O preparo mecânico do solo é uma das práticas agrícolas que contribuem para o aumento da perda de carbono via emissão de CO2 do solo (FCO2). Com este trabalho objetivou-se investigar o efeito de três sistemas de preparo do solo na FCO2, temperatura e umidade do solo em área de reforma da cultura de cana-de-açúcar. A área experimental foi constituída de três parcelas, cada uma recebendo um dos preparos do solo: preparo convencional (PC), subsolagem convencional (SC) e subsolagem localizada (SL). A FCO2, temperatura e a umidade do solo foram avaliadas durante o período total de 17 dias. A FCO2 foi maior no preparo PC (0,75 g CO2 m-2 h-1). A temperatura do solo não diferiu (p > 0,05) entre as subsolagens: SL (26,2 ºC) e SC (25,9 ºC). A umidade do solo foi maior na SL (24%), seguida pela SC (21,8%) e preparo PC (18,3%). Apenas no preparo PC foi observada correlação significativa (r = –0,71; p < 0,05) entre FCO2 e a temperatura do solo. O preparo PC apresentou emissão total (2.864,3 kg CO2 ha-1), superior às emissões nas subsolagens: SC (1.970,9 kg CO2 ha-1) e SL (1.707,7 kg CO2 ha-1). A conversão do sistema de preparo PC para a SL diminuiu as emissões de CO2 do solo, reduzindo a contribuição da agricultura para o aumento dos gases de efeito estufa na atmosfera.