ABSTRACT: The use of crop residues as a bioenergy feedstock is considered a potential strategy to mitigate greenhouse gas (GHG) emissions. However, indiscriminate harvesting of crop residues can induce deleterious effects on soil functioning, plant growth and other ecosystem services. Here, we have summarized the information available in the literature to identify and discuss the main trade-offs and synergisms involved in crop residue management for bioenergy production. The data consistently showed that crop residue harvest and the consequent lower input of organic matter into the soil led to C storage depletions over time, reducing cycling, supply and availability of soil nutrients, directly affecting the soil biota. Although the biota regulates key functions in the soil, crop residue can also cause proliferation of some important agricultural pests. In addition, crop residues act as physical barriers that protect the soil against raindrop impact and temperature variations. Therefore, intensive crop residue harvest can cause soil structure degradation, leading to soil compaction and increased risks of erosion. With regard to GHG emissions, there is no consensus about the potential impact of management of crop residue harvest. In general, residue harvest decreases CO2 and N2O emissions from the decomposition process, but it has no significant effect on CH4 emissions. Plant growth responses to soil and microclimate changes due to crop residue harvest are site and crop specific. Adoption of the best management practices can mitigate the adverse impacts of crop residue harvest. Longterm experiments within strategic production regions are essential to understand and monitor the impact of integrated agricultural systems and propose customized solutions for sustainable crop residue management in each region or landscape. Furthermore, private and public investments/cooperations are necessary for a better understanding of the potential environmental, economic and social implications of crop residue use for bioenergy production.

Abstract Land use changes strongly impact soil functions, particularly microbial biomass diversity and activity. We hypothesized that the catabolic respiration response of the microbial biomass would differ depending on land use and that these differences would be consistent at the landscape scale. In the present study, we analyzed the catabolic response profile of the soil microbial biomass through substrate-induced respiration in different land uses over a wide geographical range in Mato Grosso and Rondônia state (Southwest Amazon region). We analyzed the differences among native areas, pastures and crop areas and within each land use and examined only native areas (Forest, Dense Cerrado and Cerrado), pastures (Nominal, Degraded and Improved) and crop areas (Perennial, No-Tillage, Conventional Tillage). The metabolic profile of the microbial biomass was accessed using substrate-induced respiration. Pasture soils showed significant responses to amino acids and carboxylic acids, whereas native areas showed higher responses to malonic acid, malic acid and succinic acid. Within each land use category, the catabolic responses showed similar patterns in both large general comparisons (native area, pasture and crop areas) and more specific comparisons (biomes, pastures and crop types). The results showed that the catabolic responses of the microbial biomass are highly correlated with land use, independent of soil type or climate. The substrate induced respiration approach is useful to discriminate microbial communities, even on a large scale.

RESUMO A demanda crescente de alimentos gera problemas ambientais, principalmente devido à remoção das coberturas vegetais nativas para a expansão da agricultura no Brasil. Essas alterações no uso da terra acarretam mudanças na dinâmica da matéria orgânica do solo. Os micro-organismos representam a maior diversidade biológica e fisiológica do solo, além de serem responsáveis por mais de 95% dos processos de decomposição e ciclagem de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi verificar se há diferenciação dos padrões de atividade da biomassa microbiana dos solos sob as diferentes vegetações naturais, pastagens em uso e sistemas agrícolas recém-implantados. A área de abrangência desta pesquisa corresponde aos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Foi realizada a análise de variável canônica de atributos físicos, químicos e microbiológicos de cada ecorregião e uso da terra, buscando evidenciar os padrões e as variáveis que os diferenciam. As áreas nativas apresentaram padrões distintos na dinâmica dos atributos microbiológicos relacionados principalmente à quantidade de serapilheira em cada bioma estudado. Em relação às áreas antropizadas, observaram-se resultados similares entre pastagens e áreas nativas, significativamente diferentes dos resultados obtidos em áreas agrícolas, que, devido à diferença de manejo e diversidade de culturas analisadas, apresentaram uma grande variabilidade no seu resultado final. Os resultados obtidos mostram que os atributos microbiológicos devem ser utilizados como indicadores de mudança de uso da terra quando associados a fatores químicos e físicos do solo.

ABSTRACT The increasing demand for food creates environmental problems, mainly due to the removal of native vegetation cover for agriculture expansion in Brazil. These changes in land use lead to changes in the soil organic matter dynamics. Microorganisms represent the most biological and physiological diversity in soil, as well as are responsible for more than 95% of the decomposition and nutrient cycling processes. The objective in this research was to check if there is difference of patterns in activity of soil microbial biomass under varied natural vegetation, pastures in use and agricultural systems recently established. The area covered by this study corresponds to the states of Rondônia and Mato Grosso. Canonical variate analysis was used in physical, chemical and microbiological factors in each ecoregion and land use, looking for patterns and variables that can differentiate them. The native areas showed distinct patterns in the dynamics of microbiological attributes mainly related to the amount of litter in each biome studied. For the disturbed areas, there were similar results between pastures and native areas, significantly different from the results obtained in agricultural areas, which, due to differences in management and kind of cultures analyzed, showed a great variability in the final result. The results support the recommendation for use of microbiological attributes as indicators of land use change, combined with chemical and physical factors of the soil.

