A integração lavoura-pecuária (ILP) é um sistema que tem sido cada vez mais implementado em várias regiões no Brasil. O acúmulo de matéria orgânica do solo (MOS) e a mitigação de emissão de gases de efeito estufa (GEE) são benefícios dos sistemas integrados. O óxido nitroso (N2O) é um dos principais gases do efeito estufa e sua emissão para a atmosfera é influenciada por diversos fatores, entre eles a disponibilidade de carbono (C) orgânico no solo. Para compreender como o C interfere na emissão desse gás em um sistema integrado, o presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a emissão de N2O do solo em sistema de integração lavoura pecuária após 24 anos de duração de experimento e relacionar essas emissões com as frações da MOS em condições tropicais no Cerrado brasileiro. A pesquisa foi desenvolvida na Embrapa Cerrados, em Planaltina, DF, em um experimento instalado em 1991, cujo delineamento estatístico foi em blocos casualizados, com duas repetições. Os agrossistemas estudados foram: integração lavoura pecuária sob plantio direto (ILP-PD), lavoura contínua sob plantio convencional (LC-PC), lavoura contínua sob plantio direto (LC-PD), e o Cerrado nativo como área de referência. No Capítulo I foram monitoradas as emissões de N2O nos diferentes agroecossistemas em um ano de avaliação, onde houve sucessão de culturas nas áreas agrícolas nesse período (sorgo consorciado com braquiária Piatã– soja – milho), e foram relacionadas com as co-variáveis edafoclimáticas (Nmineral – nitrato e amônio; espaço poroso saturado por água – EPSA). Conclui-se nesse capítulo que os maiores fluxos de N2O foram observados após a fertilização e os eventos de precipitação. Também foi possível verificar um efeito combinado do manejo do solo com a rotação de culturas nas emissões de N2O. Nos sistemas com lavoura contínua, as emissões foram maiores do que no sistema integrado durante o ciclo do sorgo e safrinha, em virtude da decomposição dos resíduos da cultura da soja, de baixa relação C/N e rica em N, principalmente dos nódulos com rizóbios. No Capítulo II, considerando que a MOS e a agregação do solo interferem na emissão de N2O, objetivou-se caracterizar as frações da MOS nos diferentes agroecossistemas. As emissões de N2O foram monitoradas por um ano e meio (~509 dias). Foram determinados os teores totais de carbono orgânico (COT) e nitrogênio (NT) e as frações da MOS: carbono oxidado por permanganato de potássio (CL), carbono da biomassa microbiana (CBM), carbono orgânico particulado (COP), carbono orgânico associado aos minerais (COAM), substâncias húmicas e suas relações (humina – HUM, ácido fúlvico – AF e ácido húmico – AH), carbono inerte (CI) e carbono e nitrogênio associado aos macro e microagregados (C-MACRO, C-MICRO, N-MACRO e N-MICRO). Os resultados desse capítulo mostraram que a emissão acumulada de N2O foi maior no LC-PC (4,56 kg ha-1 ), intermediária no LC-PD (3,73 kg ha-1 ) e no ILP-PD (1,75 kg ha-1 ), e menor no Cerrado (0,63 kg ha-1 ) em um ano e meio de monitoramento. A análise de componentes principais realizada entre o N2O acumulado no período avaliado e as frações de carbono demonstraram maior associação entre a menor emissão, que foi verificada no Cerrado, com as frações CBM, COAM e HUM, essas duas últimas representando as frações estáveis da MOS. A avaliação do acúmulo de frações de C nos diferentes agroecossistemas demonstra que apesar do Cerrado nativo apresentar maior população microbiana e altos teores de C total, há predominância das frações estáveis, que são menos disponíveis para a microbiota. Isso ajuda a explicar as menores taxas de mineralização, e consequentemente, a menor produção de N2O. Entre os sistemas agrícolas, as menores emissões de N2O foram verificadas no ILP-PD, o sistema que mais se aproximou da área de referência (Cerrado nativo). No geral, os maiores teores de C nas frações estáveis e em agregados também foram verificados no ILP-PD, confirmando seu potencial como sistema mitigador de emissão de N2O e acumulador de carbono no solo.