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Controlled machinery traffic is a technique to increase the efficiency of machines and make better use of inputs. This study evaluated the pollutant gas emissions of an agricultural tractor towing a precision seeder-fertilizer with different plow configurations in an area with varying intensities of controlled machinery traffic. The study was carried out in a commercial agricultural area located in the municipality of Carazinho, Brazil. The experimental design was of randomized 3 x 3 blocks, with three traffic situations (tractor traffic; tractor + harvester traffic; and tractor + harvester + sprayer traffic), as well as three plow settings. The pollutant gases analyzed were: particulate material (PM), nitrogen oxides (NOx), carbon dioxide (CO2), and oxygen (O2). We concluded that greater controlled traffic intensity, compared to an area without traffic, yields a PM reduction of 43% using the double disk, and 67% using the double disk without a ridge plow. The absence of plows on the traffic lines reduces the PM, NOx, and CO2 emissions by, respectively, 73%, 12%, and 17% with tractor + harvester traffic; and 80%, 12%, and 15% with tractor + harvester + sprayer traffic, compared to cultivation using ridge plows.

O tráfego controlado de máquinas é uma técnica para aumentar a eficiência das máquinas e melhor utilizar os insumos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as emissões de gases poluentes de um trator agrícola tracionando uma semeadora-adubadora de precisão com diferentes configurações de sulcadores em uma área com intensidades variadas de tráfego controlado de máquinas. O estudo foi realizado em uma área agrícola comercial localizada no município de Carazinho, Brasil. O delineamento experimental foi em blocos casualizados 3 x 3, com três situações de tráfego (tráfego de trator; tráfego de trator + colheitadeira; e tráfego de trator + colheitadeira + pulverizador), além de três configurações de sulcadores. Os gases poluentes analisados foram: material particulado (MP), óxidos de nitrogênio (NOx), dióxido de carbono (CO2) e oxigênio (O2). Concluiu-se que a maior intensidade de tráfego controlado, em comparação com área sem tráfego, proporciona redução de MP de 43% usando o disco duplo e 67% usando o disco duplo sem haste. A ausência de sulcadores nas faixas de tráfego reduz as emissões de MP, NOx e CO2 em 73%, 12% e 17% respectivamente, com tráfego trator + colheitadeira e 80%, 12% e 15% com tráfego de trator + colheitadeira + pulverizador, em relação ao cultivo com sulcador haste.

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O objetivo do estudo foi estimar a produção de metano (CH4) a partir das proporções de ácidos graxos voláteis (AGV) no fluido ruminal e determinar a sua relação com o consumo de matéria seca (CMS) em vacas leiteiras suplementadas com Lithothamnium calcareum. Seis vacas lactantes multíparas da raça Holandesa, foram distribuídas em dois grupos experimentais, grupo controle (CON; n=3) suplementada com 1,1% de MS de bicarbonato de sódio; e grupo Lithothamnium calcareum (LITHO; n=3), com 0,5% da MS de Lithothamnium calcareum. Coletas de líquido ruminal foram realizadas uma vez por semana para avaliação de pH e AGV. Diariamente foram registrados o CMS dos animais. A produção de CH4foi estimada através de equações baseadas nas proporções de AGV ruminais. Não houve diferença entre o CMS (kg/dia), concentrações de AGV e relação acetato/propionato entre os grupos (P>0,05). O rendimento de metano (g CH4/kg CMS) não teve diferença (P>0,05) entre os grupos nos modelos de equação testados. Não houve uma correlação satisfatória entre o CMS e o rendimento deCH4para animais do o grupo LITHO e CON. Lithothamnium calcareum como aditivo alimentar não foi capaz de reduzir a produção de CH4,estimada a partir equações baseadas nas proporções de AGV ruminais.

The aim of this study was to estimate methane (CH4) production from the proportions of volatile fatty acids (VFA) in ruminal fluid and to determine its relationship with dry matter intake (DMI) in dairy cows supplemented with Lithothamnium calcareum. Six multiparous lactating Holstein cows were divided into two experimental groups: control group (CON; n=3) supplemented with 1.1% DM of sodium bicarbonate; and Lithothamnium calcareum group (LITHO; n=3) supplemented with 0.5% DM of Lithothamnium calcareum. Ruminal fluid was collected once a week to evaluate pH and VFA. DMI of the animals was recorded daily. CH4 production was estimated using equations based on ruminal VFA proportions. There was no difference in DMI (kg/day), VFA concentrations and acetate/propionate ratio between the groups (P>0.05). The methane yield (g CH4/kg DMI) did not differ (P>0.05) between the groups in the equation models tested. There was no satisfactory correlation between DMI and CH4 yield for animals in the LITHO and CON groups. Lithothamnium calcareum as a feed additive was not able to reduce CH4 production, estimated from equations based on ruminal VFA proportions.

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Approximately 5% of the total emissions (0.11 Gt CO2 and GWP-AR5) originate in Rio Grande do Sul state (RS), a representative agricultural region in Southern Brazil. This study assessed SOCS (soil organic C stocks) in Latossolos of the Planalto of RS, with up-to-date data obtained from recent field campaigns and legacy data, and relate these SOC stocks to environmental variables. A literature search identified 195 documents with SOCS in layers 0-30 cm and 0-100 cm. The mean SOCS (0-30 cm) in the Latossolos was significantly higher (73.6 Mg ha-1) than the suggested IPCC default (55 Mg ha-1). The highest stocks (237 ± 39 Mg ha-1) were measured in uncultivated Latossolos Brunos in the 0-100 cm layer, especially at higher altitudes and lower mean annual temperature. The most frequently occurring soil Latossolo Vermelho distroférrico-LVdf (25% of the Planalto), also had high SOCS. Surprisingly Latossolos Vermelho Distrófico (LVd) also had high SOCS, in spite of the coarser texture. The estimated SOCS in Latosoolos of the Planalto is 419.9 Tg C, 36% larger than reported previous studies. We concluded that, despite significant land use changes, soils of this region maintain large SOCS which had been underestimated in previous studies.

