Variabilidade espaço-temporal da emissão de CO2 do solo em curto período sob influência de eventos de precipitação

Abstract

A emissão de CO2 do solo (FCO2) em áreas agrícolas é um processo resultante da interação de diferentes fatores, tais como as condições de clima e solo. Nesse sentido, objetivou-se, com este estudo, investigar a variabilidade espaço-temporal da FCO2, temperatura (Tsolo), umidade (Usolo) e porosidade livre de água (PLA) do solo e suas interações, em área de reforma do canavial. O estudo foi conduzido em área de cana-de-açúcar sob reforma, na qual foi instalada malha amostral de 90 × 90 m2 contendo 100 pontos espaçados entre si em 10 m. Nestes pontos foram avaliadas a FCO2, Tsolo e Usolo em 10 avaliações ao longo de um período de 28 dias. Para as avaliações da FCO2, foi utilizado o sistema portátil LI-8100A. Concomitantemente à avaliação de FCO2, foram determinadas a Tsolo (termômetro integrante do sistema LI-8100A) e a Usolo (aparelho TDR). A emissão de CO2 e a Usolo foi maior no dia 276, com maior valor médio de 4,67 µmol m-2 s-1 e 31,75% em função das precipitações na área de estudo. Contrariamente os menores valor médios foram observados para PLA 19,17% e para a Tsolo 20,90 ºC. Os modelos de regressão linear utilizando somente a Usolo e a PLA explicaram 85% e 80%, respectivamente, da variabilidade temporal da FCO2, indicando que ao longo do tempo, a emissão de CO2 foi controlada pela variação do conteúdo de água e aeração do solo. Por outro lado, não foram encontrados modelos lineares ou quadráticos significativos (p>0,05) entre a FCO2 e a Tsolo. Os modelos ajustados para descrever a variabilidade espacial da FCO2, Tsolo, Usolo e PLA foram esféricos e exponenciais, sendo o modelo esférico predominante. Com exceção de alguns dias específicos, a partir dos mapas não foi possível a visualização de regiões características da área que indicassem um padrão de variabilidade espacial. Possivelmente o fato da amostragem ter sido conduzida em uma escala reduzida pode ter colaborado para um comportamento aleatório das variáveis no tempo. A variabilidade espaço-temporal da emissão de CO2, temperatura, umidade e a aeração do solo é afetada pelas precipitações na área de estudo, e pode ser dividida em três períodos: antes, durante e após as precipitações. Valores mais elevados da emissão de CO2 do solo são observados durante as precipitações e menores valores antes e pós-precipitações.

Soil CO2 emission (FCO2) in agricultural areas is a process that results of the interaction of different factors such as climate and soil conditions. In this sense, the aim of this study was to investigate the spatial and temporal variability of FCO2, soil temperature (Tsoil), soil moisture (Msoil) and air-filled pore space (AFPS) and their interactions in a sugarcane field reform. This study was conducted in a 90 × 90- m sampling grid with 100 points spaced at distances of 10 m; at these points, 10 measurements were performed over a period of 28 days. In order to measure the FCO2, it was used a LI-8100A. Along with the measurements of FCO2, Tsoil and Msoil were also measured. It was observed an increase of 78% in FCO2 due to the rainfall in the study area. The linear regression models using only Msoil and AFPS explained 85% and 80%, respectively, of the variability of FCO2, indicating that over the time, the emission of CO2 was controlled by varying the content of water and soil aeration. The adjusted models to describe the spatial variability of FCO2, Tsoil, Msoil and AFPS were spherical and exponential. However, the spherical model was more predominant. We did not identify spatial variability using the maps for some days. Probably this happened because we used the small scale. It can have collaborated for random behavior. The spatiotemporal variability of CO2 emission, temperature, moisture and air-filled pore space was affected by rainfall in the study area. We can divide this variability in three periods: before, during and after rainfall. The higher values of CO2 emissions was observed during rainfall and lower values before and after rainfall.