstanaFigura2.2,

Capítulo2.

Ascoletasemcampoocorreramnofinaldaestaçãochuvosa,

tendocontinuidadeduranteaestaçãosecaeterminandonoinícioda

estaçãochuvosaseguinte,totalizandoquatrocampanhasrealizadasde

março a setembro de 2010. As coletas ocorreram durante três dias

consecut ivos em cada campanha . As pas tagens eram

predominantemente formadas por espécies do gêneroBrachiaria. A

Figura12.1apresentavistasdasáreasdecoleta.

Figura12.1.Aspectogeraldasáreasdepastagem(AaC)edefloresta(DaF)doComperjnasquaissecoletaramamostrasparaquantificaçãodeN O.Comperj,Itaboraí,RJ,2010.2

Fotos:FernandoLima.

209

A

B

C

D

E F

Para coletar amostras para determinação de N O, foram2

utilizadas câmaras estáticas fechadas compostas de uma base

retangular(20cmx30cm),comalturade20cm,inseridasnosoloà

profundidadede5cm,eumatampacomasmesmasdimensõesdabase

(Figura12.2).Abasefoimantidanaáreaduranteostrêsdiasdecada

campanhadeamostragem.Atampaeraacopladaàbaseparafechara

câmara nos eventos de amostragem. A atmosfera da câmara foi

amostrada através de uma válvula de três vias montada na tampa

(Figura12.2).Procedeu-seaumaamostrageminicial imediatamente

apósacolocaçãodatampaeaumasegundaamostragemapós30min,

quandoatampafoiretirada.Asamostrasdegásdointeriordascâmaras

foram coletadas com seringa e transferidas para frascos de 20 mL

evacuados(80kPa)nomomentodatransferênciadogáscomutilização

deumabombadevácuomanual.Umvolumede25mLdegásdacâmara

foi transferidoparaumfrascoa fimdeserarmazenadosobpressão

positiva.

Figura12.2.MaterialutilizadoparacoletadeamostrasdeN O.Comperj,Itaboraí,2010.2

A:Aspectodacâmararetangularinseridanosolo;B:câmarafechadacomtampaparaamostragemdeN O,comválvuladetrêsvias.2

Fotos:FernandoLima

Paraproteçãocontraaltastemperaturas,osfrascoscontendo

amostrasdegásforamacondicionadosemcaixastérmicas.Asanálises

foramrealizadasematédoisdiasapóscadacampanha,utilizando-se

umcromatógrafodegásPerkinElmerAutosystem(PerkinElmer,EUA)

localizadonaEmbrapaAgrobiologia (Seropédica,RJ), equipado com

210

A B

colunapreenchidacomPorapakQemunidodedetectordecapturade

elétrons.

OfluxodeN Ofoicalculadocomaequação:2

fN O=(dC/dt)(V/A)M/V2 m

onde:–2 –1fN OéofluxodeN O(mgN-N Om h );2 2 2

dC/dtéamudançadeconcentraçãodeN Onacâmaranointervalode2

–1 –1incubaçãoporunidadedetempo(mLN OL h );2

Véovolumedacâmara(L);2Aéaáreadesolocobertapelacâmara(m );

–1MéopesomoleculardeN O(44mgmmol );e2

V éovolumemolecularàtemperatura(emkelvins)deamostragem,oum

–1seja,V =22,4mLmol 273/(273+t),sendotatemperaturaemgrausm

Celsius.

Amostrasdesolodacamadade0a5cmforamretiradasno

primeiro e no terceiro dia de cada campanha de amostragem. A

umidade do solo, expressa pelo percentual do espaço poroso

preenchidocomágua(razãopercentualentreumidadevolumétricae

porosidadedosolo),eaconcentraçãodenitratoforamdeterminadas

utilizando-seométododecolorimetriaporfluxocontínuo(GINÉetal.,

1980).

Resultadosediscussão

OsfluxosdeN Odosolovariaramentreascoberturasvegetais2

analisadaseaolongodoperíododeavaliação(Figura12.3).Osmaiores

fluxosdessecomposto foramobservadosno finaldemarçono terço

inferiordaencostasobfloresta.Emjunhoejulhoobtiveram-seosníveis

maisbaixos,independentementedacoberturavegetal.

211

Figura12.3.FluxosmédiosdeN Oemdiferentesépocasdoanonosterçosinferioremédio2

deencostasobpastagemenoterçoinferiordeencostasobfloresta.

Em média, os fluxos de N O nos meses de estação chuvosa2

pesquisados(marçoesetembro)forammaisaltos,alcançandoemmédia,–2 –1respectivamente, 44,2, 13,2 e 3,5 µg N-N Om h no terço inferior de2

encostasobflorestaenosterçosinferioremédiodeencostasobpastagem.

Nos meses de estação seca avaliados (junho e julho), os fluxos foram–2 –1mínimos,commédias,respectivamente,de4,7,0,6e0,1µgN-N Om h no2

terçoinferiorsobflorestaenosterçosinferioremédiosobpastagem.Os

fluxosmaiselevadosdeN Oparecemestarassociadosàscondiçõesmais2

úmidasdo soloemmarço, finaldaestaçãodas chuvas, assimcomoem

setembro, quando o solo volta a ficar mais úmido (início da estação

chuvosa).Essatendênciafoitambémobservadanosvaloresdeumidadedo

solonosdiferentesperíodosdeamostragem(Figura12.4),commínimos

em junho e julho emáximos emmarço e setembro. A umidade parece

portantotersidoumavariávelimportantenocontroledosfluxosdeN O,2

especialmenteemsolossobfloresta(Figura12.3).