RESUMO: A maior produção brasileira de mamona (Ricinus communis L.) se concentra na caatinga do estado da Bahia, onde a mudança do uso da terra para o seu cultivo tem sido considerada uma estratégia de recuperação de áreas degradadas. No entanto, alterações no solo nativo proporcionam impactos ambientais, como emissões de gases de efeito estufa (GEE). Presume-se que elevadas emissões de GEE sejam provenientes da mudança do uso da terra para o cultivo de mamona e que os subprodutos dessa oleaginosa também participam dessas emissões. O objetivo deste trabalho foi realizar o inventário das emissões de GEE decorrentes do cultivo da mamona e seus subprodutos. Foi realizado um estudo na Fazenda Floresta, no município de Irecê (BA), onde foram avaliadas: a mudança no estoque de carbono (C) no solo cultivado com mamona e na floresta nativa local; a quantidade de folhas senescentes e fitomassa epígea; e as emissões de GEE provenientes dos subprodutos da produção agrícola de mamona. Os resultados mostraram que a soma das folhas senescentes e fitomassa epígea obtida pela poda da mamona é superior a 1,6 Mg ha-1ano-1 e o uso da torta de mamona no solo apresentou emissões de N2O próximas a 600 µg m-2. As emissões provenientes do uso do biodiesel de óleo de rícino representaram menos de 10% das emissões. A mudança de uso da terra foi responsável pelas elevadas emissões de GEE, representando 87% do total em CO2eq. Em comparação às emissões estimadas para o etanol de cana-de-açúcar, o biodiesel de mamona apresentou emissões 32% inferiores.

ABSTRACT: The largest production of castor bean (Ricinus communis L.) focuses on Bahia savanna, where the change of land use to their cultivation has been considered a strategy of degraded areas recovery. However, changes in the native soil can arise environmental impacts as greenhouse gases (GHG) emissions. We have assumed that higher GHG emissions come from a change of land use for castor bean cultivation and their sub-products contribute to GHG emissions. The objective of this study was to make the inventory of the emission of GHG resulting from the castor bean cultivation and their sub-products. It was done a study in the municipality of Irecê-BA and were evaluated: changes in carbon (C) soil stocks in cultivated areas with castor bean and Local native forest; a number of senescent leaves and the biomass produced epigeal; GHG emissions from the sub- products of castor bean. The results showed that the sum of senescent leaves and epigeal biomass obtained by castor bean pruning is more than 1.6 Mg ha-1ano-1 and the castor bean residues used in this soil presented N2O emissions close to 600 µg m-2. The emissions from the use of castor oil biodiesel represented less than 10% of the emissions. The change in land use handled high emissions of greenhouse gases, accounting for 87% of the total in CO2eq. Compared to emissions estimated for sugarcane ethanol, castor biodiesel showed emissions 32% lower.

Strategies to mitigate climate change through the use of biofuels (such as ethanol) are associated not only to the increase in the amount of C stored in soils but also to the reduction of GHG emissions to the atmosphere.This report mainly aimed to propose appropriate methodologies for the determinations of soil organic carbon stocks and greenhouse gas fluxes in agricultural phase of the sugarcane production. Therefore, the text is a piece of contribution that may help to obtain data not only on soil carbon stocks but also on greenhouse gas emissions in order to provide an accurate life cycle assessment for the ethanol. Given that the greenhouse gas value is the primary measure of biofuel product quality, biorefiners that can show a higher offset of their product will have an advantage in the market place.

Grande parte da produção brasileira de mamona encontra-se no Nordeste, como opção de cultura para a região semiárida no bioma Caatinga. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações nos estoques de C e N devido à mudança de uso do solo de vegetação natural para o cultivo de mamona no bioma Caatinga. Este trabalho foi realizado na Fazenda Floresta, no município de Irecê, no centro-norte baiano. O clima da região é do tipo BSwh (Köppen) - clima semiárido de altitude. O solo foi classificado em Latossolo Vermelho de textura argilosa. As situações avaliadas foram: três áreas cultivadas com mamona com diferentes tempos de implantação: (i) com 10 anos, (ii) com 20 anos e (iii) com 50 anos; e uma área de referência (vegetação nativa de Caatinga) contígua às situações avaliadas. Os estoques de C e N foram determinados em amostras de solo coletadas em cinco minitrincheiras, nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Os resultados mostraram que o constante aporte de resíduos vegetais na Caatinga promoveu a manutenção dos estoques de C (90 Mg ha-1) e N (10 Mg ha-1) para a camada de 0-30 cm. A mudança de uso da terra para o cultivo da mamona ocasiona redução em aproximadamente 50 % nos estoques de C e N do solo em relação à vegetação nativa nos primeiros 10 anos de implantação da cultura. A meia-vida da matéria orgânica do solo (MOS) calculada para essa situação na região do semiárido foi de 4,7 anos. O fator de emissão de C do solo, devido à mudança de uso da terra após 20 anos, conforme proposto pelo método do IPCC (2006), foi de 2,47 Mg C ano-1. Por meio do conjunto dos resultados, observa-se a fragilidade do solo do bioma Caatinga no que se refere à perda de MOS devido à mudança de uso da terra.

