Estoques de carbono e nitrogênio e distribuição de frações orgânicas de latossolo do cerrado sob diferentes sistemas de cultivo

Carbon and nitrogen storage and organic fraction distribution of a cerrado oxisol under diferent cultivation systems

SEÇÃO VI - MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA

Estoques de carbono e nitrogênio e distribuição de frações orgânicas de latossolo do cerrado sob diferentes sistemas de cultivo(¹)

Carbon and nitrogen storage and organic fraction distribution of a cerrado oxisol under diferent cultivation systems

A. A. Freixo^I; P. L. O. A. Machado^II; C. M. Guimarães^III; C. A. Silva^II; F. S. Fadigas^IV

^IBióloga do Departamento de Solos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - UFRRJ. BR 465, Km 7, CEP 23890-000 Seropédica (RJ). E-mail: [e-mail]

^IIPesquisador da Embrapa Solos. Rua Jardim Botânico 1024, CEP 22460-000 Rio de Janeiro (RJ). E-mail: [e-mail]

^IIIPesquisador da Embrapa Arroz e Feijão. Rodovia Goiânia - Nova Veneza, Km 12, Caixa Postal 179, CEP 75375-000 Santo Antônio de Goiás (GO). E-mail: [e-mail]

^IVPós-Graduando em Ciência do Solo, Departamento de Solos, UFRRJ

RESUMO

Este estudo teve por objetivo avaliar o efeito de sistemas de cultivo sobre os estoques de carbono e nitrogênio e sobre a distribuição de frações (leve e pesada) da matéria orgânica de Latossolo Vermelho-Amarelo, em experimento da Embrapa Arroz e Feijão (GO). Os tratamentos amostrados consistiram da combinação de dois sistemas de preparo do solo (plantio direto e aração mais gradagem do solo) com duas rotações: (1) pousio/arroz - pousio/soja e (2) crotalária/arroz - milheto/soja. Como referência, foi amostrada também uma área de Cerrado, nas adjacências do local do experimento. As determinações de C e N das diferentes frações orgânicas foram realizadas entre os meses de janeiro e agosto de 2000. Em relação ao Cerrado, houve uma redução de cerca de 50 % nos teores de C e N dos solos cultivados. Os estoques de C e N nas áreas cultivadas não se mostraram inferiores nas áreas com revolvimento de solo, em relação às áreas sob plantio direto. A maior parte (60-90 %) do carbono mostrou-se associada às frações granulométricas mais finas e a aração do solo aumentou esta tendência. Os teores de C nas frações leves foram reduzidos com a substituição da vegetação de Cerrado pelos agroecossistemas, e essa fração da matéria orgânica do solo (MOS) caracterizou-se como o indicador mais sensível das alterações causadas pelos sistemas de cultivo avaliados sobre o teor da MOS.

Termos de indexação: matéria orgânica, fracionamento físico, preparo do solo, rotação de culturas, solo sob floresta.

SUMMARY

This study was carried out to evaluate the effect of cultivation systems on soil carbon and nitrogen contents and on the distribution of light and heavy fractions of soil organic matter (SOM). Density and particle-size fractionations were used to isolate free light fraction (FLF), intra-aggregate light fraction (ILF) and heavy fractions (HF) of a Red-Yellow Latosol from a field experiment at Embrapa Rice and Beans in Goiás, Brazil. Treatments consisted of a combination of soil tillage and crop rotation. Soil tillage systems utilized were no-tillage (NT) and conventional tillage (mouldboard ploughing followed by light disc harrowings - CT), under two crop rotations: fallow/rice - fallow/soybean and sunhemp/rice - millet/soybean. As a reference, soil samples were collected from a non-cultivated area nearby the field experiment. All samples were analyzed at Embrapa Soils between January and August 2000. Compared to the forest site, soil cultivation led to a decrease of 50 % in the C and N contents, under both tillage systems. Decreased C and N storages in the cultivated soils were less for ploughed soils than soils under no-tillage. The largest proportion (60-90 %) of C and N was associated with the finest soil particles, with ploughing increasing this tendency. The C content of light fractions decreased due to the replacement of the Cerrado vegetation by cropping systems. Light fraction of the soil organic matter was a sensitive indicator of changes in SOM content caused by cropping systems.