Aproximadamente 5% das emissões totais (0,11 Gt CO2 e GWP-AR5) têm origem no Rio Grande do Sul (RS), região agrícola representativa do Sul do Brasil. Este trabalho teve como objetivo avaliar os estoques de SOCS (estoques de C orgânico do solo) em Latossolos do Planalto do RS, com dados atualizados obtidos de campanhas de campo recentes e dados legados, e relacionar esses estoques de SOC com variáveis ambientais. Uma busca na literatura identificou 195 documentos com SOCS nas camadas de 0-30 cm e 0-100 cm. A média de SOCS (0-30 cm) nos Latossolos foi significativamente maior (73,6 Mg ha-1) do que o padrão sugerido pelo IPCC (55 Mg ha-1). Os maiores estoques (237 ± 39 Mg ha-1) foram medidos em Latossolos Brunos não cultivados, na camada de 0-100 cm. O solo Latossolo Vermelho distroférrico-LVdf (25% do Planalto), mais frequente, também apresentou SOCS elevado. Surpreendentemente, o Latossolos Vermelho Distrófico (LVd) também apresentou SOCS elevado, apesar da textura mais grossa. O SOCS estimado em Latossolos do Planalto é de 419,9 Tg C, 36% maior do que estudos prévios relatados. Concluímos que, apesar das mudanças significativas no uso da terra, os solos dessa região mantêm grandes SOCS que haviam sido subestimados em estudos anteriores.

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Seaweed plays a significant role in reducing green-house gasses (GHG) emitted by ruminant animals, in particular methane gas (CH4) generated during rumen fermentation of the feed. Euchaema cottonii is one of potential cultivated seaweed in tropical country. A preservation procedure is necessary for further application in CH4 reduction program. The study looked at how three drying methods (sun drying, oven drying, and freeze drying) affected the E.cottonii ability in reducing CH4 methane as measured by an in vitro technique. The addition of dried E. cottonii up to 4% dry matter (DM) was tested using rice straw diets mixed with concentrate in the ratio of 70%:30% in DM base. Measurements was conducted on gas production, degradability and end product of rumen fermentation during 48-hour incubation using a gas production system and ANKOM Daisy II techniques. Overall, the three dried products of E. cottonii found to considerably lower production of CH4, increased DM and OM degradability as well as total VFA production (P<0.05). The three treatments have no effect on NH3 concentration and the bacterial population, but decreased protozoa population (P<0.01). The lowering of CH4 gas production in the rumen is impacted by all three drying methods in the same way. It is concluded that dried E.cottonii addition up to 4% DM effective in depressing enteric CH4 production, without causing negative effect on DM and OM degradability as well as did not depress total VFA formation and bacterial activities. The three different drying-methods have similar effect on reducing CH4 production, with the most affective is freeze-drying method.

As algas desempenham um papel significativo na redução dos gases de efeito estufa (GEE) emitidos pelos ruminantes, em particular o gás metano (CH4) gerado durante a fermentação ruminal do alimento. Euchaema cottonii é uma espécie de alga potencialmente cultivada em países tropicais. Um procedimento de conservação é necessário para uma aplicação futura no programa de redução de CH4. O estudo analisou como três métodos de secagem (secagem solar, secagem em forno e secagem por congelamento) afetaram a capacidade de E.cottonii em reduzir o metano CH4, medida por uma técnica in vitro. A adição de E. cottonii seco até 4% de matéria seca (MS) foi testada usando dietas de palha de arroz misturadas com concentrado na proporção de 70%:30% na base de MS. Foram realizadas medições da produção de gás, degradabilidade e o produto final da fermentação ruminal durante 48 horas de incubação usando um sistema de produção de gás e técnicas da ANKOM Daisy II. No geral, os três produtos secos de E. cottonii foram encontrados para reduzir consideravelmente a produção de CH4, aumentar a degradabilidade de MS e MO, bem como a produção total de VFA (P<0.05). Os três tratamentos não tiveram efeito na concentração de NH3 e na população bacteriana, mas diminuíram a população de protozoários (P<0.01). A redução da projeção de gás CH4 no rúmen foi afetada por todos os três métodos de secagem da mesma forma. Conclui-se que a adição de E.cottonii até 4% de MS é eficaz na redução da produção de CH4 entérico, sem causar efeito negativo na degradabilidade de MS e MO, bem como não reduziu a formação total de VFA e atividades bacterianas. Os três diferentes métodos de secagem têm efeito semelhante na redução da produção de CH4, sendo o método de secagem por congelamento o mais eficaz.

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Finding pathways to more sustainable agriculture and resource use remains the most pressing challenge for Amazonian countries. Characterizing recent changes in the structure and types of agrarian production systems, this review identifies responses to deal with the challenges and opportunities to promote more sustainable production and extraction economies in the Amazon. While regional agriculture and resource economies rest on a rich diversity of producers, knowledge, and production systems, the expansion of agribusiness enterprises has come to dominate the distribution of subsidies, institutional support, and logistical infrastructure. These trends are associated with forest loss and degradation, pollution of waterways, pressures on and/or displacement of indigenous and rural communities, and increased greenhouse gas emissions, all of which undermine ecosystem services. We analyzed the diverse and complex impacts of socio-economic and hydro-climatic changes on livelihoods, environments and biodiversity in Amazonian countries, with a more in-depth focus on changes in key agrarian production systems in the Brazilian Amazon using agrarian census data from 1995, 2006, and 2017. The quantitative analysis is complemented by a qualitative and empirically grounded discussion that provides insights into the changes and impacts of different activities, how they are interlinked, and how they differ across Amazonian countries. Finally, we provide recommendations towards promoting adaptive, profitable, and more sustainable smallholder production and management systems that reduce deforestation and support local communities and economies in the context of increasing urbanization and climate change.

