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Estudo das redes microbianas (networks) que controlam a emissão de N2O, CO2 e CH4 do solo com cana-de-açúcar

Processo: 14/24141-5
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2015
Vigência (Término): 30 de abril de 2016
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
Pesquisador responsável:Heitor Cantarella
Beneficiário:Késia Silva Lourenço
Supervisor no Exterior: Eiko Eurya Kuramae
Instituição-sede: Instituto Agronômico (IAC). Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA). Secretaria de Agricultura e Abastecimento (São Paulo - Estado). Campinas, SP, Brasil
Local de pesquisa : Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, Holanda  
Vinculado à bolsa:13/12716-0 - Fluxo dos gases do efeito estufa (CO2, N2O e CH4) a partir de solos com cana-de-açúcar em função da adubação com vinhaça concentrada e vinhaça não concentrada em diferentes épocas de aplicação, BP.DR
Assunto(s):Microbiologia do solo

Resumo

Os fertilizantes nitrogenados são apontados como um dos principais fatores para o aumento de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera durante o cultivo da cana-de-açúcar, principalmente o óxido nitroso (N2O). Porém, outras práticas de manejo utilizadas na produção da cana no Brasil afetam as taxas de emissões desses gases, como a reciclagem integral dos resíduos gerados durante a produção do etanol nos canaviais (vinhaça). Estudos recentes indicam que a aplicação de vinhaça - especialmente com a adição do N fertilizante - resulta em aumentos significativos de emissões de N2O. Compreender as emissões de GEE e a comunidade microbiana responsável por tais processos sob diferentes manejos vinhaça é importante para garantir a sustentabilidade da produção do etanol. Nossa premissa é que um profundo conhecimento da composição e funcionamento das redes microbianas é fundamental para o entendimento das emissões dos GEE. Compreender tais interações complexas, bióticas e abióticas, é essencial para o desenvolvimento sustentável da produção de etanol. O objetivo deste estudo é determinar os microrganismos envolvidos na emissão dos GEE's com foco na ecologia microbiana - Networks - Composição e função dos microrganismos, estudo de diversidade taxonômica e/ou funcional e estrutura das comunidades microbianas e suas interações. Quantificar os grupos funcionais e abundancia de genes microbianos do ciclo do C e N e se possível determinar os genes microbianos que estão sendo expressos nos momentos de maiores emissões de N2O. Os experimentos de campo foram conduzidos no Brasil (Projeto de doutorado - FAPESP 2013/12716-0), constituídos de duas épocas de aplicação de vinhaça, T1: 30 dias antes da adubação nitrogenada e T2: juntamente com a adubação nitrogenada, e dois tipos de vinhaça, vinhaça não concentrada (VN) e vinhaça concentrada (CV), no total de 10 tratamentos e quatro repetições. A dose de nitrogênio foi de 100 kg ha-1 (nitrato de amônio) e de vinhaça 100 m3 ha-1 e 17 m3 ha-1 para VN e CV, respectivamente. Em paralelo, para cada amostragem dos GEEs, a temperatura do ar e do solo foram medidas e amostras de solo foram coletadas para determinação da umidade do solo, concentração de N-NO3- e N-NH4+, paralelamente, amostras de solo foram armazenadas a -80oC para a extração dos ácidos nucleicos (DNA e RNA) que será realizada em Netherlands Institute of Ecology (NIOO/KNAW). Com esta proposta vamos compreender o papel dos microrganismos do solo (bactérias e arqueas) na emissão dos GEE's e a influência das práticas de manejo na composição da comunidade microbiana. O grupo de pesquisa do IAC tem grande experiência em ciências do solo, nutrição nitrogenada, reciclagem de resíduos, fertilidade do solo, manejo de culturas para produção de bioenergia e emissão de gases de efeito estufa, enquanto os pesquisadores do NIOO têm forte experiência em ecologia do solo, ecologia microbiana, ecologia genômica, biologia molecular, metagenômica, metatranscriptomica e bioinformática. Portanto, é importante o intercâmbio de estudantes entre Brasil e Holanda porque ambas as equipes se complementam O projeto proposto estará vinculado aos projetos intitulados "Microbial Networks in control of greenhouse gases emissions in Bio-based agriculture - MiniBag" (FAPESP-NWO 2013 / 50365-5) e "Fluxo dos Gases de Efeito Estufa (CO2, N2O E CH4) a partir de solos com cana-de-açúcar em função da adubação com vinhaça concentrada e vinhaça não concentrada em diferentes épocas de aplicação" (FAPESP 2013/12716-0). (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Novo método de manejo ajuda a mitigar a emissão de gases estufa no cultivo da cana 

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
LOURENCO, KESIA S.; CASSMAN, NORIKO A.; PIJL, AGATA S.; VAN VEEN, JOHANNES A.; CANTARELLA, HEITOR; KURAMAE, EIKO E. Nitrosospira sp Govern Nitrous Oxide Emissions in a Tropical Soil Amended With Residues of Bioenergy Crop. FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, v. 9, APR 10 2018. Citações Web of Science: 0.

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