Much of the Brazilian castor bean (Ricinus communis L.) production is concentrated in the semi-arid region (Caatinga biome) of the Northeast, as an alternative crop. The purpose of this study was to evaluate changes in C and N pools due to land use change in the Caatinga biome by castor bean production. The study was conducted on the Fazenda Floresta in the municipality of Irecê (Mid -North region of Bahia, Brazil). The climate is type BSwh (Koppen) - Semi-arid climate. The soil was classified as clayey Oxisol. Three areas under castor bean were evaluated after different cultivation periods i) after 10 years; ii) after 20 years, and iii) after 50 years, and a reference area (native vegetation of the Caatinga) compared with the above situations. C and N stocks were determined in soil samples with five replications (layers 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm). The results showed that the constant plant residue input in the native vegetation ensured the maintenance of the C stocks (90 Mg ha-1) and N stocks (10 Mg ha-1). The land use change to castor bean production resulted in a reduction of about 50% in soil C and N stocks compared to Caatinga, in the first 10 years of crop establishment. The half-life of SOM of the semi-arid region was 4.7 yr. The C emission factor from soil, due to land use change after 20 years as proposed by the IPCC methodology was 2.47 Mg C yr-1. The results show the fragility of the soil in the Caatinga biome due to SOM loss caused by land use changes.

O conhecimento da dinâmica do N no solo pode facilitar na decisão da rotação de culturas empregada e aplicação de fertilizante para as culturas. O objetivo deste estudo foi avaliar os estoques de N, o N-inorgânico, a mineralização do N e a desnitrificação sob sistema plantio direto (SPD). O experimento foi desenvolvido na Fazenda Santa Branca em Tibagi (PR), em Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa, no período de setembro de 2000 a outubro de 2001. Os tratamentos dispostos em faixas não casualisadas com parcelas subdivididas foram: plantio direto por 12 e 22 anos com as sucessões milho/trigo (M/T) e soja/trigo (S/T). As quantidades de N-inorgânico e a mineralização e nitrificação líquidas foram maiores no SPD com 22 anos que no SPD 12 anos. A sucessão de culturas empregada não influenciou a mineralização líquida e a nitrificação líquida. As emissões de N2O foram 25% superiores na sucessão M/T em relação a S/T. O tempo de SPD aumentou o estoque de N no solo, assim como as quantidades de N-inorgânico e a mineralização e nitrificação, contudo, não foram observados maiores emissões de óxido nitroso.

The knowledge of N dynamics in soil can facilitate the decision about crop rotation and the fertilizer application to the crops. The objective of this study was to quantify the soil N-stocks, inorganic-N and changes in the net mineralization and denitrification in a soil under no-tillage (NT). The experiment was set up at Santa Branca Farm in Tibagi (Paraná State , Brazil), on a clayey Oxisoil (Typic Hapludox) and was carried out from September 2000 to October 2001. The treatments were applied in non-random strips with split plots: no-tillage during 12 and 22 years with corn/wheat and soybean/wheat succession. Quantity of inorganic-N and the net mineralization and nitrification were higher under 22-years of adoption in relation to the 12-year-old NT. The crop succession used did not affect the average net mineralization and net nitrification. The N2O emissions were 25% higher in corn/wheat crop succession in relation to the soybean/wheat. Increasing time of no-tillage adoption increased the soil N stock, inorganic-N and net mineralization in the soil, but the different years of adoption of NT did not lead to changes in N2O emissions.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os estoques de C e N do solo e os teores destes elementos na fração leve livre (FLL) da matéria orgânica (MOS) de um Neossolo Quartzarênico, sob diferentes usos agrícolas, no Cerrado. Foram selecionadas cinco áreas para avaliação: cerrado nativo; duas áreas com plantio convencional de soja; uma área ocupada anteriormente com pastagem e convertida em plantio direto de soja; e uma área com pastagem de baixa produtividade. Amostras de solo foram coletadas das camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade, para determinação dos estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) totais do solo. Os teores destes elementos na FLL foram determinados nas profundidades 0-5 e 5-10 cm. Em comparação à área sob cerrado, foi observado aumento nos estoques de C total do solo nas áreas de soja com até cinco anos de implantação. Houve redução das quantidades de FLL e dos teores de C à profundidade 0-5 cm, nas áreas com plantio de soja e pastagem. Considerando-se o baixo aporte natural de C e N no Neossolo Quartzarênico avaliado, é necessária a adoção de sistemas agrícolas que promovam aporte adequado de resíduos para a manutenção ou incremento da matéria orgânica do solo.