Encontrar caminhos para a agricultura e uso dos recursos mais sustantáveis ainda apresenta o desafio mais urgente para os países amazônicos. Esta revisão caracteriza o status quo e as mudanças recentes na estrutura e nos tipos de sistemas de produção rural, e identifica respostas para lidar com os desafios e oportunidades na promoção de economias extrativistas e agrícolas mais sustentáveis ​​na Amazônia. Enquanto a agricultura regional e economia de recursos se baseiam em uma rica diversidade de produtores, conhecimentos, e sistemas de produção, a expansão do agronegócio chegou a dominar a distribuição de subsidios, o apoio institucional e a infraestrutura logística. Estas tendências estão associadas com a perda e a degradação das florestas, a poluição das águas, pressão e/ou deslocamento de comunidades indígenas e rurais, bem como o incremento nas emissões de gases com efeito de estufa, minando os serviços ecossistêmicos. Analisamos os impactos diversos e complexos das mudanças sócio-econômicas e hidroclimáticas sobre sistemas de produção, nos meio-ambientes e na biodiversidade nos países amazônicos, com um enfoque mais aprofundado sobre os sistema-chave de produção agrária na Amazônia brasileira usando dados ​​dos censos agropecuários de 1995, 2006 e 2017. A análise quantitativa é complementada por uma discussão qualitativa e empiricamente fundadas sobre as mudanças e impactos de diferentes atividades, como estão interligadas, e como diferem entre os vários países amazônicos. Finalmente oferecemos recomendações para a promoção de sistemas de produção e gestão de pequenos agricultores adaptáveis, rentáveis ​​e mais sustentáveis, ​​que reduzam o desmatamento e apoiem as comunidades e economias locais no contexto da crescente urbanização e mudanças climáticas.

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This article describes the environmental impacts of producing a single seedling in forest nurseries of selected districts (i.e., Haripur, Abbottabad, and Mansehra) of Hazara Division of Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan using the life cycle assessment (LCA) approach. This study was based on the cradle-to-gate approach which begins with the pre-nursery stage and progresses toward the main nursery before transplanting seedlings into the plantation site. Data or life cycle inventory (LCI) of seedling production were collected through questionnaire surveys and personal meetings with forest nurseries managers and workers regarding consumption of different inputs such as electricity, diesel, fertilizers, herbicides, and polyethylene bags, organic manure, and water consumption. The SimaPro software version 8.5 and the CML2000 v2.05 environmental model was applied to perform life cycle impact assessment (LCIA) for a single seedling production in forest nurseries in the study area. In line with the objectives of the study, primary data regarding inputs and outputs of the nurseries were collected from 35 nurseries in the study area by using a random questionnaire method. In addition, secondary data were taken from online databases such as Eco-invent v.3.2 CORRIM and peer-reviewed published literature. For this study, a functional unit of a single seedling was considered. Production weighted average data were modeled in the latest environmental modeling software i.e., SimaPro v.8.5 for ten US-EPA most wanted environmental impacts, such as global warming potential (GWP), abiotic depletion (AD), eutrophication potential (EP), acidification potential (AP), freshwater aquatic eco-toxicity (FAE), marine water eco-toxicity (MWE), terrestrial eco-toxicity (TE), ozone layer depletion (OLD), photochemical oxidation (PO), and human toxicity (HT). The results showed that the highest environmental impact posed by a single seedling was marine aquatic eco-toxicity (11.31360 kg 1,4-DB eq), followed by global warming potential (0.02945 kg CO2 eq) and (0.01227 kg 1,4-DB eq) human toxicity. The primary reason for these environmental burdens was the use of synthetic fertilizers in forest nurseries and the consumption of fossil fuels in nursery mechanization and transportation activities. The total cumulative energy demand for a single seedling was (0.800 MJ) with more than 90% contribution from fossil fuel energy resources such as petrol and diesel. It is therefore highly recommended to use renewable energy resources and organic fertilizers instead of chemical fertilizers in forest nurseries to avoid and minimize greenhouse gas emissions (GHS) and other toxic emissions in the study area.

Este artigo descreve os impactos ambientais da produção de uma única muda em viveiros florestais de distritos selecionados (Haripur, Abbottabad e Manshera) da divisão Hazara, de Khyber Pakhtunkhwa, Paquistão, usando a abordagem de avaliação do ciclo de vida (ACV). Este estudo baseou-se na abordagem "do berço ao portão", que se inicia na fase pré-viveiro e progride em direção ao viveiro principal antes do transplante das mudas para o local de plantio. Os dados ou inventário de ciclo de vida (ICV) da produção de mudas foram coletados por meio de questionários e reuniões pessoais com o gerente e os trabalhadores dos viveiros florestais sobre o consumo de diferentes insumos, como energia elétrica, diesel, fertilizantes, herbicidas, sacos de polietileno, adubo orgânico e consumo de água. O software SimaPro, versão 8.5, e o modelo ambiental CML2000, v2.05, foram aplicados para realizar a avaliação de impacto do ciclo de vida (AICV) de uma única produção de mudas em viveiros florestais na área de estudo. Em consonância com os objetivos do estudo, os dados primários relativos às entradas e saídas dos viveiros foram coletados de 35 viveiros na área de estudo por meio de um método de questionário aleatório. Além disso, dados secundários foram obtidos de bancos de dados online, como Eco-invent v.3.2 CORRIM e literatura publicada revisada por pares. Para este estudo, foi considerada uma unidade funcional de uma única plântula. Os dados médios ponderados de produção foram modelados no software de modelagem ambiental mais recente, ou seja, SimaPro, v.8.5, para 10 impactos ambientais mais desejados pela US-EPA, como potencial de aquecimento global (PAG), depleção abiótica (DA), potencial de eutrofização (PE), potencial de acidificação (PA), ecotoxicidade de água doce (EAD), ecotoxicidade da água marinha (EAM), ecotoxicidade terrestre (ET), destruição da camada de ozônio (DCO), oxidação fotoquímica (OF) e toxicidade humana (TH). Os resultados mostraram que o maior impacto ambiental causado por uma única muda foi a ecotoxicidade da água marinha (11,31360 kg 1,4-DB eq), seguido pelo potencial de aquecimento global (0,02945 kg CO2 eq) e toxicidade humana (0,01227 kg 1,4-DB eq) eq). A principal razão para esses ônus ambientais foi o uso de fertilizantes sintéticos em viveiros florestais e o consumo de combustíveis fósseis nas atividades de mecanização e transporte de viveiros. A demanda total acumulada de energia para uma única muda foi de 0,800 MJ, com mais de 90% de contribuição de recursos energéticos de combustíveis fósseis, como gasolina e diesel. Portanto, é altamente recomendável usar recursos de energia renovável e fertilizantes orgânicos em vez de fertilizantes químicos em viveiros florestais para evitar e minimizar as emissões de gases de efeito estufa (GEE) e outras emissões tóxicas na área de estudo.

