CARBON STOCK IN SOIL AND GREENHOUSE GAS FLOWS IN THE SUGARCANE AGRO-SYSTEM

Cerri, Carlos Clemente; Feigl, Brigitte J.; Galdos, Marcelo Valadares; Bernoux, Martial; Cerri, Carlos Eduardo Pellegrino;

Resumo:

Brazil is the world’s largest sugarcane producer (FAOSTAT, 2007), with an area of approximately 7 million hectares, and a production of 550 million tons (2006/2007 harvest season), which represents a 13% increase in planted area and 16% over the previous harvest season (UNICA, 2008). From these 7 million hectares, 3.7 are located in the São Paulo state, representing 52.8% of the country’s area, and 58% of the domestic production (CONAB, 2008). Estimates from Ministério da Agricultura, Abastecimento e Pecuária (MAPA, 2007) indicate a significant increase in the cultivated area for the next 10 years, to about 10.3 million hectares, as a result of potential demand from several countries interested in using ethanol as fuel, either to comply with the Kyoto Protocol, (mostly environmental considerations) or geopolitical and security of supply issues (MACEDO et al., 2008). In the sugarcane production system, burning tops and leaves before harvesting has been a common practice, to make stalks cutting, loading and transportation operations easier. The burning process produces the emission of gases like CO2, CH4, and N2O, responsible for the greenhouse effect. Such practice also releases soot, which causes inconveniences as well as health hazards to neighboring populations (CANÇADO et al., 2006).

Part 2 — Sustainability of Biofuels Production and Consuption :

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/BlucherOA-Sugarcane-SUGARCANEBIOETHANOL_23