The objective of this work was to evaluate C and N stocks in the soil and their contents in the free light fraction (FLL) of the soil organic matter (MOS), in a Typic Quartzipsamment under different land-use in Cerrado. Five areas were selected for evaluation: native cerrado; two areas with soybean under conventional tillage; one area formerly under pasture and afterwards cultivated with soybean under no-tillage; and one area under pasture with low productivity. Soil samples were collected from 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30-cm depth layers to determine total C and N stocks of the soil. Contents of C and N in the FLL were determined at 0-5 and 5-10-cm depth. An increase was observed in the total C stocks in soybean areas implemented until five years, in comparison to the native cerrado area. There was a reduction in the amount of FLL and C content at 0-5 cm depth, in areas with soybean and pasture. Considering the low C and N natural input onto the Typic Quartzipsamment, the adoption of agricultural systems that can promote an adequate supply of residues is necessary for maintaining or increasing the soil organic matter.

As pastagens consistem no principal uso da terra na Amazônia. Com o tempo de utilização do pasto, a gramínea perde o vigor e reduz a produtividade, caracterizando algum estado de degradação. Entre as principais causas de degradação estão a falta de manutenção do pasto e consequente infestação de plantas invasoras, a escolha de espécies forrageiras inadequadas à região e o pastejo excessivo. O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar o impacto de diferentes manejos de recuperação sobre os atributos químicos do solo e a produtividade da gramínea numa pastagem degradada em Rondônia. Para atingir esse objetivo, foi instalado, em outubro de 2001, um experimento composto de 5 tratamentos: T = testemunha (controle); G = gradagem + NPK + micronutrientes; H = herbicida + NK + micronutrientes; A = plantio direto de arroz + NPK + micronutrientes; e S = Plantio direto de soja + PK+ micronutrientes. As seguintes fontes de N, P e K foram utilizadas: sulfato de amônio para N, termofosfato para o P e cloreto de potássio para o K. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. A produção de matéria seca da parte área da gramínea foi analisada a partir do trigésimo quinto mês de experimentação, englobando um período seco e outro úmido. A adubação fosfatada propiciou incrementos significativos de Ca2+ e Mg2+ e tendência de aumento de P na camada superficial do solo nos primeiros meses de condução do experimento nos tratamentos G e S e incrementos de Ca2+ e P (tendência) no tratamento A. A produtividade acumulada de Brachiaria brizantha, obtida entre os meses de set/2004 e mar/2005, foi de 30.025, 28.267 e 27.735 kg ha-1 de matéria seca da parte aérea, nos tratamentos G, A e S, respectivamente, as quais diferiram significativamente dos tratamentos T e H: 17.040 e 17.057 kg ha-1, respectivamente. Concluiu-se que a adubação fosfatada, associada à reforma da pastagem, foi efetiva no incremento de produção da matéria seca de Brachiaria brizantha. O plantio direto do arroz ou da soja é aconselhável como prática de reforma de pastagens, por propiciar o efeito residual da adubação.

Pasture is the main form of land use in Amazonia. Over time the pasture grass loses vigor and yields decrease, indicating a certain degree of degeneration. The main causes of degradation are lack of pasture maintenance and subsequent weed infestation, the choice of regionally unsuitable forage species and excessive grazing. The main purpose of this study was to evaluate the impact of different recovery managements on soil chemical properties and grass yield of a degraded pasture in Rondônia. For this purpose, an experiment was installed in October 2001, consisting of five treatments: C = control; HA = harrowing + NPK + micronutrients; HE = Herbicide + NK + micronutrients; R = No-tillage rice + NPK + micronutrients; and S = No-tillage soybean + PK + micronutrients. The following N, P and K sources were used: ammonium sulfate for N, calcined phosphate for P and potassium chloride for K. The experiment was arranged in a randomized block design with four replications. The shoot dry matter yield of the grass was analyzed as of the 35th month of experimentation, in a dry and a rainy period. Phosphorus fertilization resulted in significant increases in Ca2+ and Mg2+ and increasing trend of P in the topsoil in the initial months of the experiment in treatments HA and S and increases in Ca2+ and P (trend) in the treatment R. The cumulative production of Brachiaria brizantha, from Sep/2004 to Mar/2005, was 30,025, 28,267 and 27,735 kg ha-1 shoot dry matter in the treatments HA, R and S, respectively. These values differed significantly from treatments C and HE, with 17,040 and 17,057 kg ha-1, respectively. It was concluded that phosphorus fertilization associated to pasture reform was effective to raise the dry matter yield of Brachiaria brizantha. Rice or soybean under no-tillage is recommended as a practice of pasture recovery, due to the residual effect of fertilization.

