Methane and nitrous oxide emissions in irrigated rice area influenced by soil tillage systems

The different soil tillage systems and cover crop management in areas of flooded irrigated rice show distinct peculiarities and potential of soil methane and nitrous oxide emissions. Considering an area of irrigated rice, this work aimed to evaluate the influence of soil tillage systems in the emission of greenhouse gases such as methane and nitrous oxide in order to establish systems with potential to mitigate these gases emissions. The field experiment was performed in the Lowlands Experimental Station at Embrapa Temperate Climate, Capão do Leão, RS. Three management systems were evaluated: conventional tillage - no straw management and soil tillage during autumn-winter and soil tillage in the spring, before rice sowing; knife roller - straw management with knife roller immediately after rice harvesting and no-till in the spring; and advance preparation – soil tillage in autumn, desiccation and soil disturbance by shallow disking. Emissions of CH4 and N2O were evaluated in the pre-harvest and harvest periods. The sampling of greenhouse gases (GG) was conducted weekly through the closed static chamber method. The partial global warming potential (PGWp = CO2 equivalent) was calculated based on CH4 and N2O emissions. Conventional tillage was more effective than the other systems to mitigate GG over the year. The advance preparation system showed the highest CH4 emissions, which were concentrated in the period of rice cultivation. The harvest period accounted for the largest portion of the annual PGWp (harvest+pre-harvest). Due to the high emission of CH4, the advance preparation system was responsible for the largest PGWp, followed by knife roller management, because of the high emission of N2O and by the conventional system, with lower annual PGWp. The knife roller and conventional systems reduced the PGWp due to lower CH4 emission throughout the year. Although soil and cover crop management systems show distinct emission potentials, several factors associated with the environment and management practices regulate the production and emission of CH4 and N2O. These factors must be considered case by case to estimate the transmitter and mitigation potential of these greenhouse gases.Os sistemas de preparo do solo e manejo da cobertura vegetal em área de produção de arroz irrigado por alagamento apresentam peculiaridades e potenciais distintos de emissão de metano e óxido nitroso do solo. Considerando uma área de arroz irrigado, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência de sistemas de preparo do solo na emissão dos gases de efeito estufa metano e óxido nitroso, a fim de estabelecer sistemas com potenciais de mitigar a emissão desses gases. O experimento de campo foi realizado na Estação Experimental Terras Baixas da Embrapa Clima Temperado, Capão do Leão, RS. Foram avaliados três sistemas de preparo do solo: preparo convencional - ausência de manejo da palha e do solo no período de outono-inverno e preparo do solo na primavera, antes da semeadura do arroz; rolo-faca - manejo da palha com rolo-faca imediatamente após a colheita do arroz e semeadura direta na primavera; e preparo antecipado - preparo do solo no outono, dessecação e revolvimento do solo, por meio de gradagem superficial. As emissões de CH4 e N2O foram avaliadas nos períodos de entressafra e safra. As coletas dos gases de efeito estufa (GEE) foram realizadas, semanalmente, pelo método da câmara estática fechada. Com base nas emissões de CH4 e de N2O foi calculado o potencial de aquecimento global parcial (PAGp = CO2 equivalente). O sistema de preparo convencional foi mais eficiente que os demais em mitigar as emissões de GEE ao longo do ano. O sistema de preparo antecipado apresentou as maiores emissões de CH4, as quais se concentraram na época de cultivo do arroz. O período de safra representou a maior parte do PAGp anual (safra+entressafra). Devido à alta emissão de CH4, o sistema de preparo antecipado foi responsável pelo maior PAGp, seguido do manejo com rolo-faca, em função da elevada emissão de N2O e do sistema convencional, com menor PAGp anual. Os sistemas rolo-faca e convencional reduziram o PAGp em função das menores emissões de CH4 ao longo do ano. Embora os sistemas de manejo de solo e da cobertura vegetal apresentem potenciais distintos de emissão, vários fatores associados ao ambiente e às práticas de manejo regulam a produção e emissão de CH4 e N2O, estes fatores devem ser considerados caso a caso, na estimativa do potencial emissor e mitigador desses gases de efeito estufa