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In the current climate change scenario, the adoption of actions aimed at reducing wildland fires and, consequently, greenhouse gas emissions is urgent. The use of environmental satellites to trace wildland fires is an essential instrument in the development of fire prevention strategies. The objectives of this study were to (a) analyze the spatiotemporal variability in fire foci detection in the state of Pará, Brazil; (b) identify the main differences between data from AQUA and Suomi-NPP (S-NPP) satellites; and (c) determine the variables responsible for changes in fire detection at municipal level. Mean annual detection of fire foci was of 43,488 by AQUA based on data from 2003-2023, and of 156,038 by S-NPP from 2012-2023. During the overlap period, S-NPP detected 4.5 times more foci than AQUA. Despite the difference, both datasets were significantly correlated. Most fire foci were detected in August, September and November. São Félix do Xingu and Altamira were the municipalities with the highest number of detections, while Bajaru and Concórdia do Pará registered higher fire foci density. Of the 144 municipalities, 89 were classified as having extreme fire incidence. Deforested area was the variable that presented the highest correlation with municipal fire density, followed by pasture area, rainfall, urbanized area, forest area, agricultural area and demographic density. The results of this study could be used as basis for the development of public policies aiming at the reduction of wildland fire occurrence in Pará.

No cenário atual de mudanças climáticas, é urgente adotar medidas que visem a diminuição da queima da vegetação e, consequentemente, da emissão de gases do efeito estufa. O uso de satélites ambientais para a detecção de focos de queima é uma ferramenta fundamental para o desenvolvimento de estratégias de prevenção ao fogo. Este estudo objetivou (a) analisar a variação no registro de focos de queima no estado do Pará, Brasil; (b) identificar as principais diferenças entre os dados dos satélites AQUA e S-NPP; e (c) identificar as variáveis correlacionadas com o registro de focos a nível municipal. A média anual de focos detectados foi de 43.488 com AQUA para o período 2003-2023, e de 156.038 com S-NPP para 2012-2023. Durante o período de sobreposição, S-NPP detectou 4,5 vezes mais focos que AQUA. Apesar da diferença, ambos os dados se correlacionaram significativamente. A maioria dos focos foi detectada em agosto, setembro e novembro. São Félix do Xingu e Altamira foram os municípios com maior número de detecções, enquanto Bajaru e Concórdia do Pará apresentaram maior densidade de focos de queima. Dos 144 municípios, 89 foram classificados como tendo incidência extrema de fogo. Desmatamento foi a variável com a maior correlação com a densidade de focos, seguida por área de pastagem, precipitação pluviométrica, área urbanizada, área florestal, área agrícola e densidade demográfica. Os resultados obtidos podem ser utilizados para o delineamento de políticas públicas que visem a redução da ocorrência de queima da vegetação no estado.

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Most energy used to operate agricultural machines in the field is generated from fossil fuel combustion. The combustion process emits atmospheric pollutants, increasing the emission of greenhouse gases (GHGs). In this context, this review is to discuss technologies for mitigating diesel engine GHG emissions to advance sustainable development in the agricultural machinery sector. This paper presents strategies and technologies widely adopted by agricultural machinery manufacturers in controlling pollutant emissions during fuel combustion. The findings of this study encompass sustainable alternative technologies, such as selective catalytic reduction, exhaust gas recirculation, diesel particulate filter, and fuels. This study helps reveal the environmental impact of agricultural field operations that generate GHG emissions.

Grande parte da energia utilizada para o funcionamento das máquinas agrícolas em suas operações no campo ainda é resultante da combustão de combustíveis fósseis. O processo de combustão provoca a emissão de poluentes atmosféricos que contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE). Neste contexto, esta revisão tem como objetivo descrever as tecnologias que contribuem para mitigar as emissões de GEE pelos motores de ciclo Diesel, a fim de contribuir para a compreensão e o desenvolvimento da sustentabilidade no setor de máquinas agrícolas. São apresentadas as estratégias e tecnologias que comumente estão sendo adotadas pelos fabricantes de máquinas agrícolas para o controle das emissões de poluentes, durante o processo de combustão do combustível. Os achados do estudo apresentam as alternativas tecnológicas sustentáveis como a Selective Catalytic Reduction, Exhaust Gas Recirculation, Diesel Particulate Filter, e sobre o uso de combustíveis alternativos. Ainda, contribui para o entendimento do impacto ambiental das operações agrícolas em campo, que provocam as emissões de GEE.

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ABSTRACT: Most energy used to operate agricultural machines in the field is generated from fossil fuel combustion. The combustion process emits atmospheric pollutants, increasing the emission of greenhouse gases (GHGs). In this context, this review is to discuss technologies for mitigating diesel engine GHG emissions to advance sustainable development in the agricultural machinery sector. This paper presents strategies and technologies widely adopted by agricultural machinery manufacturers in controlling pollutant emissions during fuel combustion. The findings of this study encompass sustainable alternative technologies, such as selective catalytic reduction, exhaust gas recirculation, diesel particulate filter, and fuels. This study helps reveal the environmental impact of agricultural field operations that generate GHG emissions.

RESUMO: Grande parte da energia utilizada para o funcionamento das máquinas agrícolas em suas operações no campo ainda é resultante da combustão de combustíveis fósseis. O processo de combustão provoca a emissão de poluentes atmosféricos que contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE). Neste contexto, esta revisão tem como objetivo descrever as tecnologias que contribuem para mitigar as emissões de GEE pelos motores de ciclo Diesel, a fim de contribuir para a compreensão e o desenvolvimento da sustentabilidade no setor de máquinas agrícolas. São apresentadas as estratégias e tecnologias que comumente estão sendo adotadas pelos fabricantes de máquinas agrícolas para o controle das emissões de poluentes, durante o processo de combustão do combustível. Os achados do estudo apresentam as alternativas tecnológicas sustentáveis como a Selective Catalytic Reduction, Exhaust Gas Recirculation, Diesel Particulate Filter, e sobre o uso de combustíveis alternativos. Ainda, contribui para o entendimento do impacto ambiental das operações agrícolas em campo, que provocam as emissões de GEE.