Inventários nacionais acerca de emissões de gases do efeito estufa (GEE) (refinamentos das Comunicações Nacionais) são organizadas de acordo com cinco principais setores, a saber: Energia, Processos Industriais, Agropecuária, Mudanças do Uso da Terra e Florestas e Tratamento de Resíduos. O objetivo dessa revisão foi calcular o potencial das estratégias de mitigação de GEE no Brasil para agropecuária e mudança de uso da terra e florestas. A primeira etapa consistiu na análise de documentos oficiais e não-oficiais do Brasil relacionados a mudanças climáticas e políticas de mitigação. O cenário atual, sem adoção de ações mitigadoras (BAU), e os cenários de mitigação foram elaborados para o período 2010-2020. Efetuaram-se os cálculos associados às emissões e remoções de GEE. Adicionalmente, duas estratégias foram utilizadas para destacar e quantificar as principais opções de mitigação: a) seguindo metodologia do IPCC 1996 e b) baseando-se no EX-ACT. Autoridades brasileiras anunciaram que o país buscará reduzir sua taxa de emissão de GEE em 36.1 a 38.9% em relação a 2020. Este é um posicionamento positivo que deve ser adotado por outros países em desenvolvimento. Para alcançar essa meta governamental, os setores agricultura e pecuária devem contribuir reduzindo a emissão em 133 a 166 Mt CO2-eq. Tal redução parece ser atingível quando confrontada com os valores do presente trabalho sobre opções de mitigação os quais estão entre 178,3 e 445 Mt CO2-eq. Investimentos governamentais nos setores agrícola, pecuária e silvicultura são necessários para minimizar os esforços para atingir as metas de redução de emissão pelos outros setores do país.

National inventories of anthropogenic greenhouse gas (GHG) emissions (implementation of the National Communications) are organized according to five main sectors, namely: Energy, Industrial Processes, Agriculture, Land-Use Change and Forestry (LUCF) and Waste. The objective of this study was to review and calculate the potential of greenhouse gas mitigation strategies in Brazil for the Agricultural and LUCF. The first step consisted in an analysis of Brazilian official and unofficial documents related to climate change and mitigation policies. Secondly, business as usual (BAU) and mitigation scenarios were elaborated for the 2010-2020 timeframe, and calculations of the corresponding associated GHG emissions and removals were performed. Additionally, two complementary approaches were used to point out and quantify the main mitigation options: a) following the IPCC 1996 guidelines and b) based on EX-ACT. Brazilian authorities announced that the country will target a reduction in its GHG between 36.1 and 38.9% from projected 2020 levels. This is a positive stand that should also be adopted by other developing countries. To reach this government goal, agriculture and livestock sectors must contribute with an emission reduction of 133 to 166 Mt CO2-eq. This seems to be reachable when confronted to our mitigation option values, which are in between the range of 178.3 to 445 Mt CO2-eq. Government investments on agriculture are necessary to minimize the efforts from the sectors to reach their targets.

Os resultados referentes ao período de 1990-1994 apresentados na Comunicação Nacional brasileira indicam que o país é um dos maiores emissores de gases do efeito estufa (GEE) do mundo. O documento também estabelece que a maior parte da emissão de GEE advém do desmatamento, principalmente do bioma Amazônia, para dar lugar á agricultura e pecuária. Este único inventário está agora ultrapassado. Os objetivos desta revisão foram: (i) atualizar a estimativa da emissão de GEE para o território brasileiro; (ii) estimar a possível fixação de C que permita calcular a emissão líquida de GEE para o período de 1990-2005; (iii) calcular a contribuição efetiva e compartilhada das atividades agrícolas e pecuárias; e (iv) discutir sob a luz dos novos conhecimentos as melhores opções de mitigação para o Brasil. A emissão total de GEE em equivalente em CO2 aumentou em 17% durante o período de 1994-2005. O CO2 foi responsável por 72,3% do total, ou seja, houve uma pequena diminuição em relação aos outros GEE, uma vez que em 1994 sua participação foi de 74,1%. O aumento de todas as fontes dos GEE, excluída mudança do uso da terra e reflorestamento, foi de 41,3% durante o período de 1994-2005. Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) - World Resources Institute (WRI) estimaram um crescimento maior (48,9%), que classifica o Brasil na 69ª posição no ranking mundial de emissores. Utilizando as estimativas deste estudo, o Brasil ocuparia a 78ª posição. Em ambos os casos, porém, o Brasil claramente aumentou suas emissões num ritmo menor do que os que foram calculados para a China e Índia, dois dos maiores emissores, com aumentos de respectivamente 88,8 e 62,1%. O Brasil reduziu suas emissões em taxa maior do que alguns países do Anexo I, sujeitos a uma quota de redução. É o caso da Espanha e a Nova Zelândia que aumentaram em 55,6% e 45,8% suas emissões. O Brasil também está abaixo da média de aumento apresentado pelos países que não são do Anexo I, o qual foi estimado em 61,3%. No entanto, está acima da média global que foi de 28,1%. Além de trabalhar pela redução das emissões dos setores de energia e desmatamento, o Brasil deve agora ter como meta prioritária a implantação de um programa nacional de incentivo ás mitigações nos setores agrícola e pecuário. Tais opções de mitigação não deverão se concentrar somente na redução das emissões, mas também favorecer a fixação de carbono. Tal programa seria de fácil implementação, pois diversas estratégias de mitigação já provaram ser eficientes, fáceis de adotar e economicamente viáveis.

