Resumo: Objetivo Este estudo teve como objetivo quantificar as taxas de emissão de gases resultante da decomposição anaeróbia de diferentes recursos vegetais em condições usualmente encontradas em sedimentos de sistemas aquáticos tropicais e solos orgânicos drenados. Métodos As incubações foram preparadas com folhas verdes, cascas, galhos, serapilhera, talos e folhas de cana-de-açúcar, folhas de soja, gramíneas, folhas de foresta e uma macrófita aquática (Typha domingensis). Durante 10 meses, o volume diário de gás liberado pela decomposição foi medido e um modelo cinético foi utilizado para descrever a mineralização anaeróbia. Os modelos consideraram a heterogeneidade dos recursos vegetais. Resultados A variação temporal das taxas de gases indicou que a mineralização das frações lábeis dos detritos variaram, em uma base de carbono, de 16,2 (cascas) a 100% (amostras compostas de folhas, gramíneas e talo de cana-de-açúcar). Foi observada uma elevada emissão de gás durante a mineralização das gramíneas, talo de cana de açúcar, amostra compostas de folhas e serapilhera, enquanto que baixos volumes de gases foram medidos durante a mineralização de cascas, galhos, amostra composta de folhas da floresta e T. domingensis que representam os detritos mais fibrosos e recalcitrantes (teor de carbono: 83,8, 78,2, 64,8 e 53,4%, respectivamente). A mineralização do carbono lábil apresentou valores de meia-vida que variaram de 41 (galhos) a 295 dias (gramíneas). Conclusões Considerando a quantidade elevada de detritos refratários remanescentes, a decomposição anaeróbica desses recursos vegetais indicou grande tendência ao acúmulo de matéria orgânica nos solos encharcados, apesar das temperaturas mais elevadas encontradas no ambiente tropical, esses ambientes representam um sumidouro de detrito particulado devido à sua decomposição lenta.

Abstract: Aim The aim of this study was to quantify the emission rates of gases resulting from the anaerobic decomposition of different plant resources under conditions usually found in sediments of tropical aquatic systems and drained organic soils. Methods Incubations were prepared with green leaves, bark, twigs, plant litter, sugarcane stalks and leaves, soybean leaves, grasses, forest leaves and an aquatic macrophyte (Typha domingensis). Over 10 months, the daily volume of gas evolved from decay was measured and a kinetic model was used to describe the anaerobic mineralization. Results Using the mathematical model, it can be observed that the composition of the plant resources is heterogeneous. The temporal variation of the gas rates indicated that the mineralization of the labile fractions of detritus varied, on a carbon basis, from 16.2 (bark) to 100% (samples composed of leaves, grasses and sugar cane stalks). High gas emissions were observed during the mineralization of grasses, sugar cane stalks, leaves and plant litter, while low volumes of gases were measured during the mineralization of bark, twigs, forest leaves and T. domingensis, which are the most fibrous and recalcitrant resources (carbon content: 83.8, 78.2, 64.8 and 53.4%, respectively). The mineralization of labile carbon presented half-life values, which varied from 41 (twigs) to 295 days (grasses). Conclusions Considering the high amount of remaining recalcitrant fraction, the anaerobic decomposition of these plant resources showed a strong trend towards accumulating organic matter in flooded soils. Despite the higher temperatures found in the tropical environment, these environments represent a sink of particulate detritus due to its slow decomposition.

OBJETIVO: Acúmulos intensos de plantas nos sedimentos são importantes fontes de emissões de CH4 e CO2 em lagoas de várzea de inundação. Nesse estudo foram determinadas as formações de CH4 e CO2 da decomposição anaeróbia de macrófitas aquáticas de uma lagoa marginal; MÉTODOS: A formação do metano foi determinada com base nas características intrínsecas dos detritos e das condições experimentais. As produções de CH4 e CO2 foram determinadas durante a degradação de sete espécies de macrófitas aquáticas: Cabomba furcata, Cyperus giganteus, Egeria najas, Eichhornia azurea, Ludwigia inclinata, Oxycaryum cubense, and Utricularia breviscapa, todas provenientes da zona litorânea da lagoa marginal selecionada; RESULTADOS: De modo geral, a mentanogênese foi mais sensível à variação da temperatura que os demais processos de mineralização. Embora as rotas metabólicas que geraram o CO2 sempre predominaram, a formação do metano foi favorecida com o incremento da temperatura em detrimento da geração de CO2. Enquanto vários fatores (e.g. pH, potencial redox, salinidade, disponibilidade de nutrientes) influenciaram os rendimentos dos produtos finais da degradação, a temperatura e a composição química dos detritos foram, de modo geral, os fatores mais importantes para a formação do CH4. Nas lagoas marginais da várzea de inundação do rio Mogi-Guaçu e em especial na lagoa do Óleo, em média, 10% do carbono dos detritos de macrófitas devem ser convertidos em CH4 enquanto os demais (90%) em CO2.

AIM: Massive accumulations of aquatic sedimentary plant are the main source of CH4 and CO2 emissions in floodplain lakes. To examine this connection, this study measured CO2 and CH4 formation during anaerobic decomposition of aquatic macrophytes from a floodplain lake; METHODS: Methane formation was determined to the intrinsic characteristics of the debris, and the experimental (physical and chemical) conditions. Production of CH4 and CO2 were measured during anaerobic degradation of seven aquatic macrophytes: Cabomba furcata, Cyperus giganteus, Egeria najas, Eichhornia azurea, Ludwigia inclinata, Oxycaryum cubense, and Utricularia breviscapa, all of which inhabit the littoral zone of the lagoon studied; RESULTS: Overall, methanogenesis was more sensitive to temperature variation than gross anaerobic mineralization. Although the metabolic routes that generate CO2 were always predominant, as a competing process methanogenesis was favored by increasing temperature to the detriment of CO2 formation. Although several factors (such as pH, redox potential, salinity and nutrients availability) influenced yields of the final degradation products, temperature and detritus chemical composition were, in a first approach, the key factors in CH4 formation. In the oxbow lakes of the Mogi-Guaçu River Floodplain, especially Óleo Lagoon, on average, 10% of the total carbon can be regarded as the yield of CH4 formation derived from aquatic macrophyte decay, while the remaining carbon (90%) became CO2.