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Climate change is a very relevant and worrying topic today and is present in the agendas of different spheres of society. High concentrations of greenhouse gases (GHGs) are released into the atmosphere, causing global temperatures to rise. In agricultural production, methane (CH4) is considered one of the highest GHG emissions, causing a negative impact on natural resources and accelerating climate change. In the coming years, with the increase in the world population, food production should be implemented in self-sufficient, quality, and sustainable production systems to meet the need for high consumption. The reduction in CH4 production is related to the better efficiency of energy use of the feed by the animals; therefore, the knowledge of the ruminal fermentation parameters, identification of the ruminal microbiota, and selection of more efficient animals, with lower consumption and greater weight gain, in addition to producing less GHGs like CH4, have a less negative impact on the environment and are economically viable. This review presents some aspects of selection for feed efficiency in sheep as a strategy to mitigate GHG emission and some techniques for measuring these gases.

As alterações climáticas são tema muito relevante e preocupante na atualidade e está presente nas pautas de diferentes esferas da sociedade. Altas concentrações de gases de efeito estufa são lançados na atmosfera, fazendo com que a tem-peratura global se eleve. Na produção agrícola, o metano (CH4) é considerado uma das maiores emissões de GEE, causando impacto negativo nos recursos naturais e acelerando as mudanças climáticas. Nos próximos anos, com o aumento da população mundial, a produção de alimentos deverá estar implementada em sistemas produtivos autossuficientes, de qualidade e sustentáveis para suprir a necessidade do elevado consumo. A redução na produção de CH4 está relacionada com a melhor eficiência do uso de energia da ração pelos animais; portanto, o conhecimento dos parâmetros da fermentação ruminal, identificação da microbiota ruminal e seleção de animais mais eficientes, com menor consumo e maior ganho de peso, além de produzirem menos GEEs como o CH4, impactam menos o meio ambiente e são economicamente viável. Esta revisão apresenta alguns aspectos da seleção para eficiência alimentar em ovinos como estratégia para mitigar a emissão de GEE e algumas técnicas para mensuração desses gases

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In order to evaluate the level of sustainability of an integrated waste management system (IWMS), it is necessary to analyze the impact criteria. Therefore, the purpose of this study is to provide a model for IWMS optimization with the two goals of minimizing the cost and the emission of greenhouse gases of the entire system. Environmental and health problems caused by the lack of proper waste management include the increase in disease, increase in stray animals, pollution of air, water, land, etc. Therefore, it is very important to identify the indicators and improve the efficiency of the waste management system. In the present research, with descriptive-analytical approach, it has been tried to clarify and evaluate the effective indicators in two dimensions of production-segregation and collection-transportation, and find ways to improve the efficiency of the system. In this article, five waste management systems including, incineration, landfill without gas extraction system, plasma incineration, recycling and aerobic decomposition are introduced and their performance in energy production and emission reduction are compared. The results of the evaluation of the basic waste management system (b) show that the amount of pollution is equivalent to 850 kg CO2 per ton of waste. While the amount of emission in the fifth comprehensive management system is reduced to 450 kg CO2 per ton of waste. According to the results obtained in this study, in all the management systems presented, the process of burying waste in sanitary landfills has the greatest effect in increasing pollution. This means that the pollution caused by burying the waste in the sanitary landfill will be reduced with the construction of the gas extraction system and the plasma method and use in electricity production. Despite the increase in initial costs, using the right technology and using the right waste system based on the type of waste and waste recycling has an effect on the efficiency of the system.

Para avaliar o nível de sustentabilidade de um sistema integrado de gestão de resíduos (SGRI) é necessário analisar os critérios de impacto. Portanto, o objetivo deste estudo é fornecer um modelo de otimização do IWMS com os dois objetivos de minimizar o custo e a emissão de gases de efeito estufa de todo o sistema. Os problemas ambientais e de saúde causados pela falta de uma gestão adequada dos resíduos incluem o aumento de doenças, aumento de animais ociosos, poluição do ar, da água, da terra etc. Na presente pesquisa, com abordagem descritivo-analítica, procurou-se esclarecer e avaliar os indicadores eficazes em duas dimensões de produção-segregação e coleta-transporte, e encontrar formas de melhorar a eficiência do sistema. Neste artigo, são introduzidos cinco sistemas de gestão de resíduos, incluindo incineração, aterro sem sistema de extração de gás, incineração de plasma, reciclagem e decomposição aeróbica, e seu desempenho na produção de energia e redução de emissões é comparado. Os resultados da avaliação do sistema básico de gestão de resíduos (b) mostram que a quantidade de poluição é equivalente a 850 kg de CO2 por tonelada de resíduos. Enquanto a quantidade de emissões no quinto sistema de gestão abrangente é reduzida para 450 kg de CO2 por tonelada de resíduos. De acordo com os resultados obtidos neste estudo, em todos os sistemas de gestão apresentados o processo de enterramento de resíduos em aterros sanitários é o que tem maior efeito no aumento da poluição. Isto significa que a poluição causada pelo enterramento dos resíduos no aterro sanitário será reduzida com a construção do sistema de extração de gás e do método de plasma e utilização na produção de energia elétrica. Apesar do aumento dos custos iniciais, a utilização da tecnologia certa e do sistema de resíduos adequado com base no tipo de resíduos e na reciclagem de resíduos tem um efeito na eficiência do sistema.

