Modeling future carbon stock in melon cultivation agroecosystems under different climate scenarios

O cultivo intensivo do melão é baseado em modelos convencionais de monocultivos, os quais podem utilizar de forma ineficiente os recursos naturais e, associados ao manejo inadequado, contribuir para alterações climáticas. O principal objetivo deste estudo foi modelar o estoque de carbono futuro em agroecossistemas no cultivo de meloeiro sob diferentes cenários climáticos. O estudo foi conduzido no Campo Experimental Bebedouro da Embrapa Semiárido, Petrolina/PE, em área cultivada com melão amarelo, cv. Gladial e foram considerados oito ciclos de cultivo. O delineamento experimental foi composto de dois tipos de manejo de solo (com e sem revolvimento), dois tratamentos utilizando adubos verdes compostos de 14 espécies com diferentes proporções de leguminosas, gramíneas e oleaginosas e a vegetação espontânea, contendo quatro repetições divididos em blocos casualizados. Após 70 dias de desenvolvimento as plantas foram cortadas e depositadas no solo. Dados de temperatura e precipitação foram adquiridos dos modelos climáticos BCC CSM, MIROC5, CESM1-BGC, IPSL CM5B LR e HADGEM2-AO, seguindo os cenários climáticos RCP 4.5 e 8.5. O estoque de carbono (C) foi estimado até o ano de 2071 usando o modelo RothC. O tratamento com predominância de leguminosas e sem revolvimento aumentou o estoque de C no solo independentemente do cenário climático. O revolvimento do solo não favoreceu o acúmulo de C, fazendo com que nenhum dos tratamentos alcançasse o mesmo estoque que a Caatinga. No cenário RCP 4.5 o modelo MIROC5 favoreceu o maior acúmulo de C no solo; já os menores estoques de C ocorreram nos modelos CESM1-BGC e IPSL CM5B LR sob o cenário RCP 8.5.
Intensive melon cultivation is based on conventional monoculture models that can inefficiently use natural resources, which, combined with inadequate management, contribute to climate change. The main objective of this study was to model the future carbon stock in melon cultivation agroecosystems under different climate scenarios. The study was conducted at the Bebedouro Experimental Field of Embrapa Semi-arid, Petrolina/PE, Brazil, in an area cultivated with yellow melon cv. Gladial, and eight cultivation cycles were considered. The experimental design was composed of two types of soil management (with and without tillage), two treatments using green manures consisting of 14 species with different proportions of legumes, grasses and oilseeds, and spontaneous vegetation, containing four replications divided into randomized blocks. After 70 days of development, the plants were cut and placed in the soil. Temperature and precipitation data were acquired from the BCC-CSM, MIROC5, CESM1-BGC, IPSL-CM5B-LR, and HadGEM2-AO climate models, following the RCP 4.5 and 8.5 climate scenarios. The carbon (C) stock was estimated until the year 2071 using the RothC model. The treatment with a predominance of legumes and no rotation increased the C stock in the soil, regardless of the climate scenario. The soil tillage did not favor C accumulation, meaning that none of the treatments reached the same stock as the Caatinga. The MIROC5 model in the RCP 4.5 scenario favored greater C accumulation in the soil, while the lowest C stocks occurred in the CESM1-BGC and IPSL-CM5B-LR models under the RCP 8.5 scenario.