Referências bibliográficas
  • ANDREAE, M. O.; MERLET, P. Emission of trace gases and aerosols from biomass burning. Global Biogeochemical Cycles, v. 15, n. 4, p. 955-966, 2001.
    ARBEX, M. A. Avaliação dos efeitos do material particulado proveniente da queima da plantação de cana-de-açúcar sobre a morbidade respiratória na população de Araraquara. 2001. 188 f. Tese – Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo, São Paulo, 2001.
    BASANTA, M. V. Dinâmica do nitrogênio na cultura de cana-de-açúcar em diferentes sistemas de manejo de resíduos da colheita. 2004. 82 f. Tese (Doutorado) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, 2004.
    BOWDEN, R. D.; MELILLO, J. M.; STEUDLER, P. A. 1991. Effects of nitrogen additions on annual nitrous oxides fluxes from temperate Forest soils in the northeastern United States. J. Geophys. Res., 96, p. 9321-9328.
    CAMPOS, D. C. de. Potencialidade do sistema de colheita sem queima da cana-de-açúcar para o sequestro de carbono. 2003. 103 f. Tese da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz” – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2003.
    CANÇADO, J. E. D.; SALDIVA, P. H. N.; PEREIRA, L. A. A.; LARA, L. B. L. S.; ARTAXO, P.; MARTINELLI, L. A.; ARBEX, M. A.; ZANOBETTI, A.; BRAGA, A. L. F. 2006. The impact of sugarcane-burning emissions on the respiratory system of children and the elderly. Environmental Health Perspective, Research Triangle Park, v. 114, n. 5, p. 725-729.
    CANELLAS, L. P.; VELLOSO, A. C. X.; MARCIANO, C. R.; RAMALHO, J. F. G. P.; RUMJANEK, V. M.; REZENDE, C. E.; SANTOS, G. A. Propriedades químicas de um cambissolo cultivado com cana-de-açúcar, com preservação do palhiço e adição de vinhaça por longo tempo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 27, p. 935-944, 2003.
    CEDDIA, M. B.; ANJOS, L. H. C. dos; LIMA, E.; RAVELLI NETO, A.; SILVA, L. A. Sistemas de colheita da cana-de-açúcar e alterações nas propriedades físicas de um solo podzólico amarelo no Estado do Espírito Santo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 34, p. 1467-1473, 1999.
    CERRI, C. C.; BERNOUX, M.; FELLER, C.; CAMPOS, D. C.; DE LUCA, E. F.; ESCHENBRENNER, V. Canne à sucre et sequestration du carbone. Paris: Académie d’Agriculture de France, Séance du 17 mars, 15 p., 2004.
    CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento. Disponível em: Andlt;http://www.conab.gov.br/conabweb/Andgt;. Acesso em: 25 fev. 2008.
    DALAL, R. C.; WANG, W.; ROBERTSON, G. P.; PARTON, W. J. Nitrous oxide emission from Australian agricultural lands and mitigation options: a review. Autralian Journal of Soil Research, 41, p. 165-195, 2003.
    DOURADO-NETO, D.; TIMM, L. C.; OLIVEIRA, J. C. M.; REICHARDT, K.; BACCHI, O. O. S.; TOMINAGA, T. T.; CÁSSARO, F. A. M. State-space approach for the analysis of soil water content and temperature in a sugarcane crop. Scientia Agricola, Piracicaba, v. 56, n. 4, p. 1215-1221, 1999. Suplemento.
    EMBRAPA. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. 2. ed. Rio de Janeiro, 2006. 306 p.
    FAO. 2006. Guidelines for soil description. Food and Agriculture Organization. 4. ed. Rome, 2006. 109 p.
    FAOSTAT. 2007. FAO Statistical databases. Disponível em: Andlt;http://faostat.fao.org/site/340/default.aspxAndgt;.
    FELLER, C. Efeitos da colheita sem queima da cana-de-açúcar sobre a dinâmica do carbono e propriedades do solo. Relatório final do Projeto Fapesp 98/12648-3, Piracicaba, 2001. 146 p.
    GALDOS, M. V. Dinâmica do carbono do solo no agrossistema cana-de-açúcar. 2007. 101 f. Tese (Doutorado) – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, 2007.
    GAVA, G. J. C.; TRIVELIN, P. C. O.; VITTI, A. C.; OLIVEIRA, M. W. Urea and sugarcane straw nitrogen balance in a soil-sugarcane crop system. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 40, n. 7, p. 689-695, 2005.
    GRAHAM, M. H.; HAYNES, R. J.; MEYER, J. H. Soil organic matter content and quality: effects of fertilizer applications, burning and trash retention on a long-term sugarcane experiment in South Africa. Soil Biology and Biochemistry, 34, p. 93-102, 2002.
    GRANLI, T.; BOCKMAN, O. C. ������������������������Nitrous oxide from agriculture. Norwegian Journal of Agricultural Sciences, v. 12, p. 1-128, 1994.
    IPCC. 2001. Climate change 2001: The scientific basis. Contribution of working group I to the third assessment report of the intergovernmental panel on climate change. HOUGHTON, J. T.; DING, Y.; GRIGGS, D. J.; NOGUER, M.; VAN DER LINDEN, P. J.; DAI, X.; MASKELL, K.; JOHNSON, C. A. (Eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and Nova York, N Y, USA, 881 p.
