ABSTRACT
Global warming is influenced by an increase in greenhouse gas (GHG) concentration in the atmosphere. Consequently, Net Ecosystem Exchange (NEE) is the main factor that influences the exchange of carbon (C) between the atmosphere and the soil. As a result, agricultural ecosystems are a potential carbon dioxide (CO2) sink, particularly rice paddies (Oryza sativa). Therefore, a static chamber with a portable CO2 analyzer was designed and implemented for three rice plots to monitor CO2 emissions. Furthermore, a weather station was installed to record meteorological variables. The vegetative, reproductive, and maturation phases of the crop lasted 95, 35, and 42 days post-sowing (DPS), respectively. In total, the crop lasted 172 DPS. Diurnal NEE had the highest CO2 absorption capacity at 10:00 a.m. for the tillering stage (82 and 89 DPS), floral primordium (102 DPS), panicle initiation (111 DPS), and flowering (126 DPS). On the other hand, the maximum CO2 emission at 82, 111, and 126 DPS occurred at 6:00 p.m. At 89 and 102 DPS, it occurred at 4:00 and 6:00 a.m., respectively. NEE in the vegetative stage was -25 µmolCO2 m2 s-1, and in the reproductive stage, it was -35 µmolCO2 m2 s-1, indicating the highest absorption capacity of the plots. The seasonal dynamics of NEE were mainly controlled by the air temperature inside the chamber (Tc) (R = -0.69), the relative humidity inside the chamber (RHc) (R = -0.66), and net radiation (Rn) (R = -0.75). These results are similar to previous studies obtained via chromatographic analysis and eddy covariance (EC), which suggests that the portable analyzer could be an alternative for CO2 monitoring.
Subject(s)
Oryza , Carbon Dioxide , Ecosystem , Agriculture , AtmosphereABSTRACT
The sellection of the method for evaluating greenhouse gases (GHG) emissions is an important step in studies aiming at the development of agricultural practices with potential to mitigate the global warming. The objective of this review was to present advantages and disvantages of available methods to quantify fluxes of carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) in the soil-atmosphere system. Carbon sequestration or annual net influx rates of C-CO2 in conservation tillage systems can be evaluated through the soil carbon budget. In situ evaluations can be carried out with closed chambers, where alkaline traps are used to determination of daily influxes of CO2 while gas chromatography and automatic infrared gas analyzers permit to estimate horary fluxes. In addition to CO2, gas chromatography is able to measure N2O and CH4 emissions, gases that have a global warming potential 296 and 23 times higher than CO2, respectively. Measurement of the three GHG emissions permit to estimate the net effect of soil management systems on atmosphere rodiative forcing in equivalent C.
A escolha do método para avaliar as emissões de gases do efeito estufa (GEE) é uma etapa importante para o conhecimento e/ou desenvolvimento de práticas agrícolas com potencial de mitigação do aquecimento global. A presente revisão tem por objetivo apresentar vantagens e limitações de métodos utilizados para quantificação dos fluxos de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) no sistema solo-atmosfera. O balanço dos estoques de C orgânico no solo em sistemas conservacionistas de manejo permite avaliar o influxo líquido anual de C-CO2 atmosférico no solo em comparação a sistemas de manejo convencional. Maior sensibilidade na determinação direta das emissões de CO2 in situ pode ser obtida pelo uso de câmaras sobre o solo. Nesse caso, podem ser determinadas taxas diárias com o método da captura do CO2 em solução alcalina e quantificação por titulação, e taxas horárias com o uso de analisadores automáticos de infravermelho ou cromatógrafos a gás. Pelo uso de cromatografia, é possível também a avaliação das emissões de N2O e CH4 os quais apresentam, respectivamente, potencial de aquecimento global 296 e 23 vezes superior ao do CO2. A análise dos três GEE é necessária quando se objetiva avaliar o potencial de um dado sistema de manejo na mitigação do aquecimento global, o qual pode ser expresso em C equivalente.
ABSTRACT
The sellection of the method for evaluating greenhouse gases (GHG) emissions is an important step in studies aiming at the development of agricultural practices with potential to mitigate the global warming. The objective of this review was to present advantages and disvantages of available methods to quantify fluxes of carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) in the soil-atmosphere system. Carbon sequestration or annual net influx rates of C-CO2 in conservation tillage systems can be evaluated through the soil carbon budget. In situ evaluations can be carried out with closed chambers, where alkaline traps are used to determination of daily influxes of CO2 while gas chromatography and automatic infrared gas analyzers permit to estimate horary fluxes. In addition to CO2, gas chromatography is able to measure N2O and CH4 emissions, gases that have a global warming potential 296 and 23 times higher than CO2, respectively. Measurement of the three GHG emissions permit to estimate the net effect of soil management systems on atmosphere rodiative forcing in equivalent C.
A escolha do método para avaliar as emissões de gases do efeito estufa (GEE) é uma etapa importante para o conhecimento e/ou desenvolvimento de práticas agrícolas com potencial de mitigação do aquecimento global. A presente revisão tem por objetivo apresentar vantagens e limitações de métodos utilizados para quantificação dos fluxos de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) no sistema solo-atmosfera. O balanço dos estoques de C orgânico no solo em sistemas conservacionistas de manejo permite avaliar o influxo líquido anual de C-CO2 atmosférico no solo em comparação a sistemas de manejo convencional. Maior sensibilidade na determinação direta das emissões de CO2 in situ pode ser obtida pelo uso de câmaras sobre o solo. Nesse caso, podem ser determinadas taxas diárias com o método da captura do CO2 em solução alcalina e quantificação por titulação, e taxas horárias com o uso de analisadores automáticos de infravermelho ou cromatógrafos a gás. Pelo uso de cromatografia, é possível também a avaliação das emissões de N2O e CH4 os quais apresentam, respectivamente, potencial de aquecimento global 296 e 23 vezes superior ao do CO2. A análise dos três GEE é necessária quando se objetiva avaliar o potencial de um dado sistema de manejo na mitigação do aquecimento global, o qual pode ser expresso em C equivalente.