Com o presente trabalho objetivou-se caracterizar as variações espaciais e temporais da emissão de CO2 do solo associada aos atributos químicos, físicos e microbiológicos em áreas de sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) em comparação ao monocultivo. A hipótese é que os SIPAs promovem melhorias nas condições ecossistêmicas do solo, como temperatura e umidade, favorecendo a atividade dos microrganismos, redução das emissões de CO2 e incremento da fertilidade do solo e de sua estrutura física quando comparado ao solo em monocultivo. O delineamento experimental foi estruturado em blocos incompletos ao acaso com três tratamentos, que consistiram em sorgo forrageiro (Sorghum bicolor) cultivado em monocultura (SFM), sorgo forrageiro consorciado com Panicum maximum (Syn. Megathyrsus maximus) cv. Mombaça (SM), e sorgo forrageiro consorciado com P. maximum cv. BRS Zuri (SZ), todos para produção de silagem. As avaliações da emissão de fluxo de CO2 do solo (FCO2), temperatura (Ts) e umidade do solo (Us) foram realizadas simultaneamente em 20 pontos amostrais em cada área no período do inverno, durante julho a setembro de 2022 e as coletas foram repetidas no período do verão, de fevereiro a março de 2023. Após o término das avaliações de CO2, durante a época de inverno e verão, foram realizadas as amostragens de solo na profundidade de 0-10 cm com amostras deformadas e indeformadas, para a determinação dos atributos químicos, físicos e microbiológicos. A medida de resistência a penetração no solo foi realizada utilizando o equipamento automatizado acoplado ao quadriciclo, nos mesmos 20 pontos onde foram realizadas as avaliações de FCO2. No inverno, o solo sob tratamento SFM apresentou maior valor médio de FCO2 (1,73 μmol m-2 s -1 ), com temperatura mais elevada (21,8ºC) e menor umidade (1,17 vwc/sv). No que se refere à matéria orgânica do solo (MOS), o tratamento SFM apresentou maior valor (47,60 g·dm⁻³), superando os tratamentos integrados, os quais não apresentaram diferenças significativas entre si. O estoque de carbono também foi superior no tratamento SFM (38,53 Mg C·ha⁻¹), embora sem diferença estatística em relação ao tratamento SZ. Enquanto o tempo de meia vida (T ½) e a constante k de decaimento do carbono no solo (d-1 ), não diferiram entre os três tratamentos. No verão, o tratamento SZ apresentou maior FCO2 (5,73 μmol m-2 s -1 ), em comparação aos demais tratamentos, além de registrar a maior temperatura (24,74 ºC) e a menor umidade (1,61 vwc/sv) quando comparado ao tratamento de SM, porém não houve diferença estatística com relação ao tratamento SFM. O solo sob tratamento SZ também apresentou maior atividade enzimática da desidrogenase (10,63 µg TPF g⁻¹ solo 24 h⁻¹), urease (16,19 µg NH₄⁺ g⁻¹ solo 2 h⁻¹) e betaglicosidase (62,83 mg PNF kg⁻¹ solo h -1 ), indicando maior atividade microbiana quando comparado ao tratamento SM. Enquanto para o T ½, o tratamento SZ apresentou menor valor (428,4 d) em relação ao tratamento SFM (603,9 d) e não diferiu estatisticamente do tratamento SM, indicando que o T ½ nos tratamentos integrados foi menor, uma vez que houve maior atividade microbiana e com isso maior respiração e decomposição do C. Quanto à resistência à penetração, não foram observadas variações significativas entre os tratamentos, tanto no inverno quanto no verão. No entanto, os valores aumentaram com a profundidade do solo. A análise espacial indicou uma correlação inversa entre a FCO2 e a resistência à penetração, sugerindo que solos menos compactados favorecem maior atividade biológica e, consequentemente, maior emissão de CO2. Mesmo em curto prazo, foi possível observar melhoria na fertilidade do solo nos sistemas integrados. Apesar do aumento na densidade do solo para SZ e SM, as variações sazonais foram pequenas e não indicam compactação, sugerindo que o pastejo não afetou negativamente as áreas avaliadas