Modeling the amount of mineralized carbon from swine manure and wheat straw

Ano: 2020 | Volume: 12 | Número: 3

Autores: G. S. de Paula, E. M. Silva, A. C. Frühauf, Édipo M. da Silva, J. A. Muniz, T. J. Fernandes

Palavras-chave: Organic waste, Stanford and Smith model, Cabrera model, Juma model

Resumo Português:

Um método capaz de reduzir os efeitos ambientais provocados por dejetos de suínos e de enriquecer o solo com nutrientes baseia-se na utilização desses resíduos com a palha de resíduos culturais em solos para produções agrícolas. Por meio da utilização de curvas de mineralização de carbono, é possível determinar os melhores intervalos para a utilização da matéria orgânica oriunda dos dejetos de modo a adequar melhor o uso do solo e das culturas agrícolas. A dinâmica do carbono presente nos dejetos pode ajudar na escolha do melhor manejo. Objetivou-se com este estudo comparar o ajuste de três modelos não lineares que descrevem a mineralização de carbono no solo ao longo do tempo, além de avaliar o estoque de carbono da palha de trigo isolada e conjuntamente com dejetos de suínos. O experimento foi realizado usando o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições e oito tratamentos. Foram utilizados os seguintes tratamentos: T1 – solo (S), T2 – solo + palha na superfície (PSUP), T3 – solo + palha incorporada (PINC), T4 – solo + dejetos em superfície (DSUP), T5 – solo + dejetos incorporados (DINC), T6 – solo + dejetos incorporados + palha em superfície (DINCPSUP), T7 – solo + dejetos incorporados + palha incorporada (DINCPINC), T8 – solo + palha em superfície + dejetos em superfície (PSUPDSUP). As amostras de solo coletadas foram incubadas por 95 dias e foram feitas 10 observações ao longo do tempo. A descrição da mineralização do carbono foi realizada por meio dos modelos não lineares Cabrera, Juma e Stanford e Smith, considerando estrutura de erros autorregressivos AR (1) quando necessário. A comparação dos ajustes dos modelos foi feita por meio do critério de informação Akaike (AIC). A descrição da mineralização do carbono da palha de trigo e dos dejetos de suínos realizada pelos modelos não lineares foi satisfatória. O modelo Cabrera foi o mais adequado para descrever todos os tratamentos. O modelo Stanford e Smith, mais utilizado na literatura para descrever a mineralização de resíduo orgânico no solo, não atingiu melhores resultados em relação aos outros modelos não lineares para os tratamentos em estudo. Em geral, os tratamentos com palha na superfície deixaram maior estoque de carbono no solo; na adição de dejetos à palha de trigo, o estoque de carbono foi menor, sendo assim, torna-se interessante aos produtores avaliarem a melhor estratégia a ser usada no uso dos resíduos de acordo com seus objetivos de produção.

Resumo Inglês:

A method capable of reducing the environmental damage caused by swine manure and the soil enrichment with nutrients is based on the use of these residues together with the crops straw in soils for agricultural production. Through the use of carbon mineralization curves, it is possible to determine the best intervals for the use of organic matter from manure to better adapt the use of soil and crops. Dynamics of carbon present in manure can help in the selection of the best management. The objective of this study was to compare the fit of three nonlinear models that describe the carbon
mineralization in soil over time, in addition to assessing the carbon stock of wheat straw alone and combined with swine manure. The experiment was carried out in a randomized block design, with four replications and eight treatments. The following treatments were tested: T1 – soil (S), T2 – soil + straw on the surface (SSUR), T3 – soil + incorporated straw (INCS), T4 – soil + manure on the surface (MSUR), T5 – soil + incorporated manure (INCM), T6 – soil + incorporated manure + straw on the surface (INCMSSUR), T7 - soil + incorporated manure + incorporated straw (INCMINCS), T8 – soil + straw on the surface + manure on the surface (SSURMSUR). Soil samples were incubated for 95 days, and ten observations were made throughout time. Carbon mineralization was described using nonlinear models Cabrera, Stanford and Smith and Juma, considering the autoregressive error structure AR (1), when necessary. The comparison of fit of models was made using the Akaike Information Criterion (AIC). The description of carbon mineralization of wheat straw and swine manure carried out by nonlinear models was satisfactory. The Cabrera model was the most appropriate to describe all treatments. The Stanford and Smith model, most used in the literature to describe the mineralization of organic waste in soil, did not achieve better results in relation to the other nonlinear models for the treatments under study. In general, the treatments with straw on the surface resulted in a larger carbon stock in the soil, and with the addition of manure to the wheat straw, the carbon stock was lower, so it is interesting for producers to evaluate, according to their production targets, which is the best strategy to be adopted for the use of waste.