212

Figura12.4.Umidadedosoloemdiferentesépocasdoanonosterçosinferioremédiodeencostasobpastagemenoterçoinferiordeencostasobremanescenteflorestal.

Aquantidadeefrequênciadaprecipitação(verCapítulo4)ea

temperaturadosolo influenciamopadrãodeemissãodeN O, tanto2

diretamente, pelo aumento da umidade do solo e da porosidade

preenchida por água, que afetam a extensão dos locais com baixa

disponibilidadedeoxigênionosolo,quantoindiretamente,peloefeito

datemperaturanaatividademicrobiana(ZANATTA,2009;ERICKSON

etal.,2002).Oespaçodosporospreenchidosporáguaéapontadocomo

indicadordaproporçãodosgasesdenitrogênio(NO:N O:N )queserão2 2

produzidosnosolo(POTTERetal.,2001).Formasmaisreduzidasdo

nitrogêniotendemapredominarcomoincrementodasaturaçãodos

poros do solo com água (SMITH et al., 2003). Em baixos e médios

valoresdeumidadedosolo,N Oépredominantementeproduzidopor2

nitrificação(NEILetal.,2005).Poroutrolado,quandomaisde60%do

espaçoporosodosoloestápreenchidoporágua,adesnitrificaçãoéo

principal processo responsável pela produção de N O, devido ao2

decréscimodeoxigênio(SMITHetal.,2003).

Nesteestudo,osfluxosdeN Odosolosobflorestamostraram-2

semaiselevadosqueemsolosobpastagem(Figura12.3).Emgeral,a

213

concentraçãodeNO tambémfoimaioremsolossobfloresta(Figura3

12.5).

Figura12.5.Concentraçãodenitrato(NO )nosoloemdiferentesépocasdoanonosterços3

inferioremédiodeencostasobpastagemenoterçoinferiordeencostasobremanescenteflorestal.

Coutinho et al. (2010) também encontraram fluxos de N O2

significativamentemaiores em solosde floresta secundáriadeMata

Atlântica do que em solos sob pastagem, embora com estoques de

nitrogênio e carbono equivalentes.Os teores deNO também foram3

maioresnasáreassobfloresta.Zanatta(2009)comentaque,quanto

maiorapresençaderesíduossobreosolo,maioressãoasquantidades

de carbono e nitrogênio lábil adicionadas por área, o que aumenta

sensivelmente a atividade biológica, elevando o consumo de O2

disponívelecriandosítiosdeanaerobiose,nosquaisocorreprodução

de N O por desnitrificação a partir de NO . Gama-Rodrigues et al.2 3

(2008), tendo encontradomaiores teores deNO em áreas deMata3

Atlânticadoqueemumaáreadeplantiodeeucalipto,comentamqueos

resíduosdasáreasdeflorestanativaapresentarammenorrazãoC:N,

favorecendoamineralizaçãodamatériaorgânicadosoloeresultando

214

emmaioresteoresdeNO .Defato,aadiçãoderesíduosvegetaiscom3

baixarazãoC:N,cujastaxasdemineralizaçãodenitrogêniosãomais

rápidas, tem sido associada amaiores taxas de emissão deN O, em2

comparação com solos cultivados com gramíneas, que apresentam

razãoC:Nmaisalta(ZANATA,2009;BAGGSetal.,2000).

Considerando-se todos os períodos de amostragem, o fluxo–2 –1médioemsolossobflorestafoide24,4±10,6mgNm h ,masde3,8±

–2 –12,8mgNm dia emlocaissobpastagem.

DentreosestudosjárealizadosemáreasdeMataAtlânticano

estadodoRiodeJaneiro,omaiselevadofluxomédiodeN Odosolo,de2

–2 –148 mg N m dia , foi encontrado na Reserva Biológica do Tinguá–2 –1(MADDOCKetal.,2001),enquantoomaisbaixo,de3,07µgN-N Om h 2

proveiodoParqueNacionaldaSerradosÓrgãos(RODRIGUES,2006).

Os valores detectados no presente estudo situam-se na faixa dos

registradosemáreasdeMataAtlânticafluminenses,mas,certamente,

novasavaliaçõesserãonecessáriasaolongodoperíododeimplantação

doProjetoCorredorEcológicoComperjparaqueseobtenhaumregistro

completodaspossíveisalteraçõesnofluxodessesgases.

Consideraçõesfinais

Os maiores fluxos de N O na área de estudo ocorreram em2

períodosemqueaumidadedosoloestevemaisalta(meseschuvosos).

Amaiormagnitudedessesfluxossedeveaoprocessodedesnitrificação.

Osvalorestambémforammaiselevadosemsolossobflorestadoque

naquelessobpastagem.Extrapolando-separaoperíododeumanoos

fluxosmédiosencontradosnesteestudo,infere-sequeasemissõesde

N Opoderãoserelevadasemseisvezesnasáreasemqueaflorestaserá2

recuperada,emcomparaçãocomáreasquepermaneçamsobpastagem.

Ummaiornúmerodeamostragensdegaseséporémnecessáriopara

identificaçãomaisprecisadopadrãodeemissõesdeN O,aindaqueos2

resultados já obtidos permitam estimativas compatíveis com as de

outrosestudos.

215

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