SPATIAL VARIABILITY OF SOIL CO2 EMISSION IN SOYBEAN AND SUGARCANE AREAS IN MATO GROSSO DO SUL CERRADO, BRAZIL

Abstract

ABSTRACT: In last years, the damage caused to the environment due to anthropic activities have become a worldwide concern. The carbon dioxide (CO₂) is one of the main greenhouse gases because the increase of its concentration in the atmosphere has intensified to global warming. Therefore, to study the CO₂ amounts emitted to the atmosphere has been even more important, especially in agricultural areas in Brazil. This study aimed to determine the spatial variability of soil CO₂ emissions (FCO₂), soil temperature (Ts) and soil moisture (Ms) in soybean and sugarcane cultivation areas in the Cerrado region in Mato Grosso do Sul. The FCO₂ and Ts registration were done using a portable flow chamber and temperature sensor of the LI-8100 system. The Ms was evaluated using TDR portable system. The studies were conducted in the years of 2013, in soybean cultivation, and in 2014, in the sugarcane cultivation, during the crop growth early stages, using grids which contain 89 and 102 sampling points, respectively, spanning 1 ha area in both experiments. The spatial variability variables were characterised by geostatistics: mathematical models adjustments to the experimental variograms and spatial pattern maps construction through ordinary kriging technique. The sTe sH variables did not show significant correlations with FCO₂. Despite the years of conducting the experiments, the soybean cultivation presented the higher average values of soil CO₂ emission equal 2.11 µmol m^-2 s^-1 and higher variation in range of the spatial dependency between 8.41 and 27 m when compared to sugarcane culture, with a FCO₂ average of 1.71 µmol m^-2 s^-1 and variation in the ranges of spatial dependency between 15.3 and 27.3 m.

Key words: geostatistics, soil respiration, soil attributes, agricultural management.

VARIABILIDADE ESPACIAL DA EMISSÃO DE CO2 DO SOLO EM ÁREAS DE SOJA E CANA-DE-AÇÚRCAR NO CERRADO MATO GROSSO DO SUL, BRASIL

RESUMO: Nos últimos anos, os danos gerados ao meio-ambiente devido às ações antrópicas se tornaram uma preocupação mundial. O dióxido de carbono (CO₂) é um dos principais gases estufas, pois o aumento de sua concentração na atmosfera terrestre tem intensificado o aquecimento global. Portanto, estudar as quantidades de CO₂ emitido para a atmosfera tem sido cada vez mais importante, principalmente em áreas agrícolas no Brasil. O objetivo do trabalho foi determinar a variabilidade espacial da emissão de CO₂ (FCO2), temperatura (Ts) e umidade (Us) do solo em áreas de cultivo de soja e cana-de-açúcar na região do Cerrado no Mato Grosso do Sul. FCO2 e Ts foram registradas utilizando-se de câmara de fluxo portátil e sensor de temperatura do sistema LI-8100. A umidade foi avaliada utilizando sistema portátil TDR. Os estudos foram conduzidos nos anos de 2013, na cultura da soja, e no ano de 2014, na cultura da cana-de-açúcar, durante os estágios inicias do crescimento das culturas, utilizando-se gradeados de contendo 89 e 102 pontos amostrais, respectivamente, abrangendo área de 1 ha nos dois experimentos. A variabilidade espacial das variáveis foi caracteriza pela geoestatística, ajustes de modelos matemáticos aos variogramas experimentais e construção dos mapas de padrão espacial por meio da técnica de krigagem ordinária. A variáveis Ts e Us não apresentaram correlações significativas com FCO2.A despeito dos anos de condução dos experimentos, a cultura da soja os maiores valores de média de emissão de CO₂ do solo igual 2,11 µmol m^-2 s^-1 e maior variação nos alcances de dependência entre 8,41 e 27 m quando comparados a cultura de cana-de-açúcar com média de 1,71 µmol m^-2 s^-1 e variação nos valores de alcance entre 15,3 e 27,3 m.

Palavras-chave: geoestatística, respiração do solo, atributos do solo, manejo agrícola.