A review on soil carbon accumulation due to the management change of major Brazilian agricultural activities

ABSTRACT

Agricultural areas deal with enormous CO2 intake fluxes offering an opportunity for greenhouse effect mitigation. In this work we studied the potential of soil carbon sequestration due to the management conversion in major agricultural activities in Brazil. Data from several studies indicate that in soybean/maize, and related rotation systems, a significant soil carbon sequestration was observed over the year of conversion from conventional to no-till practices, with a mean rate of 0.41 Mg C ha-1 year-1. The same effect was observed in sugarcane fields, but with a much higher accumulation of carbon in soil stocks, when sugarcane fields are converted from burned to mechanised based harvest, where large amounts of sugarcane residues remain on the soil surface (1.8 Mg C ha-1 year-1). The higher sequestration potential of sugarcane crops, when compared to the others, has a direct relation to the primary production of this crop. Nevertheless, much of this mitigation potential of soil carbon accumulation in sugarcane fields is lost once areas are reformed, or intensive tillage is applied. Pasture lands have shown soil carbon depletion once natural areas are converted to livestock use, while integration of those areas with agriculture use has shown an improvement in soil carbon stocks. Those works have shown that the main crop systems of Brazil have a huge mitigation potential, especially in soil carbon form, being an opportunity for future mitigation strategies.

RESUMO

Áreas agrícolas trocam enormes fluxos de CO2, oferecendo uma oportunidade para mitigar o efeito estufa. Neste trabalho, estudou-se o potencial de sequestro de carbono em razão da conversão no manejo das principais atividades agrícolas do Brasil. Dados de vários estudos têm indicado que no sistema soja/milho e nas respectivas rotações, ocorre um sequestro de carbono no solo significativo ao longo dos anos de conversão do plantio convencional para o plantio direto, com uma média de 0,41 Mg C ha-1 ano-1. O mesmo efeito tem sido observado nos canaviais, porém há maiores acúmulos de carbono no solo quando as áreas de cana-de-açúcar são convertidas da colheita baseada na queima para a mecanizada, em que grandes quantidades de palha são deixadas na superfície do solo (1,8 Mg C ha-1 ano-1). Esse maior potencial de acúmulo de carbono no solo nos canaviais, comparado com outras culturas, está diretamente relacionado com a maior produção primária dessa cultura. Apesar disso, muito desse potencial de sequestro é perdido, uma vez que os canaviais são reformados, sob preparo intensivo do solo. As áreas de pasto mostram uma depleção nos estoques de carbono, quando convertidas de áreas naturais; porém, a integração dessas áreas com agricultura pode promover o aumento nos estoques de carbono do solo. Os trabalhos têm mostrado que as principais atividades agrícolas do Brasil possuem um grande potencial de mitigação, especialmente na forma de acúmulo de carbono no solo, sendo uma oportunidade para estratégias futuras.