Alterações nos compartimentos de carbono do solo pela aplicação de biochar : visão global e tendências locais
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.unb.br/handle/10482/51781 |
Resumo: | Biochar application has emerged as a promising strategy to enhance soil carbon (C) sequestration, improve soil health, and mitigate climate change. However, its effects on soil C pools vary widely due to differences in feedstock, pyrolysis conditions, application rates, soil types, and environmental factors. This study aimed to quantify the potential of biochars to alter soil C pools under different conditions through a global meta-analysis and to understand the direct and indirect contributions of sewage sludge biochar (SSB) to soil C storage in a sevenyear field trial on a tropical Oxisol. In the first chapter, a meta-analysis of 586 paired comparisons from 169 studies worldwide was conducted. The results showed significant increases in total C (TC), organic C, microbial biomass C, labile C, and fulvic acid following biochar application, with factors such as biochar properties, soil characteristics, and experimental conditions influencing these effects. The second chapter detailed a seven-year field trial assessing the effects of SSB pyrolyzed at 300°C and 500°C on soil C pools and crop yield. SSB application increased soil TC and total nitrogen levels, enhanced the non-oxidizable organic C pool, and improved soil fertility. However, positive effects on crop yield declined over time without supplemental mineral fertilization. In the third chapter, the global metaanalysis findings were integrated with the local field trial results. The comparison revealed discrepancies, highlighting the importance of tailoring biochar applications to local conditions. Despite lower percent increases in soil C fractions in the field trial, the absolute TC gains were substantial, suggesting that SSB can effectively enhance soil C stocks in tropical soils when appropriately managed. This study confirms that biochar can enhance soil C sequestration, but its effectiveness is highly context-dependent, emphasizing the need to understand the factors influencing its impact on soil C pools for sustainable agriculture and climate change mitigation. |
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Alterações nos compartimentos de carbono do solo pela aplicação de biochar : visão global e tendências locaisBiocharSequestro de carbonoLodo de esgotoMatéria orgânica do soloSolos tropicaisPiróliseAgricultura sustentávelMudanças climáticas - mitigaçãoBiochar application has emerged as a promising strategy to enhance soil carbon (C) sequestration, improve soil health, and mitigate climate change. However, its effects on soil C pools vary widely due to differences in feedstock, pyrolysis conditions, application rates, soil types, and environmental factors. This study aimed to quantify the potential of biochars to alter soil C pools under different conditions through a global meta-analysis and to understand the direct and indirect contributions of sewage sludge biochar (SSB) to soil C storage in a sevenyear field trial on a tropical Oxisol. In the first chapter, a meta-analysis of 586 paired comparisons from 169 studies worldwide was conducted. The results showed significant increases in total C (TC), organic C, microbial biomass C, labile C, and fulvic acid following biochar application, with factors such as biochar properties, soil characteristics, and experimental conditions influencing these effects. The second chapter detailed a seven-year field trial assessing the effects of SSB pyrolyzed at 300°C and 500°C on soil C pools and crop yield. SSB application increased soil TC and total nitrogen levels, enhanced the non-oxidizable organic C pool, and improved soil fertility. However, positive effects on crop yield declined over time without supplemental mineral fertilization. In the third chapter, the global metaanalysis findings were integrated with the local field trial results. The comparison revealed discrepancies, highlighting the importance of tailoring biochar applications to local conditions. Despite lower percent increases in soil C fractions in the field trial, the absolute TC gains were substantial, suggesting that SSB can effectively enhance soil C stocks in tropical soils when appropriately managed. This study confirms that biochar can enhance soil C sequestration, but its effectiveness is highly context-dependent, emphasizing the need to understand the factors influencing its impact on soil C pools for sustainable agriculture and climate change mitigation.A aplicação de biochar surgiu como uma estratégia promissora para aumentar o sequestro de carbono (C) no solo, melhorar a saúde do solo e mitigar as mudanças climáticas. No entanto, seus efeitos nas frações de C do solo variam amplamente devido a diferenças na matéria-prima, condições de pirólise, taxas de aplicação, tipos de solo e fatores ambientais. Este estudo teve como objetivo quantificar o potencial dos biochars para alterar as frações do C do solo sob diferentes condições através de uma meta-análise global e compreender as contribuições diretas e indiretas do biochar de lodo de esgoto (SSB) para o armazenamento de C no solo em um estudo de campo de sete anos em um Latossolo tropical. No primeiro capítulo, foi realizada uma meta-análise com 586 comparações pareadas de 169 estudos conduzidos em todo o mundo. Os resultados mostraram aumentos significativos no C total (TC), C orgânico, C da biomassa microbiana, C lábil e ácido fúlvico após a aplicação de biochar, com fatores como propriedades do biochar, características do solo e condições experimentais influenciando esses efeitos. O segundo capítulo detalhou um ensaio de campo de sete anos avaliando os efeitos do SSB pirolisado a 300°C e 500°C nas frações de C do solo e na produtividade da cultura. A aplicação de SSB aumentou os níveis de TC do solo e nitrogênio total, aumentou a fração de C orgânico não oxidável e melhorou a fertilidade do solo. No entanto, os efeitos positivos na produtividade da cultura diminuíram ao longo do tempo sem a fertilização mineral suplementar. No terceiro capítulo, os resultados da meta-análise global foram integrados com os resultados do estudo de campo local. A comparação revelou discrepâncias, destacando a importância de adaptar as aplicações de biochar às condições locais. Apesar dos aumentos percentuais menores nas frações de C do solo no estudo de campo, os ganhos absolutos de TC foram substanciais, sugerindo que o SSB pode efetivamente aumentar os estoques de C no solo em solos tropicais quando adequadamente manejado. Este estudo confirma que o biochar pode aumentar o sequestro de C no solo, mas sua eficácia é altamente dependente do contexto, enfatizando a necessidade de compreender os fatores que influenciam seu impacto nas frações de C do solo para uma agricultura sustentável e mitigação das mudanças climáticas.Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária (FAV)Programa de Pós-Graduação em AgronomiaFigueiredo, Cícero Célio deChagas, Jhon Kenedy Moura2025-02-27T19:47:58Z2025-02-27T19:47:58Z2025-02-272024-11-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCHAGAS, Jhon Kenedy Moura. Alterações nos compartimentos de carbono do solo pela aplicação de biochar: visão global e tendências locais. 2024. 164 f. Tese (Doutorado em Agronomia) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio.unb.br/handle/10482/51781porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2025-02-27T19:47:58Zoai:repositorio.unb.br:10482/51781Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2025-02-27T19:47:58Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false |
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