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This study aimed to evaluate methane emission, milk yield and behavior of ewes kept exclusively on irrigated pasture of Tifton 85 grass (Cynodon spp.) or supplemented with ground corn or whole cottonseed (WCS) based concentrates. Twelve Lacaune x Santa Ines ewes (43.07±0.83 kg of body weight, 77±24 days after parturition, on average) were distributed in replicated 3x3 Latin square. Treatments consisted of three diets: pasture (no concentrate supplementation); corn (pasture + corn-based supplement); whole cottonseed (pasture + whole cottonseed-based supplement), offering 0.5 kg/ewe/day. The WCS group showed the highest concentrate dry matter intake (DMI) (p=0.049) and crude protein (CP) intake (p=0.001) compared to the others. There was no difference on total DMI (p=0.115) for the tested diets. Animals exclusively kept on pasture had the greatest forage DMI (p=0.004), lowest CP digestibility (p=0.015), showed longer grazing time (p=0.01) and shorter idle time (p=0.01) compared to the supplemented groups. Milk yield (0.36 kg/ewe/day) (p=0.15) and methane emission (33.12 g/ewe/day) (p=0.95) were similar for all three evaluated groups. Supplementation with concentrate based on corn or whole cottonseed does not improve productive performance nor decrease methane emission. However, lactating ewes kept exclusively in pasture show longer grazing time, without changes in milk yield and methane emission.

Objetivou-se avaliar a emissão de metano, a produção de leite e o comportamento de ovelhas mantidas exclusivamente em pastagem irrigada de Tifton 85 (Cynodon spp.) ou suplementadas com concentrados à base de milho grão ou caroço de algodão. Doze ovelhas Lacaune x Santa Inês (43,07±0,83 kg de peso corporal e 77±24 dias após a parição, em média) foram distribuídas em quadrados latinos 3x3 replicados. Os tratamentos consistiram em três dietas: pastagem (sem suplementação concentrada); milho (pastagem + suplemento à base de milho); caroço de algodão integral (pastagem + suplemento à base de caroço de algodão), oferecendo 0,5 kg/ovelha/dia. O grupo caroço de algodão apresentou maior consumo de matéria seca (CMS) (P=0,049) e consumo de proteína bruta (PB) (P=0,001) em relação aos demais. Não houve diferença no CMS total (P=0,115) para as dietas testadas. Os animais exclusivamente em pastagem apresentaram maior consumo de forragem (P=0,004), menor digestibilidade da PB (P=0,015), maior tempo em pastejo (P=0,01) e menor tempo em ócio (P=0,01), em relação aos grupos suplementados. A produção de leite (0,36 kg/ovelha/dia) (P=0,15) e a emissão de metano (33,12 g/ovelha/dia) (P=0,95) foram semelhantes nos três grupos avaliados. A suplementação com concentrado à base de milho grão ou caroço de algodão não melhorou o desempenho produtivo e não reduziu a emissão de metano. Entretanto, as ovelhas lactantes mantidas exclusivamente em pastagem apresentaram maior tempo em pastejo, sem alterações na produção de leite e na emissão de metano.

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The objective of this study was to evaluate in vitro rumen fermentation and methane production under the influence of two sources of phytochemicals: essential oils (EOs) and aqueous extracts (AEs). Treatments were set up in a completely randomized block design, with 4×2+1 factorial arrangement of four species, S (garlic, G; cinnamon, C; rosemary, R; eucalyptus; EU) × two types of presentation, P (essential oil, EO; aqueous extract, AE) and a basal diet, BD (50% concentrate, 20% alfalfa and 30% corn silage). Rumen fermentation was evaluated using the in vitro gas production technique. All experimental units were incubated with 500 mg of BD for 72 hours. Treatments were added at a single dose of 900 mg/L of rumen inoculum. Gas pressure was recorded at 0, 2, 4, 6, 8, 10, 14, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 60 and 72 h postincubation. There was an interaction effect (P × S) between plant extract presentation (P) and plant species (S) for all variables. Treatments GEO, CEO, REO decreased volatile fatty acids (mmol/200 mg), microbial mass production (mg/g), CH4 production (mL/g), in vitro dry matter digestibility (P < 0.05), and total gas production at 24 and 72 h post-incubation (P < 0.05; mL/g DM, mL/g OM). No differences (P > 0.05) were observed between AEs and BD. In conclusion, the use of EOs negatively affected rumen fermentation parameters and the production of CH4. Garlic and cinnamon EOs effectively reduced methane emissions; however, they also reduced in vitro dry matter digestibility.

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The aim of this study was to analyze the production patterns present in rural properties producing cattle in the micro-regions that make up the state of Pará. Exploratory Factor Analysis (EFA) was applied to identify the patterns, and these data are used to evaluate correlation between the heterogeneity of rural properties and the environmental impact on the identified patterns. The theoretical contribution is based on discussions on global impacts of food production and environmental sustainability and the impacts of livestock production systems in Brazil and the Amazon. Survey data were taken from the 2017 Agricultural Census, available for the 144 municipalities in the state, and pooled into 22 micro-regions. Three patterns of rural properties were identified: the first related to conservation management practices and called transition management; the second highlights aspects associated with information technology and communication (ICT) and productivity called technical productive efficiency; the third indicates the importance of social organization and access to information called social participation. With these patterns, it was possible to develop the Traditional Performance Indicator (TPI), in which the micro-regions of São Félix do Xingu, Itaituba and Conceição do Araguaia were those with the highest values of this indicator, water protection practices are present in the properties, however, in precarious conditions, and conservation practices are rarely used. The correlation between heterogeneity, measured by the size of pasture area in each microregion, and the TPI is positive, strong and significant. In this transition context, public policies are essential to provide access to infrastructure, credit and good animal health and biotechnology practices.(AU)

O objetivo deste estudo foi analisar os padrões de produção presentes nos estabelecimentos rurais produtores de gado bovino nas microrregiões que formam o estado do Pará. Foi aplicada a técnica estatística de Análise Fatorial Exploratória (AFE) para identificar os padrões, e com esses dados avaliar a correlação entre a heterogeneidade das propriedades rurais produtoras e o impacto ambiental nos padrões identificados. O aporte teórico está ancorado nas discussões sobre os impactos globais da produção de alimentos e a sustentabilidade ambiental e os impactos da pecuária no Brasil e na Amazônia. Os dados da pesquisa foram extraídos do Censo Agropecuário de 2017, disponíveis para os 144 municípios do estado, e agregados em 22 microrregiões. Foram identificados três padrões de estabelecimentos rurais: o primeiro relacionado as práticas de gestão conservacionistas e denominado de gestão em transição; o segundo destaca aspectos associados a tecnologia de informática e comunicação (TIC) e a produtividade denominado de eficiência técnica produtiva; o terceiro indica a importância da organização social e o acesso a informação denominado de participação social. Com os resultados desses padrões foi possível gerar o Indicador de Desempenho Tradicional (IDT), em que as microrregiões de São Félix do Xingu, Itaituba e Conceição do Araguaia foram aquelas com maior nível desse indicador, as práticas de proteção das águas se fazem presente nas propriedades, porém, em condições precárias, e as práticas conservacionistas são pouco empregadas. A correlação entre a heterogeneidade, medida pelo tamanho da área de pasto em cada microrregião, e o IDT é positiva, forte e significativa. Nesse contexto de transição, as políticas públicas são essenciais para proporcionar acesso a infraestrutura, crédito e boas práticas de saúde animal e biotecnologia.(AU)

