Tese

Biochar use in agriculture as a nature-based solution: factors influencing N2O emissions in tropical soils (2023)

• Authors:
  • Gabetto, Fernanda Palmeira
  • Carvalho, João Luis Nunes (Orientador)
• Autor USP: GABETTO, FERNANDA PALMEIRA - ESALQ
• Unidade: ESALQ
• Sigla do Departamento: LSO
• DOI: 10.11606/D.11.2023.tde-12092023-155305
• Subjects: BIOCARVÃO; CARBONO; EFEITO ESTUFA; GASES; GENES; NITROGÊNIO; SOLO TROPICAL
• Keywords: Grupos funcionais de superfície
• Agências de fomento:
  • Financiamento FAPESP
  • Financiamento CAPES
• Language: Inglês
• Abstract: A aplicação de biochar no solo tem ganhado atenção devido aos seus benefícios associados ao sequestro de carbono (C) do solo e à mitigação das emissões de óxido nitroso (N2O). Embora o efeito de redução da emissão de N2O em resposta ao uso de biochar tenha sido observado em diversos estudos, a explição da causa e efeito continua desafiadora. Além dessa lacuna no conhecimento, há uma escassez de dados obtidos em ambientes tropicais. Desta forma, este estudo foi desenvolvido para avaliar o efeito da aplicação de biochar nas emissões de N2O do solo em condições tropicais, e como diferentes fatores podem influenciar esta resposta. O primeiro experimento foi realizado para avaliar os efeitos da conversão da palha de cana-de- açúcar em biochar, comparando solos cobertos por palha com a aplicação de duas doses (5 e 10 Mg ha-1) de biochar de palha. Em adição, se buscou desvendar como o biochar pode afetar estas emissões por meio da quantificação de genes funcionais relacionados ao ciclo do N (AOA, AOB, nirK, nirS, nosZ). A aplicação de biochar no solo diminuiu as emissões de N2O em 73% em comparação com solos cobertos com palha. No entanto, esta redução foi relacionada ao aumento das emissões causado pela presença da palha, uma vez que a aplicação de biochar teve emissões semelhantes ao tratamento com uso de apenas fertilizante nitrogenado. As emissões de N2O sob cobertos com palha teve uma forte interação positiva com a abundância relativa de AOB, que pode ser fontesignificativa de N2O pela nitrificação em solos tropicais. No entanto, a aplicação de biochar nas doses 5 e 10 Mg ha-1 demonstrou ser insuficiente para a mitigação de N2O, portanto uma dose de 20 Mg ha-1 foi adotada no experimento seguinte. No segundo experimento, buscou-se determinar a influência de diferentes tipos de biochar produzidos a partir da palha (PB) e bagaço (BB) da cana-de-açúcar (Saccharum spp.), e resíduos de Pinus spp. (PB) e Eucalyptus spp. (EB). Para uma caracterização físico-química mais precisa, as amostras de foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios-X por energia dispersiva (EDS) e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS). Neste experimento, a capacidade do biochar em suprimir as emissões de N2O derivadas do uso de fertilizantes nitrogenados foi confirmada. Porém a magnitude dessa capacidade de mitigação variou com a biomassa da matéria-prima, onde SB, BB, PB, EB diminuiram as emissões de N2O do solo em 50, 35, 35 e 25%, respectivamente. Entre os tratamentos avaliados, apenas SB expressou uma maior capacidade de reduzir as emissões de N2O do que EB, que também apresentou uma maior proporção de grupos funcionais hidroxila/éter (CO) em sua superfície. Além disto, biochars produzidos de resíduos florestais apresentaram maiores teores de C em sua superfície, resultando em maiores níveis de C no solo. A aplicação de PB foi a melhor opção entre as biomassas florestais, pois reduziu asemissões de N2O do solo para níveis semelhantes a SB e BB, ao mesmo tempo em que promoveu maior aporte de C no solo. Com isto, o uso de biochar para aplicação no solo pode ser considerado uma relação ganha-ganha, uma vez que aumenta os estoques de C do solo enquanto diminui as emissões de N2O. No entanto, a magnitude dessa resposta sob condições tropicais depende da matéria prima utilizada e dose de aplicação do biochar. O presente trabalho contribui para elucidar os efeitos da aplicação de biochar no solo nas emissões de N2O em ambientes tropicais e fornece resultados à futuros projetos que visam incluir a prática como uma solução baseada na natureza
• Imprenta:
  • Publisher place: Piracicaba
  • Date published: 2023
• Data da defesa: 07.07.2023


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• ABNT

  GABETTO, Fernanda Palmeira. Biochar use in agriculture as a nature-based solution: factors influencing N2O emissions in tropical soils. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2023. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-12092023-155305/. Acesso em: 09 abr. 2026.

• APA

  Gabetto, F. P. (2023). Biochar use in agriculture as a nature-based solution: factors influencing N2O emissions in tropical soils (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-12092023-155305/

• NLM

  Gabetto FP. Biochar use in agriculture as a nature-based solution: factors influencing N2O emissions in tropical soils [Internet]. 2023 ;[citado 2026 abr. 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-12092023-155305/

• Vancouver

  Gabetto FP. Biochar use in agriculture as a nature-based solution: factors influencing N2O emissions in tropical soils [Internet]. 2023 ;[citado 2026 abr. 09 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-12092023-155305/

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