Nonlinear modeling of carbon dynamics in soil treated with tannery sludge

Ano: 2023 | Volume: 15 | Número: Não se aplica

Autores: M. L. da Silva, E. M. Silva, A. C. Frühauf, J. A. Muniz, e T. J. Fernandes

Palavras-chave: Stanford & Smith, cabrera, juma, regression.

Resumo Português:

Em 2020, o rebanho comercial de bovino brasileiro foi o maior do mundo, representando 14,3% do rebanho mundial, com 201,7 milhões de cabeças. Embora essa atividade produza lucros significativos, contribuindo para o desenvolvimento econômico e social do país, tem sido alvo de preocupações, principalmente em função da grande produção de resíduos/efluentes observada ao longo do beneficiamento do couro bovino. Diante desse cenário, a mineralização é importante, pois no processo de decomposição dos resíduos orgânicos ocorre também a liberação de nutrientes que são fundamentais para o crescimento das plantas e a dinâmica de liberação do carbono pode ser descrita por modelos de regressão não lineares. Assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de modelar a mineralização do carbono orgânico no solo para as doses 6, 12, 24 e 36 megagramas por hectare (Mg ha-1) de lodo de curtume utilizando os modelos não lineares Stanford & Smith, Cabrera e Juma. Foram utilizadas amostras do solo de textura muito argilosa: Nitossolo vermelho eutroferrico típico (NVef), em que o carbono mineralizado foi medido em 21 observações ao longo do tempo até o 105º dia de incubação. A estimação dos parâmetros foi feita utilizando o método de mínimos quadrados. Os ajustes foram comparados utilizando os seguintes critérios de seleção: critério de informação de Akaike Corrigido (AICc) e o coeficiente de determinação ajustado (R2aj). O modelo Cabrera teve os melhores ajustes para as doses 6, 12 e 24 Mg ha-1 e o Juma para a dose 36 Mg ha-1,com base nos critérios de seleção utilizados. Embora o modelo Stanford & Smith seja o mais utilizado na literatura para modelar a dinâmica do carbono no solo, não foi indicado como mais adequado em nenhuma dose estudada neste trabalho. Quanto maior a dose de lodo de curtume aplicada maior a quantidade de carbono potencialmente mineralizável.

Resumo Inglês:

In 2020, the Brazilian commercial cattle herd was the largest in the world, representing 14.3% of the worldwide herd, with 201.7 million heads. Although this activity yields significant profits, contributing to the economic and social development of Brazil, it has been the target of concerns, mainly due to the large production of waste/effluents associated to bovine leather processing. In this scenario, mineralization is important because nutrients essential for plant growth are released during the process of organic waste decomposition, and the dynamics of carbon release can be described by nonlinear regression models. Thus, this study aimed to model the mineralization of organic carbon in the soil for 6, 12, 24, and 36 megagrams doses per hectare (Mg ha−1) of tannery sludge using the Stanford & Smith, Cabrera, and Juma nonlinear models. Very clayey soil samples were used: eutroferric red nitosol (NVef). Mineralized carbon was measured in 21 observations over time until the 105th day of incubation. Parameters were estimated using the least squares method. Adjustments were compared using the corrected Akaike information criterion (AICc) and the adjusted coefficient of determination (R2aj) as selection criteria. The Cabrera model had the best adjustments for doses 6, 12, and 24 Mg ha−1 and Juma for dose 36 Mg ha−1, based on the selection criteria used. Although the Stanford & Smith model is the most widely used in the literature to model soil carbon dynamics, its use was not the most appropriate for any of the doses evaluated in this study. The higher the dose of tannery sludge, the greater the amount of potentially mineralizable carbon.