A produção sustentável de cana-de-açúcar é um quesito importante valorizado pela sociedade, em especial para a cana direcionada para a produção de bioenergia. A sustentabilidade na fase agrícola é fortemente influenciada pelas emissões de gases de efeito estufa (GEE) e pelo destino de resí­duos agroindustriais, em especial a vinhaça e a palha. As fontes de matérias prima usadas para a produção de biocombustíveis também têm papel relevante: colmos, palha e novos materiais, como a chamada cana-energia. As emissões de GEE, com destaque para o óxido nitroso (N2O) são originadas principalmente dos fertilizantes nitrogenados usados na cultura. A palha e a vinhaça tem efeito marcante nas emissões desses gases. Além disso, os resí­duos agroindustriais são importantes para a reciclagem de nutrientes e a conservação dos solos, itens relevantes para a sustentabilidade da produção agrícola. O uso e remoção de nutrientes na colheita também influencia a sustentabilidade do sistema. Desse modo, o projeto engloba várias ações direcionadas a estudar: a) as emissões de GEE provenientes de fertilizantes e sua interação com a aplicação de vinhaça e palha; b) as interações e mecanismos microbiológicos associados às emissões de GEE em função do uso de fertilizantes, vinhaça e palha; c) as emissões de GEE a partir de fertilizantes tratados com inibidores de nitrificação; opções de aproveitamento da palha da cana e os efeitos sobre o solo e ciclagem de nutrientes; d) avaliação, em longo prazo, do uso de diferentes fertilizantes nitrogenados na cultura de cana-de-açúcar; e) balanço de nutrientes em cana energia.