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Sugarcane is a good source of renewable energy and helps reduce the emission of greenhouse gases. Nitrogen has a critical role in plant growth; therefore, estimating nitrogen levels is essential, and remote sensing can improve fertilizer management. This field study selects wavelengths from hyperspectral data on a sugarcane canopy to generate models for estimating leaf nitrogen concentrations. The study was carried out in the municipalities of Piracicaba, Jaú, and Santa Maria da Serra, state of São Paulo, in the 2013/2014 growing season. The experiments were carried out using a completely randomized block design with split plots (three sugarcane varieties per plot [variety SP 81-3250 was common to all plots] and four nitrogen concentrations [0, 50, 100, and 150 kgha-¹] per subplot) and four repetitions. The wavelengths that best correlated with leaf nitrogen were selected usingsparse partial least square regression. The wavelength regionswere combinedby stepwise multiple linear regression. Spectral bands in the visible (700-705 nm), red-edge (710-720 nm), near-infrared (725, 925, 955, and 980 nm), and short-wave infrared (1355, 1420, 1595, 1600, 1605, and 1610 nm) regions were identified. The R² and RMSE of the model were 0.50 and 1.67 g.kg-¹, respectively. The adjusted R² and RMSE of the models for Piracicaba, Jaú, and Santa Maria were 0.31 (unreliable) and 1.30 g.kg-¹, 0.53 and 1.96 g.kg-¹, and 0.54 and 1.46 g.kg-¹, respectively. Our results showed that canopy hyperspectral reflectance can estimate leaf nitrogen concentrations and manage nitrogen application in sugarcane.

A cana-de-açúcar se destaca como uma das fontes de energia renovável frente às estratégias para reduzir a emissão de gases causadores do efeito estufa. O nitrogênio é um dos mais significativos devido ao seu impacto no crescimento de folhas e colmos. Portanto, o monitoramento eficiente do nitrogênio aplicado é essencial e o sensoriamento remoto se apresenta como uma alternativa na melhoria do gerenciamento da adubação. O presente trabalho teve por objetivo selecionar comprimentos de onda a partir de dados hiperespectrais de dossel da cana-de-açúcar para geração de modelos na predição da concentração de Nitrogênio. O estudo foi realizado em experimentos de campo instalados nos municípios de Piracicaba, Jaú e Santa Maria da Serra, estado São Paulo, na safra 2013/2014. Cada experimento foi alocado em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e quatro repetições, com variedades de cana-de-açúcar na parcela (três variedades por local, sendo a SP 81-3250 comum à todos) e doses de nitrogênio (0, 50, 100 e 150 kg.ha-1) na subparcela. Na seleção dos comprimentos de onda que melhor se correlacionam com o TFN foi utilizada a metodologia sPLS. Posteriormente, foi realizada a combinação linear dos comprimentos de onda selecionados pela metodologia sPLS, por meio de Regressão Linear Múltipla por Stepwise (SMLR). Foram identificadas bandas importantes nas regiões do visível (700 a 705 nm), red-edge(710 a 720 nm), infravermelho próximo (725, 925, 955 e 980 nm) e infravermelho de ondas curtas (1355, 1420, 1595, 1600, 1605 e 1610 nm). O modelo de predição de TFN teve valores de R² de 0,50 e o RMSE de 1,67 g.kg-¹. Os modelos gerados para Piracicaba, Jaú e Santa Maria obtiveram R² ajustados e RMSE, respectivamente, de 0,31 considerado não confiável (1,30 g.kg-¹), 0,53 (1,96 g.kg-¹) e 0,54 (1,46 g.kg-¹). Os sensores hiperespectrais de dossel podem ser utilizados para predição do TFN e monitoramento de aplicação de nitrogênio em cana-de-açúcar.

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Based on previous reports, our study aimed to obtain the first estimate on the contribution of termite mounds to CH4 emissions in Brazilian Cerrado pastures. We estimated that termite mounds occupy an area larger than 200,000 ha in degraded pastures, an important loss of grazing area considering the current scenario of land-use change of pastures to other crops in Brazil. Moreover, mound-building termites in degraded pastures may be responsible for CH4 emissions greater than 11 Mt CO2 eq. yr−1, which would notably affect the greenhouse gases (GHG) balance of grass-fed cattle production in Brazil. In this sense, it is urgent to conduct field-scale studies about the CH4 emissions by mound-building termites in pastures and its contribution to the C footprint of Brazilian beef.

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Forest soils are N2O sources and commonly act as CH4 sinks. This study evaluated the dynamics of the CH4 and N2O fluxes of soils under Eucalyptus plantations and native Cerrado vegetation, as well as possible interactions between environmental factors and fluxes. The study was carried out in the Distrito Federal, Brazil, during 26 months, in three areas: in two stands of the hybrid Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis, planted in 2011 (E1), and in 2009 (E2) and native Cerrado vegetation (CE). Measurements to determine the fluxes in a closed static chamber were carried out from Oct 2013 to Nov 2015. Soil and climate factors were monitored. During the study period, the mean CH4 fluxes were –22.48, –8.38 and –1.31 μg CH4 m–2 h–1 and the mean N2O fluxes 5.45, 4.85 and 3.85 μg N2O m–2 h–1 from E1, E2 and CE, respectively. Seasonality affected plantations in the studied sites. Cumulative CH4 influxes were calculated (year-1: –1.86 to -0.63 kg ha–1 yr–1; year-2: –1.85 to –1.34 kg ha–1 yr–1). Cumulative N2O fluxes in the three sites were ≤ 0.85 kg ha–1 yr–1. The change in land use from Cerrado to Eucalyptus plantations did not significantly changed regarding greenhouse gases (GHG), compared to the native vegetation. Flux rates of both gases (N2O and CH4) were low. Temporal variations in GHG fluxes and different ages of the stands did not cause significant differences in cumulative annual fluxes.