Index terms: soil organic matter, physical fractionation, tillage, crop rotation, forest soil.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

AGRADECIMENTOS

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), pelo apoio financeiro, e à professora Lúcia Helena dos Anjos, pelas valiosas sugestões na redação deste trabalho.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em agosto de 2000

Aprovado em junho de 2001

• ANDERSON, D.W. Decomposition of organic matter and carbon emissions from soils. In: LAL, R.; KIMBLE, J.; LEVINE, E. & STEWART, B.A., eds. Soils and global change. Boca Raton, CRC Press, 1995. p.165-175.
• BALESDENT, J.; CHENU, C. & BALABANE, M. Relationship of soil organic matter dynamics to physical protection and tillage. Soil Till. Res., 53:215-230, 2000.
• BAYER, C. & BERTOL, I. Características químicas de um Cambissolo Húmico afetadas por sistemas de preparo, com ênfase à matéria orgânica. R. Bras. Ci. Solo, 23:485-752, 1999.
• BEARE, M.H.; CABRERA, M.L.; HENDRIX, P.F. & COLEMAN, D.C. Aggregate-protected and unprotected organic matter pools in conventional and no-tillage soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 58:787-795, 1994.
• BIEDERBECK, V.O.; JANZEN, H.H.; CAMPBELL, C.A. & ZENTNER, R.P. Labile soil organic matter as influenced by cropping practices in an arid environment. Soil Biol. Biochem., 26:1647-1656, 1994.
• CAMBARDELLA, C.A. & ELLIOTT, E.T. Carbon and nitrogen dynamics of soil organic matter fractions from cultivated grassland soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 58:123-130, 1994.
• CASTRO FILHO, C.; VIEIRA, M.J. & CASÃO Jr., R. Tillage methods and soil and water conservation in southern Brazil. Soil Till. Res., 20:271-283, 1991.
• CASTRO FILHO, C.; MUZILLI, O. & PODANOSCHI, A.L. Estabilidade dos agregados e sua relação com o teor de carbono orgânico num Latossolo Roxo distrófico, em função de sistemas de plantio, rotações de culturas e métodos de preparo das amostras. R. Bras. Ci. Solo, 22:527-538, 1998.
• CHRISTENSEN, B.T. Physical fractionation of soil and organic matter in primary particle size and density separates. Adv. Soil Sci., 20:1-90, 1992.
• COLLINS, H.P.; PAUL, E.A.; PAUSTIAN, K. & ELLIOTT, E.T. Characterization of soil organic carbon relative to its stability and turnover. In: PAUL, E.A.; ELLIOTT, E.T.; PAUSTIAN, K. & COLE, C.V., eds. Soil organic matter in temperate agroecosystems: long-term experiments in North America. Boca Raton, CRC Press , 1997. p.51-72.
• CORAZZA, E.J.; SILVA, J.E.; RESCK, D.V.S. & GOMES, A.C. Comportamento de diferentes sistemas de manejo como fonte ou depósito de carbono em relação à vegetação de cerrado. R. Bras. Ci. Solo, 23:425-432, 1999.
• DESJARDINS, T.; ANDREAUX, F.; VOLKOFF, B. & CERRI, C. Distribution de l'isotope ¹³C dans des sols ferrallitiques du Brésil. Cah. Orstom, Sér. Pedol., 26:343-348, 1991.
• DUXBURY, J.M.; SMITH, M.S. & DORAN, J.W. Soil organic matter as a source and a sink of plant nutrients. In: COLEMAN, D.C. Dynamics of soil organic matter in the tropics. Honolulu, University of Hawai Press, 1989. p.33-67.
• EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação de Solos. Manual de métodos de análise do solo. 2.ed. Rio de Janeiro,1997. 212p.
• FELLER, C. & BEARE, M.H. Physical control of soil organic matter dynamics in the tropics. Geoderma, 79:69-116, 1997.
• FISHER, M.J.; RAO, I.M.; AYARZA, M.A.; LASCANO, C.E.; SANZ, J.I.; THOMAS, R.J. & VERA, R.R. Carbon storage by introduced deep-rooted grasses in the South American savannas. Nature, 371:236-238, 1994.
• FREITAS, P.L.; BLANCANEAUX, P.; GAVINELLI, E.; LARRÉ-LARROUY, M.C. & FELLER, C. Nível e natureza do estoque orgânico de Latossolos sob diferentes sistemas de uso e manejo. Pesq. Agropec. Bras., 35:157-170, 2000.