Data from the 1990-1994 period presented in the "Brazil's Initial National Communication" document indicated that the country is one of the top world greenhouse gas (GHG) emitters. A large majority of Brazil's GHG emissions come from deforestation mainly of the Amazon biome for agriculture and livestock land uses. This unique inventory is now out of date. Thus, the aims of this review were (i) to update estimates of the GHG emissions for the Brazilian territory, (ii) to estimate the sinks to provide calculations of the GHG net emissions for the 1990-2005 period, (iii) to calculate the actual and estimate shares of agricultural and livestock activities, and (iv) to discuss in light of the new figures and patterns the best mitigation options for Brazil. Total emissions in CO2-eq increased by 17% during the 1994-2005 period. CO2 represented 72.3% of the total, i.e. a small decrease, in favour of non-CO2 GHG, in relation to 1994 when its share was 74.1%. The increase of all GHG excluding Land Use Change and Forestry (LUCF) was 41.3% over the period 1994-2005. Climate Analysis Indicators Tool (CAIT) - World Resources Institute (WRI) estimated a higher increase (48.9%) that classified Brazil at the 69th position. Using our estimates Brazil will fall to the 78th position. But in both cases Brazil increased in clearly lower values than the tendency calculated for China and India, two major emitters, with increases of 88.8% and 62.1%, respectively. Brazil's increase is less than those presented for some countries in Annex 1 that are submitted to a quota of reduction, e.g. Spain with 55.6% of increase and New Zealand with 45.8%. Brazil also is below the average increase shown by non-Annex I countries, estimated to be 61.3%, but above the world average (28.1%). Besides the effort to curb emissions from the energy and deforestation sectors, it is now a top priority to implement a national program to promote mitigation efforts concerning the agricultural and livestock sectors. These mitigation options should not be only focused on emission reductions, but also prone enhancement of the carbon sink. Such a program would be easy to be implemented, because several mitigation strategies have already proven to be efficient, simple to adopt and economically viable.

Os solos da floresta tropical amazônica supostamente abrigam elevada biodiversidade microbiana. Entretanto, as ações antrópicas de corte e queima, especialmente para o estabelecimento de pastagens, induzem mudanças profundas nos ciclos biogeoquímicos. Após alguns anos de uso, a produtividade da gramínea declina, a pastagem é abandonada, tornando-se uma vegetação secundária, denominada "capoeira" ou pousio. O objetivo deste trabalho foi avaliar como o desmatamento da floresta amazônica para o estabelecimento de pastagem altera: a diversidade do domínio Bacteria avaliada por PCR-DGGE; a biomassa microbiana e alguns atributos químicos do solo (pH, umidade, P, K, Ca, Mg, Al, H + Al e SB); e a influência de variáveis ambientais na estrutura genética de comunidades bacterianas. A pastagem continha entre 30 e 42 % mais carbono total (C) do que a capoeira e aproximadamente 47 % mais C do que a floresta ao longo do ano. O mesmo padrão foi observado para o nitrogênio total (N). A biomassa microbiana na pastagem foi 38 e 26 % maior do que nas áreas de capoeira e floresta, respectivamente, durante a estação chuvosa. O padrão de bandas em DGGE revelou menor número de bandas por área na estação seca, porém as diferenças na estrutura de comunidades bacterianas entre as áreas de estudo foram mais bem definidas do que na estação chuvosa. O perfil de bandas encontrado na floresta esteve mais associado ao teor de Al e às taxas Cmic:Ctot e Nmic:Ntot. Em relação às áreas de pastagem e capoeira, a estrutura do domínio Bacteria esteve mais associada a pH, soma de bases, umidade, C e N totais e à biomassa microbiana. De modo geral, a biomassa microbiana em solos é influenciada pelos teores de C e N totais, os quais estiveram associados ao domínio Bacteria, visto que a comunidade bacteriana é uma fração componente e ativa da biomassa microbiana. Os resultados indicam que a composição genética das comunidades microbianas dos solos da Amazônia mudou ao longo da sequência floresta-pastagem-capoeira.

