Description of the carbon mineralization of swine manure and oat straw in the soil through nonlinear models

Edilson Marcelino Silva, Thais Destefani Ribeiro, Jaqueline Gonçalves Fernandes, Joel Augusto Muniz

Resumo


Agricultural management is a viable way for recycling animal residues in feedlots. The
substances that make up organic residues change the dynamics of the organic matter decomposition
in the soil. Information on carbon mineralization curves allows seeking improvements in soil quality
and, consequently, in crop productivity. The Stanford & Smith Nonlinear Model is the most used
to describe C mineralization of organic residues in the soil. This model considers organic residues
are composed of substances that are mineralized exponentially. The Cabrera Model considers two
fractions, one composed of substances that are mineralized exponentially and other composed of
more resistant substances with constant mineralization. The objective of this work was to compare
nonlinear models that describe carbon mineralization, considering residues on surface or incorporated
into the soil. The data evaluated were from an experiment with oat straw, liquid swine manure, and
swine litter bedding. The Stanford & Smith and Cabrera Models were used considering structure of
first order autoregressive errors - AR(1), when necessary. The fittings were compared using the Akaike
Information Criterion (AIC). The Cabrera Model was more adequate to describe C mineralization in
four treatments (soil + incorporated liquid swine manure; soil + oat straw on surface + liquid swine
manure on surface; soil + incorporated straw; and soil + straw on surface). The Stanford & Smith
Model was better in three treatments (soil + incorporated straw + incorporated liquid swine manure;
swine litter bedding on surface; and incorporated swine litter bedding). None of the models described
the treatment soil + liquid swine manure on surface.


Keywords: Decomposition. Half-life. Stanford & Smith Model. Cabrera Model.


Palavras-chave


Decomposition. Half-life. Stanford & Smith Model. Cabrera Model.

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Referências


ALVES, G.D.; SAMPAIO, E. V. S. B.; SALCEDO, I. H.; SILVA V. M. Potencial de mineralização de N e de C em vinte solos de Pernambuco. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 23, p. 245-256, 1999.

ANDRADE, C. A.; SILVA, L. F. M.; PIRES, A. M. M.; COSCIONE, A. R. Mineralização do carbono e do nitrogênio no solo após sucessivas aplicações de lodo de esgoto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 48, p. 536-544, 2013. doi:10.1590/S0100-204X2013000500010

ANDRADE, C. A.; BIBAR, M. P. S.; COSCIONE, A. R.; PIRES, A. M. M.; SOARES, A. G. Mineralização e efeitos de biocarvão de cama de frango sobre a capacidade de troca catiônica do solo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 50, p. 407-416, 2015. doi:10.1590/S0100-204X2015000500008

ANDRADE, L. C.; ANDREAZZA, R.; CAMARGO, F. A. O. Atividade microbiana em solos sob doses de lodo de estação de tratamento de efluentes de um aterro industrial. Ciência Rural, Santa Maria, v. 46, n. 2, p. 267-272, 2016.

BARRETO, P. A. B.; RODRIGUES, E. F. G.; RODRIGUES, A. C. G.; BARROS, N. F.; ALVES, B. J. R.; FONSECA, S. Mineralização de nitrogênio e carbono em solos sob plantações de eucalipto, em uma sequência de idades. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, p. 735-745, 2010.

BISON PINTO, M. A.; FABBRIS, C.; BASSO, C. J.; SANTI, A. L.; GIROTTO, E. Aplicação de dejeto de líquido de suínos e manejo do solo na sucessão aveia/milho. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 44, n. 2, p. 205-212, 2014.

CABRERA, M. L. Modeling the flush of nitrogen mineralization caused by drying and rewetting soils. Soil Science Society of America Jornal, v. 57, p. 63-66, 1993.

CAMPOS, B. C.; AMADO, T. J. C.; TORNQUIST, C. G.; NICOLOSO, R. S.; FIORIN, J. E. Long-term C-CO2 emissions and carbon crop residue mineralization in na oxisol under different tillage and crop rotations systems. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 35, p. 819-832, 2011.

CARNEIRO, A. P. S.; MUNIZ, J. A.; CARNEIRO, P. L. S.; MALHADO, C. H. M. M.; MARTINS FILHO, R.: SILVA, F. F. Identidade de modelos não lineares para comparar curvas de crescimento de bovinos da raça Tabapuã. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 49, p. 57-62, 2014. doi:10.1590/S0100-204X2014000100008

COSTA, M. S. S. M.; COSTA, L. A. M.; DECARLI, L. D.; PELÁ, A.; SILVA, C.J.; MATTER, U. F.; OLIBONE, D. Compostagem de resíduos sólidos de frigorífico. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 13, p. 100-107, 2009.

DRAPER, N. R.; SMITH, H. Aplied regression analisys. 3rd ed, reprint. New York: J. Wiley; 2014.

FERNANDES, A. H. B. M. F.; CARDOSO, M. A.; SOUZA, R. A. C.; FERNANDES, F. A.; SOARES, M. T. S.; CRISPIM, S. M. A.; GALVANI, F.; LISITA, F. O. Nitrificação e mineralização de carbono em solos tratados com dejetos de suínos biodigeridos. 1a ed. Corumbá, MS: Embrapa Pantanal, 2011.

FERNANDES, T. J.; PEREIRA, A. A.; MUNIZ, J. A.; SAVIAN, T. V. Seleção de modelos não lineares para a descrição das curvas de crescimento do fruto do cafeeiro. Coffee Science, v. 9, p. 207-215, 2014.

GIACOMINI, S. J.; AITA, C.; MIOLA, E. C. C.; RECOUS, S. Mineralização do carbono da palha de aveia e dejetos de suínos aplicados na superfície ou incorporados ao solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 32, p. 2661-2668, 2008.

