LSO400 – 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
CO2
biomassa
microbiana
feedback
CH4
trocas solo/atmosfera
efeito estufa
N2O
Dinâmica da decomposição de resíduos
Lignina
Proteínas
Carboidratos
Lipídeos
Outros
Macro e
mesofauna
Dinâmica da decomposição de resíduos
Lignina
Proteínas
Carboidratos
Lipídeos
Outros
Dinâmica da decomposição de resíduos
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, 4H) + 2O2
compostos contendo
carbono e hidrogênio
oxidação
enzimática
CO2 + 2H2O + energia
Condições ideais aos processos de oxidação
478 kJ mol-1 C
Dinâmica da decomposição de resíduos
Decomposição de resíduos orgânicos
Condições anaeróbicas
Oxidação parcial dos compostos orgânicos
4C2H5COOH + 2H2O
propionato
CH3COOH
acetato
CO2 + 4H2
Archea
metanogênicas
Archea
metanogênicas
Archea
metanogênicas
4CH3COOH + CO2 + 3CH4
acetato
CO2 + CH4
2H2O + CH4
Ciclo do carbono
Organismos
Metanotróficos
CO2
Organismos
aeróbios
- respiração
Organismos
fotossintetizantes
Organismos
metanogênicos
- H2
CH2O
CH4
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 A1 de Ultisol
Horizonte B médio
%C
%N
C/N
50
38
40
40
40
40
41
40
40
31
0,005
0,5
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
Relação C/N do material orgânico incorporado
Atividade microbiana
CO2 evoluído
N solúvel no solo
Relação C/N dos resíduos
Tempo
Adição de resíduos C/N < 25
Atividade microbiana (CO2 evoluído)
Relação C/N
dos resíduos
N solúvel no solo
Período de diminuição do nitrato
Tempo
Adição de resíduos C/N >25
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
>30
>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