It is well-known that Amazon tropical forest soils contain high microbial biodiversity. However, anthropogenic actions of slash and burn, mainly for pasture establishment, induce profound changes in the well-balanced biogeochemical cycles. After a few years the grass yield usually declines, the pasture is abandoned and is transformed into a secondary vegetation called "capoeira" or fallow. The aim of this study was to examine how the clearing of Amazon rainforest for pasture affects: (1) the diversity of the Bacteria domain evaluated by Polymerase Chain Reaction and Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR-DGGE), (2) microbial biomass and some soil chemical properties (pH, moisture, P, K, Ca, Mg, Al, H + Al, and BS), and (3) the influence of environmental variables on the genetic structure of bacterial community. In the pasture soil, total carbon (C) was between 30 to 42 % higher than in the fallow, and almost 47 % higher than in the forest soil over a year. The same pattern was observed for N. Microbial biomass in the pasture was about 38 and 26 % higher than at fallow and forest sites, respectively, in the rainy season. DGGE profiling revealed a lower number of bands per area in the dry season, but differences in the structure of bacterial communities among sites were better defined than in the wet season. The bacterial DNA fingerprints in the forest were stronger related to Al content and the Cmic:Ctot and Nmic:Ntot ratios. For pasture and fallow sites, the structure of the Bacteria domain was more associated with pH, sum of bases, moisture, total C and N and the microbial biomass. In general microbial biomass in the soils was influenced by total C and N, which were associated with the Bacteria domain, since the bacterial community is a component and active fraction of the microbial biomass. Results show that the genetic composition of bacterial communities in Amazonian soils changed along the sequence forest-pasture-fallow.

A atividade agrícola pode alterar a quantidade e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS), resultando em emissões de dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso (N2O) do solo para a atmosfera. O sistema plantio direto (SPD) com a utilização de leguminosas em sistemas de rotação é uma estratégia que deve ser considerada tanto para o aumento da quantidade de MOS como para seu efeito na redução das emissões dos gases de efeito estufa. Com o objetivo de determinar os fluxos de gases do efeito estufa (CO2 e N2O) do solo, um experimento foi instalado em Tibagi (PR), em um Latossolo Vermelho distroférrico textura argilosa. Os tratamentos, dispostos em faixas não casualizadas com parcelas subdivididas, foram: sistema plantio direto por 12 anos com sucessões milho/trigo e soja/trigo (PD12 M/T e PD12 S/T, respectivamente) e por 22 anos (PD22 M/T e PD22 S/T, respectivamente). As emissões de CO2 do solo foram aproximadamente 20 % mais elevadas no PD22 em relação ao PD12. As emissões de CO2 apresentaram correlação significativa (R² = 0,85; p < 0,05) com a temperatura do solo, com emissões médias 40 % menores, registradas nos meses com temperaturas mais baixas. As emissões mais elevadas de N2O foram observadas após a colheita das culturas de verão, sobretudo na sucessão milho/trigo, em relação à sucessão soja/trigo. As emissões de N2O foram aproximadamente 25 % maiores após aplicação do fertilizante nitrogenado na cultura do trigo nas duas sucessões e apresentaram correlação significativa (R² = 0,88; p < 0,01) com o grau de saturação de água no solo (Sr %).

The agricultural activity can change the quantity and quality of soil organic matter (SOM), resulting in CO2 and N2O emissions from the soil. No-tillage (NT) with legume species in crop rotation is a strategy that should be considered not only to increase the SOM quantity, but also to reduce greenhouse gas emissions. The objective of this study was to determine the soil-atmosphere gas emissions with greenhouse effect (CO2 and N2O). For this purpose, an experiment was installed in Tibagi (Paraná State, Brazil), on a clayey Oxisol (Typic Hapludox). The treatments were conducted in non-random strips with subdivided plots: no-tillage crop successions corn/wheat and soybean/wheat (NT12 M/T and NT12 S/T, respectively) for 12 years and no-tillage (NT22 M/T and NT22 S/T, respectively) for 22 years. The CO2 soil emissions were nearly 20 % higher in NT22 than in NT12. The CO2 emissions were significantly correlated (R² = 0.85; p < 0.05) with soil temperature, with 40 % lower mean emissions in the months of minimal soil temperatures. Highest N2O emissions were observed after the summer crop harvest, mainly in corn/wheat compared to soybean/wheat succession. N2O emissions were approximately 25 % higher after N-fertilizer application to wheat in both crop successions, and were significantly correlated (R² = 0.88; p < 0.01) with soil water-filled pore space (Sr %).