    IPCC/Unep/OECD/IEA. 1997. Revised 1996 IPCC Guidelines for national greenhouse gas inventories: reporting instructions (Volume 1); Workbook (Volume 2); Reference Manual (Volume 3). Paris: Intergovernmental Panel on Climate Change, United Nations Environment Programme, Organization for Economic Co-Operation and Development, International Energy Agency.
    LIMA, M. A.; LIGO, M. A. V.; CABRAL, O. M. R.; BOEIRA, R. C.; NEVES, M. C.; PESSOA, M. C. P. Y. 2002. Emissões de gases de efeito estufa na queima de resíduos agrícolas. Relatórios de Referência, Primeiro Inventário Brasileiro de Emissões Antrópicas de Gases de Efeito Estufa. Ministério da Ciência e tecnologia, Embrapa. 82 p.
    MACEDO, I. C.; JOAQUIM, E. A.; SEABRA, J. E. A.; SILVA, J. E. A. R. Green house gases emissions in the production and use of ethanol from sugarcane in Brazil: The 2005/2006 averages and a prediction for 2020, Biomass and Bioenergy (2008), doi:10.1016/j.biombioe.2007.12.006.
    MACEDO, I. C.; NOGUEIRA, L. A. H. Avaliação da expansão da produção de etanol no Brasil. Brasília: Centro de gestão de estudos estratégicos, jul. 2004. 71 p.
    MAPA ����������������������������������������������� –Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Disponível em: Andlt;http://www.agricultura.gov.br/Andgt;. Acesso em: 10 dez. 2007.
    SANTOS, C. Y. M. dos; AZEVEDO, D. A.; AQUINO NETO, F. R. 2002. Selected organic compounds from biomass burning found in the atmospheric particulate matter over sugarcane plantations áreas. Atmospheric Environment, 36, p. 3009-3019.
    NOBLE, A. D.; MOODY, P.; BERTHELSEN, S. 2003. Influence of changed management of sugarcane on some soil chemical properties in the humid wet tropics of north Queensland. Australian Journal of Soil Research, 41, p. 1133-1144.
    ROBERTSON, F. Sugarcane trash management: consequences for soil carbon and nitrogen – Final report of the project Nutrient Cycling in Relation to Trash Management. Townville: CRC for Sustainable Sugar Production, 2003. 39 p.
    RIPOLI, T. C; MOLINA JUNIOR, W. F; RIPOLI, M. L. C. ���Energy potential of sugarcane biomass in Brazil. Scientia Agricola, 57, p. 677-681, 2000.
    ROSEIRO, M. N. V. 2002. Morbidade por problemas respiratórios em Ribeirão Preto-SP, de 1995 a 2001, segundo indicadores ambientais, sociais e econômicos. 170 f. Dissertação – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, SP.
    SCHWEIZER, M. 2000. Variability of factors affecting greenhouse gas fluxes (CO2, N2O and CH4) on a Dark red latossol cultivated with sugarcane (Brazil, São Paulo State). Memore de l´ETH, Suisse. 37p + annexes. Soil Survey Staff. 1999. Keys to soil taxonomy, 5th ed. Blacksburg: Pocahontas Press, 556 p.
    TOMINAGA, T. T.; CÁSSARO, F. A. M.; BACCHI, O. O. S.; REICHARDT, K.; OLIVEIRA, J. C. M.; TIMM, L. C. Variability of soil water content and bulk density in a sugarcane field. Australian Journal of Soil Research, Collingwood, v. 40, p. 605-614, 2002.
    THORBURN, P. J.; KEATING, B. A.; ROBERTSON, F. A.; WOOD, A. W. Long-term changes in soil carbon and nitrogen under trash blanketing. Proc. Aust. Soc. Sugarcane Technol., 22, p. 217-224, 2000.
    UNICA, 2008. Disponível em: Andlt;http://www.portalunica.com.br/portalunicaenglish/?Secão=statisticsAndgt;. Acesso em: 10 maio 2008.
    VIEIRA, G. Avaliação do custo, produtividade e geração de emprego no corte de cana-de-açúcar, manual e mecanizado, com e sem queima prévia. 2003. 115 f. Dissertação – Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp, Botucatu, 2003.
    WEIER, K. L. Trace gas emissions from a trash blanketed sugarcane field in tropical Australia. In: WILSON, J. R.; HOGARTH, D. M.; CAMPBELL, J. A.; GARSIDE, A. L. Sugar 2000 Symposium: Sugar: research towards efficient and sustainable production, Brisbane: CSIRO Division of tropical crops and pastures, p. 271-272, 2000.
    YAMULKI, S.; GOULDING, K. W. T.; WEBSTER, C. P.; HARRISON, R. M. Studies on NO and N2O fluxes from a wheat field. Atmospheric Environment, v. 29, n. 14, p. 1627-1635, 1995.
Como citar:

CERRI, Carlos Clemente; FEIGL, Brigitte J.; GALDOS, Marcelo Valadares; BERNOUX, Martial; CERRI, Carlos Eduardo Pellegrino; "CARBON STOCK IN SOIL AND GREENHOUSE GAS FLOWS IN THE SUGARCANE AGRO-SYSTEM", p. 203 -216. In: Sugarcane bioethanol — R&D for Productivity and Sustainability. São Paulo: Blucher, .
ISBN: 978-85-212-0822-8, DOI 10.5151/BlucherOA-Sugarcane-SUGARCANEBIOETHANOL_23