CO2, CH4 and N2O fluxes in an Ultisol treated with sewage sludge and cultivated with castor bean

Abstract

Organic residue application into soil alter the emission of gases to atmosphere and CO2, CH4, N2O may contribute to increase the greenhouse effect. This experiment was carried out in a restoration area on a dystrophic Ultisol (PVAd) to quantify greenhouse gas (GHG) emissions from soil under castor bean cultivation, treated with sewage sludge (SS) or mineral fertilizer. The following treatments were tested: control without N; FertMin = mineral fertilizer; SS5 = 5 t ha-1 SS (37.5 kg ha-1 N); SS10 = 10 t ha-1 SS (75 kg ha-1 N); and SS20 = 20 t ha-1 SS (150 kg ha-1 N). The amount of sludge was based on the recommended rate of N for castor bean (75 kg ha-1), the N level of SS and the mineralization fraction of N from SS. Soil gas emission was measured for 21 days. Sewage sludge and mineral fertilizers altered the CO2, CH4 and N2O fluxes. Soil moisture had no effect on GHG emissions and the gas fluxes was statistically equivalent after the application of FertMin and of 5 t ha-1 SS. The application of the entire crop N requirement in the form of SS practically doubled the Global Warming Potential (GWP) and the C equivalent emissions in comparison with FertMin treatments.A aplicação de resíduos orgânicos no solo pode alterar a emissão de gases para atmosfera e dentre estes, CO2, CH4 e N2O, podem contribuir para o aumento do efeito estufa. Este ensaio foi realizado com o objetivo de quantificar a emissão de gases do efeito estufa (GEE) de um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico (PVAd) tratado com lodo de esgoto (LE) e cultivado com mamoneira em área de reforma de canavial. Os tratamentos testados foram: Controle sem N; FertMin = fertilizante mineral; LE5 = 5 t ha-1 de LE, equivalente a 37,5 kg ha-1 de N; LE10 = 10 t ha-1 de LE, equivalente a 75 kg ha-1 de N; e LE20 = 20 t ha-1 de LE, equivalente a 150 kg ha-1 de N. A quantidade de lodo foi baseada na rate recomendada de N para a mamoneira (75 kg ha-1), nas quantidades de N no LE e na fração de mineralização do N do lodo. As emissões de gases foram quantificadas durante 21 dias. A aplicação tanto de lodo como de fertilizante mineral alterou os fluxos de CO2, N2O e CH4 em comparação ao controle. A umidade do solo não alterou as emissões de GEE, e o fluxo desses gases no tratamento com fertilizante mineral não foi estatisticamente diferente do verificado com a aplicação de 5 t ha-1 de LE. A aplicação de todo o N requerido pela cultura, na forma de lodo de esgoto, dobrou o Potencial de Aquecimento Global (PAG) e as emissões em equivalente-carbono, em comparação com o tratamento com fertilizante mineral.