Mudanças de uso da terra e práticas de manejo modificam a dinâmica do C e a fertilidade do solo. Este estudo avaliou as implicações dos sistemas de cultivo (NT e CT) nos estoques de C e de nutrientes e identificou inter-relações entre estes estoques e outros atributos da fertilidade do solo em Latossolo após a mudança do uso da terra no cerrado amazônico. Os estoques de C e de nutrientes (P, K, Ca e Mg) ajustados pela massa equivalente do solo sob cerrado (CE), foram maiores principalmente sob NT. Após a adoção do NT, exceto em 2NT, os estoques de C foram maiores em relação às demais áreas avaliadas. Correlações entre estoques de C e de nutrientes revelaram algumas correlações positivas com Ca e Mg nas áreas sob NT, devido ao uso continuo de calcário, à maior quantidade de resíduos culturais e ao não revolvimento do solo, associado à correlações positivas com CTC, saturação por bases e pH. A correlação positiva (r = 0,91, p < 0,05) entre estoques de C e CTC em CE indica a importante contribuição da MOS na CTC de solos tropicais, embora os sítios de troca estejam ocupados principalmente por H + Al. Estoques de P e K mostraram correlações positivas com estoques de C em CE (0,81 e 0,82; respectivamente), indicando a alta relação de P e K com a MOS em ecossistemas naturais. A alta variabilidade espacial associada à aplicação de fertilizantes (P e K) no sulco de plantio pode ter mascarado os resultados dos estoques. A principal fonte destes nutrientes para o solo foi o fertilizante aplicado e não a MOS.

Land use change and land management practices can modify soil carbon (C) dynamics and soil fertility. This study evaluated the effect of tillage systems (no-tillage - NT and conventional tillage - CT) on soil C and nutrient stocks in an Oxisol from an Amazonian cerrado following land use change. The study also identified relationships between these stocks and other soil attributes. Carbon, P, K, Ca and Mg stocks, adjusted to the equivalent soil mass in the cerrado (CE), were higher under NT. After adoption of all but one of the NT treatments, C stocks were higher than they were in the other areas we considered. Correlations between C and nutrient stocks showed positive correlations with Ca and Mg under NT due to continuous liming, higher crop residue inputs and lack of soil disturbance, associated with positive correlations with cation exchange capacity (CEC), base saturation and pH. The positive correlation (r = 0.91, p < 0.05) between C stocks and CEC in the CE indicates the important contribution of soil organic matter (SOM) to CEC in tropical soils, although the exchange sites are - under natural conditions - mainly occupied by H and Al. Phosphorus and K stocks showed positive correlations (0.81 and 0.82, respectively) with C stocks in the CE, indicating the direct relationship of P and K with SOM in natural ecosystems. The high spatial variability of P and K fertilizer application may be obscuring these soil nutrient stocks. In this study, the main source of P and K was fertilizer rather than SOM.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes usos da terra e sistemas de manejo do solo, nas características químicas de um Neossolo Quartzarênico, no Cerrado de Mato Grosso. Os tratamentos estudados foram: cerrado nativo; uma pastagem de baixa produtividade com 22 anos de implantação; plantio convencional com 1 e 4 anos de uso e diferentes sucessões de culturas; e plantio direto com 5 anos de implantação. Foram determinados os teores de carbono e nitrogênio, pH, acidez potencial, capacidade de troca de cátions (CTC), fósforo disponível, bases trocáveis e saturação por bases do solo. Os valores mais baixos de pH, fósforo disponível, potássio, cálcio e magnésio foram observados nas áreas sob cerrado e pastagem, e a menor concentração de carbono no solo sob pastagem refletiu menor CTC do solo. A aplicação do calcário nos tratamentos com plantio convencional e direto favorece o aumento das concentrações de cálcio e magnésio no solo. Nesses sistemas, a saturação por bases (V%) do solo é mais elevada nas áreas com maior tempo de implantação (4 e 5 anos). Embora o Neossolo Quartzarênico possua limitações para o cultivo, em razão de sua baixa fertilidade natural, se adequadamente manejado, este solo apresenta potencial para o cultivo agrícola.

The objective of this work was to evaluate the effect of different land uses and soil management systems, on chemical characteristics of a Typic Quartzipisamment in the savanna (Cerrado) of Mato Grosso State, Brazil. The treatments studied were: native cerrado; pasture with low productivity for 22 years; conventional tillage with one and four years and different crop successions; and no-tillage for five years. Soil carbon and nitrogen, pH, potential acidity, cation exchange capacity (CEC), available phosphorus, exchangeable bases and base saturation were determined. The cerrado and pasture treatments had the lowest pH, available phosphorus, calcium and magnesium values; and the low soil carbon level under pasture system led to lower soil potential CEC. Liming in conventional tillage and no-tillage promotes an increase in soil calcium and magnesium content. In these systems, the soil base saturation (V%) is higher in the areas with a greater time of implantation (4 and 5 years). Although Neossolo Quartzipisamment has limitations for cultivation purposes, due to low inherent fertility, this soil type may have agricultural potential if managed properly.