• GAVINELLI, E.; FELLER, C.; LARRÉ-LARROUY, M.C. & BACYE, B. A routine method to study soil organic matter by particle-size fractionation: examples for tropical soils. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 26:1749-1760, 1995.
• HASSINK, J. & WHITMORE, A.P. A model of the physical protection of organic matter in soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 61:131-139, 1997.
• HAYNES, R.L. & BEARE, M.H. Aggregation and organic matter storage in meso-thermal, humid-soils. In: CARTER, M.R. & STEWART, B.A., eds. Structure and organic matter in agricultural soils. Advances in Soil Science. Boca Raton, Lewis-CRC Press, 1996. p.213-263.
• HERNANI, L.C.; KURIHARA, C.H. & SILVA, W.M. Sistemas de manejo de solo e perdas de nutrientes e matéria orgânica por erosão. R. Bras. Ci. Solo, 23:145-154, 1999.
• ISMAIL, I.; BLEVINS, R.L. & FRYE, W.W. Long-term no-tillage effects on soil properties and continuos corn yields. Soil Sci. Soc. Am. J., 58:193-198, 1994.
• JANZEN, H.H.; CAMPBELL, C.A.; BRANDT, S.A.; LAFOND, G.P. & TOWNLEY-SMITH, L. Light-fraction organic matter in soils from long-term crop rotations. Soil Sci. Soc. Am. J., 56:1799-1806, 1992.
• LAL, R. Residue management, conservation tillage and soil restoration for mitigating greenhouse effect by CO₂-enrichment. Soil Till. Res., 43:81-107, 1997.
• NELSON, D.W. & SOMMERS, L.E. Total carbon, organic carbon, and organic matter. In: PAGE, A.L., MILLER, R.H. & KEENEY, D.R., eds. Methods of soil analysis 2.ed. Madison, American Society of Agronomy Inc., Soil Science Society of America, 1982. p.539-579.
• PAUSTIAN, K.; COLLINS, H.P. & PAUL, E.A. Management controls on soil carbon. In: PAUL, E.A.; PAUSTIAN, K.; ELLIOTT, E.T. & COLE, C.V., eds. Soil organic matter in temperate agroecosystems: Long-term experiments in North America. Boca Raton, CRC Press, 1995. p.15-49.
• RHEINHEIMER, D.S.; KAMINSKI, J.; LUPATINI, G.C. & SANTOS, E.J.S. Modificações em atributos químicos de solo arenoso sob sistema plantio direto. R. Bras. Ci. Solo, 22:713-721, 1998.
• SCHULTEN, H.R.; LEINWEBER, P. & SORGE, C. Composition of organic matter in particle-size fractions of an agricultural soil. J. Soil Sci., 44:677-691, 1993.
• SCHOLES, M.C.; POWLSON, D.; TIAN, G. Input control of organic matter dynamics. Geoderma, 79:25-47, 1997.
• SILVA, J.E.; LEMAINSKI, J.; RESCK, D.V.S. Perdas de matéria orgânica e suas relações com a capacidade de troca catiônica em solos da região de cerrados do oeste baiano. R. Bras. Ci. Solo, 18:541-547, 1994.
• SOHI, S.; MAHIEU, N.; ARAH, J.R.M.; POWLSON, D.S.P.; MADARI, B. & GAUNT, J.L. procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modelling. Soil Sci. Soc. Am. J., 2001. (in press)
• STEVENSON, F.J. Humus chemistry: genesis, composition, reactions. 2.ed. New York, John Wiley & Sons, 1994. 496p.
• TIESSEN, H. & STEWART, J.W.B. Particle-size fractions and their use in studies of soil organic matter . II. Cultivation effects on organic matter composition in size fractions. Soil Sci. Soc. Am. J., 47:509-514, 1983.
• WANDER, M.M. & TRAINA, S.J. Organic matter fractions from organically and conventionally managed soils: I. Carbon and nitrogen distribution. Soil Sci. Soc. Am. J., 60:1081-1087, 1996.
• WANDER, M.M.; BIDART, M.G. & AREF, S. Tillage impacts on depth distribution of total and particulate organic matter in three Illinois soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 62:1704-1711, 1998.
• ZONTA, E.P. & MACHADO, A.A. SANEST - Sistema de Análise Estatística. São Paulo, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 1980. (Software)

(1

) Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor, apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo, Departamento de Solos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - UFRRJ.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  29 Set 2014
• Data do Fascículo
  Jun 2002

Histórico

• Aceito
  Jun 2001
• Recebido
  Ago 2000