HESS, T. F.; SCHMIDT, S. K. Improved procedure for obtaining statistically valid parameter estimates from soil respiration data. Soil Biology and Biochemistry, Elmsford, v.27, p. 1-7, 1995.

MANTOVANI, J. R.; FERREIRA, M. E.; CRUZ, M. C. P.; BARBOSA, J. C.; FREIRIA, A. C. Mineralização de carbono e de nitrogênio provenientes de composto de lixo urbano em argissolo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 30, p. 677-684, 2006.

MARTINES, A. M.; ANDRADE, C. A.; CARDOSO, E. J. B. N. Mineralização do carbono orgânico em solos tratados com lodo de curtume. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 41, p. 1149-1155, 2006.

MERCANTE, F. M. Os microorganismos do solo e a dinâmica da matéria orgânica em sistemas de produção de grãos e pastagem. 1a ed. Dourados, MS: Embrapa Agropecuária Oeste; 2001.

MOREIRA, F. M. S, SIQUEIRA, J. O. Microbiologia e Bioquímica do solo. 2a ed. Lavras: Editora da UFLA; 2006.

MORETTIN, P. A.; TOLOI, C. M. C. Análise de séries temporais. 2a ed. São Paulo: Edgard Blucher; 2006.

NUNES, D. A. D.; RODRIGUES, E. F. G.; BARRETO, P. A. B.; RODRIGUES, A. C. G.; MONROE, P. H. M. Carbon and nitrogen mineralization in soil of leguminous trees in a degraded pasture in northern Rio de Janeiro, Brazil. Journal of Forest Research, v. 27, p. 91-99, 2016. doi:10.1007/s11676-015-0164-3

OLIVEIRA, W. J.; SILVA, C. A.; MUNIZ, J. A.; SAVIAN, T. V. Mineralização de nitrogênio em latossolos adubados com resíduos orgânicos. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 37, p. 715-725, 2013.

PAULA, J. R.; MATOS, A. T.; MATOS, M. P.; PEREIRA, M. S.; ANDRADE, C. A. Mineralização do carbono e nitrogênio de resíduos aplicados ao solo em campo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 37, p. 1729-1741, 2013.

PEREIRA, J. M.; MUNIZ, J. A.; SILVA, C. A. Nonlinear models to predict nitrogen mineralization in an oxisol. Scientia Agricola, v. 62, p. 395-400, 2005.

PINHEIRO, J.; BATES, D.; DEBROY, S.; SARKAR, D. nlme: linear and nonlinear mixed effects models. R package version 3. p. 1-122. 2015. . Acesso em: 10 fev. 2016.

PULROLNIK, K. Transformações do carbono no solo. 1a ed. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados; 2009.

R CORE TEAM. R: a language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing Viena: 2015. Available at: http://www.r-project.org.

RIBEIRO, T. D.; MATTOS, R. W. P.; MORAIS, A. R.; MUNIZ, J. A. Description of the growth of Pequi fruits by nonlinear models. Revista Brasileira de Fruticultura, v. 40, 2018.

RIBEIRO, T. D.; SAVIAN, T. V.; FERNANDES, T. J.; MUNIZ, J. A. The use of the nonlinear models in the growth of pears of “Shinseiki” cultivar. Ciência Rural, v. 48, n. 1, p. 1-7, 2018.

SILVA, A. A.; LANA, A. M. Q.; LANA, R. M. Q.; COSTA, A. M. Fertilização com dejetos suínos: influência nas características bromatológicas da Brachiaria Decumbens e alterações no solo. Engenharia Agrícola, v. 35, p. 254-265, 2015. doi:10.1590/1809-4430

SILVA, B. V. N.; ANDRADE PINTO, L. V.; Potencial do uso do lodo de esgoto como adubo orgânico em cobertura de espécies florestais nativas plantadas em área degradada por pastagem. Revista Agrogeoambiental,Pouso Alegre, p. 50-56,abril, 2010.

SILVEIRA, S. C; MUNIZ, J. A.; SOUSA, F. A.; CAMPOS, A. T. Modelos não lineares ajustados a produção acumulada de biogás proveniente de cama sobreposta de suínos. Revista Agrogeoambiental, v. 18, n. 3, 2018.

SLEUTEL, S.; NEVE, S.; ROIBÁS, M. R. P.; HOFMAN, G. The influence of model type and incubation time on the estimation of stable organic carbono in organic materials. European Journal of Soil Science, v. 56, p. 505-514, 2005.

SOUSA, I. F.; KUNZLE, J. E.; MUNIZ, J. A.; GUIMARÃES, R. M.; SAVIAN, T. V.; MUNIZ, F. R. Fitting nonlinear autoregressive models to describe coffee seed germination. Ciência Rural, v. 44, p. 2016-2021, 2014. doi:10.1590/0103-8478cr20131341

STANFORD, G.; SMITH, S. J. Nitrogen mineralization potentials of soil. Soil Science Society of America Jornal, v. 36, p. 465-471, 1972.

ZEVIANI, W. M.; SILVA, C. A.; OLIVEIRA, W. J.; MUNIZ, J. A. Modelos não lineares para a liberação de potássio de estercos animais em latossolos. Ciência Rural, v. 42, p. 1789-1796, 2012.

ZHOU, X.; CHEN, C.; LU, S.; RUI, Y.; WU, H.; XU, Z. The short-term cover crops increase soil labile organic carbono in southeastern Australia. Biology and Fertility of Soils, v. 48, p. 239-244, 2012.




DOI: http://dx.doi.org/10.18406/2316-1817v11n220191299

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