Valdirene Costa de Oliveira2, F. Yoko Ishida3, Elizabeth L. Belk4, Eric A. Davidson4, Tatiana de Abreu Sá5, Maria Regina Freire Möller5.

1 LBA-Eology, ND-02: Biogeochemical Cycles in Degraded Lands; 2Estudante de Mestrado da Universidade de Goettingen, Alemanha; 3 IPAM; 4 The Woods Research Center (WHRC); 5 Embrapa Amazônia Oriental.

IntroduçãoO sistema de agricultura de derruba- e - queima é característico na paisagem agrícola da região nordeste do Pará, mas, a pressão demográfica que vem aumentando nesta região coloca em risco a estabilidade deste sistema de uso da terra. Para aumentar a disponibilidade de nutrientes, em especial, o nitrogênio para a fase de cultivos agrícolas, as capoeiras foram enriquecidas com espécies fixadoras de N numa área de pequeno agricultor no município de Igarapé – Açu. Os objetivos deste estudo são verificar: (1) se o enriquecimento da capoeira leva a um efeito residual na disponibilidade de N para os microorganismos do solo, (2) se a presença de leguminosas fixadoras de N afetam as emissões dos gases N2O, NO, CO2 e CH4.

MetodologiaO trabalho foi realizado em propriedade de agricultura familiar, no município de Igarapé - Acú, onde as espécies Acacia mangium Willd. e Inga edulis Mart., foram plantadas para o enriquecimento de capoeira como atividade do Projeto Shift-Capoeira. Foram selecionadas três parcelas de cada espécie e três parcelas como controle. Os fluxos de NO e CO2 foram medidos utilizando-se os analisadores de gases (Fig. 1) para NO e IRGA (Li-Cor, LI - 6252, inc., Lincoln, NE, USA) para CO2, e os fluxos de N2O e CH4 através de amostras coletadas via seringas (Fig.2) e posteriormente analisadas em laboratório, em cromatografia gasosa. Foram medidos também o índice de disponibilidade de N no solo, bem como a taxa de nutrientes contidos no throughfall. A área foi enriquecida com as leguminosas, seguido de quase 3 anos de pousio e depois por um preparo de área sem queima, seguida de cultivo de Maize (Zea mays L.) e Cassava (Manioht esculenta Crantz) (Tabela1).

ATIVIDADES PERÍODO

Corte e queima Novembro-Dezembro 1995

Maize (Zea mays L.) Janeiro 1995

Espécies Leguminosas Junho 1995

Cassava (Manioht esculenta Crantz) Fevereiro 1995

Corte e trituração Dezembro 1997- Janeiro 1999

Cassava (Manioht esculenta Crantz) Colheita Junho 1999

Tabela 1: Histórico das atividades realizadas na área de estudo até o momento das

medições do fluxos de gases. History of agricultural practices in the study area when the trace gas studies began.

Fig 1: Aparelhos para as medições dos fluxos de NO e CO2 no campo.Apparatus for measuring fluxes of NO and CO2 in the field.

Fig. 2: Coleta de N2O e CH4 via seringas.Collecting syringe sample of gas for N2O e CH4 analyses.Resultados

O fluxo de CO2 aumentou quando iniciou o período chuvoso (janeiro 00), a parti dai o fluxo nos tratamentos com A. mangium e I. edulis diminuiram em relação ao Controle (Fig.3a). O aumento do fluxo de CO2 indica um aumento da respiração radicular bem como da atividade microbiana do solo.O fluxo de N2O e NO (Fig.3b e 3c) apresentaram um comportamento inverso no mês de fevereiro, período chuvoso. Os fluxos de CH4 podem ser vistos na figura 3d, valores positivos indicam as emissões do solo para a atmosféra e valores negativos indicam o consumo de CH 4 de atmosféra pelo solo. Embora os dados mostram algumas diferenças nos fluxos dos gases, eles apresentaram uma diferença não significativa estatisticamente.

The CO2 flux increased at the beginning of the rainy season (January 2000), when the fluxes from the treatments were less than from the control. The increase in CO2 flux indicates an increase in root and microbial activity during the rainy season. The flux of N2O and NO (Fig.3b and 3c) showed the opposite trends in the rainy season month of February. The fluxes of CH4 are shown in Fig. 3d, where positive values indicate emissions from the soil to the atmosphere and negative values indicate consumption of atmospheric CH4 by the soils. Although the data show some differences in fluxes, the differences are not statistically significant.

a

0.00.10.20.30.40.50.60.7

Apr-99 Jul-99 Jan-00 Fev 00 Mar 00

CO

2 (g

m-2

h-1

)

Control

A. mangium

I.edulis

b

0

1

2

3

4

5

Apr-99 Jul-99 Nov-99 Dec 99 Jan-00 Fev 00 Mar 00

N2O

(n

g-N

cm

-2 h

-1)

Control

A,mangium

I. edulis

c

0

1

2

3

4

5

Apr-99 Jul-99 Jan-00 Fev 00 Mar 00

NO

(n

g-N

cm

-2 h

-1)

Control

A. mangium

I.edulis

d

-2

-1

0

1

2

Apr-99 Jul-99 Nov-99 Dec 99 Jan-00 Fev 00 Mar 00

CH

4 (

mg

m-2

d-1

)

Control

A. mangium

I.edulis

Fig. 3: Fluxo superficial de (a) CO2, (b) N2O, (c) NO e (d) CH4 em capoeira enriquecida no nordeste do Pará-Brasil. As médias e os erros padrões são de 12 medições por tratamento.Fluxes of (a) CO2, (b) N2O, (c) NO and (d) CH4 in enriched fallows of northeastern Pará-Brazil. The means and standard errors are of 12 measurements per treatment.

Emissões de gases - traço em capoeiraenriquecida no nordeste do Pará – Brasil1

ConclusãoEm termos gerais os dados mostram que a prática de enriquecimento de capoeira com espécies que fixam N não afetam as emissões dos gases N2O, NO, CO2 e CH4.

Generally, the data show that the practice of enrichment of fallows with N fixing trees does not appear to affect gaseous emissions of N2O, NO, CO2 e CH4. We intend to continue to measure these gaseous emissions as the resprouting N fixing trees in this young fallow grow during the next two years.

The system of cut and burn agriculture is common in northeastern Pará, but increasing demographic pressures are putting at risk the stability of this land use system. To increase nutrient availability, especially nitrogen, the fallow phase of these fields has been enriched with nitrogen fixing tree species in an area of small farmers in the municipality of Igarapé Açu. The objectives of this study are to verify: (1) if the fallow enrichment provides a residual effect on the availability of N for soil microorganisms, and (2) if the presence of N-fixing species affects the emissions of the gases N2O, NO, CO2 e CH4 from the soil.

This work was conducted on a family farm in the municipality of Igarapé Açu, where the species Acacia mangium Willd. e Inga edulis Mart were planted by the SHIFT project to enrich the fallow fields. Three plots were selected for each species planted and 3 plots for controls. Fluxes of NO and CO2 were made with Scintrex and LiCor

analyzers, respectively. Syringe samples were collected for later analyses in the laboratory by gas chromatography for N2O e CH4. We are also measuring indices of N availability in the soils and rates of nutrient leaching in throughfall. The area was enriched with legumes during about 3 years of fallow, then it was prepared without burning, and then planted in maize and cassava. This study began after the last cassava harvest.