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The objective of this study was to evaluate natamycin, Lactobacillus buchneri (LB), or their combination on the chemical composition, loss, fermentative profile, and aerobic stability as well as gas production and composition of sugarcane silages. The treatments were (wet basis): no additive (control), 10 g t−1 of natamycin (N10), 5 × 104 cfu g−1 of LB, and the combination of 4 g t−1 of natamycin and 2.5 × 104 cfu g−1 of LB (NLB). Sugarcane was chopped (10 mm), treated with the additives, and ensiled in experimental silos (four replicates). The silos remained stored for 51 days. The LB inoculation, alone or in combination with natamycin, increased the acetic acid content (by 105 and 78% respectively) and decreased ethanol content (by 83 and 71% respectively) when compared to N10 treatment and the control. A decrease in both dry matter and gas losses was observed in the LB (by 72 and 78%, respectively) and N10 (by 69 and 77%, respectively) silages compared with the control, but not the combination. The N10 treatment reduced greenhouse gas (GHG) emission by 86% compared with the control silage. Control and N10 silages deteriorated to the same extent with aerobic exposure, whereas LB and NLB presented higher aerobic stability. The use of natamycin alone is not recommended when ethanol and aerobic stability are concerns. However, natamycin may be considered for the composition of blend additives to decrease greenhouse gas emission and fermentative loss in silages. Further studies must be carried out to optimize doses of natamycin in blend additives.(AU)

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Rice is the second-most produced cereal worldwide and actively contributes to greenhouse gas (GHG) emissions, particularly methane, especially under deepwater production. Assessments of energy efficiency (EE) and GHG emissions can indicate the sustainability level of agrosystems and support decisions related to the reduction of production costs and environmental pollution. This study aimed to assess both EE and GHG emissions in organic and conventional rice production in the Southern region of Brazil. For this study, eight rice fields were evaluated. Energy inputs and outputs were calculated by multiplying the production input amounts by their respective calorific values or energy coefficients at each stage of production. EE was determined using the ratio between the total energy output and the total energy consumed during the production process. GHG emissions were estimated using the principles of the lifecycle assessment methodology in addition to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) recommendations. Each 1.0 MJ consumed during the production of organic and conventional rice produced renewable energy averages of 10.5 MJ and 7.90 MJ, respectively, as grains. The primary energy expenses for organic rice were represented by seeds, fuel, tractors, and agricultural machinery and implements, and those for conventional rice were seeds, fuel, and fertilizers. Each kilogram of organic and conventional rice produced accounted for the emission of 0.21 and 0.32 kg of CO2eq, respectively, during the production cycles and delivery to the warehouse, with seeds, fuel, and fertilizers being the main sources of CO2eq emissions to the atmosphere.

O arroz é o segundo cereal mais cultivado no mundo e contribui ativamente nas emissões de GEE, principalmente em áreas produzidas sob inundação, com destaque para a produção de gás metano. A eficiência energética (EE) e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) podem indicar o nível de sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção e poluição do ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a EE e emissões de GEE nas culturas do arroz sob cultivo orgânico e convencional na região sul do Brasil. Para isso, foram avaliadas oito áreas de arroz. As entradas e saídas de energia foram calculadas pela multiplicação da quantidade de produtos utilizados para a produção de arroz pelos seus respectivos poderes caloríficos ou coeficientes energéticos em cada etapa de produção. A EE foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para estimar a emissão de GEE, foram aplicados princípios da metodologia de avaliação do ciclo de vida e recomendações do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Para cada 1,0 MJ de energia consumida na produção orgânica de arroz sob os sistemas orgânico e convencional, se produziram respectivamente em média, 10,5 MJ e 7,90 MJ de energia renovável, na forma de grãos. Os principais gastos energéticos no arroz orgânico foram com sementes, combustível, tratores, máquinas e implementos agrícolas e para o arroz convencional foram sementes, combustível e fertilizantes. Para cada 1 kg de grãos dos sistemas orgânicos e convencional são emitidos respectivamente 0,21 e 0,32 kg de CO2eq durante seus ciclos de produção e entrega no armazém, sendo as sementes, combustíveis e fertilizantes as principais fontes de emissão de CO2eq à atmosfera.

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ABSTRACT: Local greenhouse gas flow measurement studies have been encouraged at a global level as a subsidy for national and state inventories. This study aimed to evaluate the seasonal methane emission during the 2008/2009 harvest, from an irrigated rice plantation, under pre-germinated system, in the municipality of Tremembé, State of São Paulo, using the static chamber technique and gas chromatography. The study showed high seasonal emission of methane (CH4) for the studied area, probably due to the long flooding period. It was estimated the CH4 emission factor (6.51 kg CH4 ha-1 dia-1), the partial global warming potential (pGWP, 27.2 Mg CO2eq growing season-1 ha-1) and the yield-scaled pGWP (YpGWP, 3.9 kg CO2eq kg-1 grain).

RESUMO: Estudos locais de mensuração de fluxos de gases de efeito estufa em sistemas agrícolas têm sido incentivados a nível global como base para subsidiar estimativas nacionais e estaduais de emissão. Este estudo objetivou quantificar a emissão sazonal de metano (CH4) em cultivo de arroz irrigado, sob sistema pré-germinado, no município de Tremembé, Estado de São Paulo, na safra de 2008/2009, utilizando o método de câmara estática e cromatografia gasosa. O estudo mostrou elevada emissão sazonal de CH4 para a área estudada, em função, provavelmente do longo período de inundação. Foi estimado o fator de emissão de CH4 (6,51 kg CH4 ha-1 dia-1), o potencial de aquecimento global parcial (PAGp, 27,2 Mg CO2eq estação de crescimento-1 ha-1) e o PAGp escalonado pelo rendimento (R) de grãos (PAGpR, 3,9 kg CO2eq kg-1 grão).