Resumo
In the last three decades, exotic tree species are being introduced in the natural pastures of the highlands located at the northeastern part of Rio Grande do Sul State (RS), Brazil. This alteration of land use may impart drastic changes in the soil attributes. In this context, this work aimed to evaluate the impact of Pinus taeda afforestation on soil chemical attributes and organic matter (SOM) composition in Leptosols from Campos de Cima da Serra, RS. Soil samples under eight year old (Pi8) and 30 year old (Pi30) Pinus plantations and under native pasture (NP) were studied. Contents of exchangeable cations and of micronutrients and soil pH were determined. The SOM composition was investigated by means of elemental analyses and FTIR spectroscopy. The soil under pasture had a higher content of nutrients and of SOM in comparison to Pinus soils, reflecting the higher input and decomposition rate of the below ground added residue in the grassland environment. The SOM in pasture soils showed a higher content of carbohydrate and of structures derived from microbial metabolism. Besides the depletion of nutrients and of SOM, Pinus afforestation affected the SOM quality: following afforestation, the proportion of chemically recalcitrant structures and of carboxylic groups increased, whereas N-containing groups decreased.
Nas três últimas décadas, o cultivo de espécies exóticas vem sendo introduzido nas áreas de pastagem de solos de altitude localizados na região nordeste do Estado do rio Grande do Sul. Essa alteração de uso do solo pode causar mudanças drásticas nos atributos do solo. Avaliou-se o impacto do florestamento com Pinus Taeda nos atributos químicos e na composição da matéria orgânica (MOS) de Neossolos Litólicos dos Campos de Cima da Serra, RS. Foram estudadas amostras de solo sob plantação de Pinus há oito (Pi8) e há 30 anos (Pi30) e sob pastagem natural (NP), sendo determinados os teores de cátions trocáveis e de micronutrientes e o pH do solo. A composição da MOS foi investigada por análise elementar e espectroscopia de FTIR. O solo sob pastagem apresentou maior teor de nutrientes e de MOS comparativamente aos solos sob Pinus, refletindo a maior taxa de decomposição de resíduos subsuperficiais em ambiente de campo. A MOS apresentou maior proporção de carboidratos e de estruturas de origem microbiana nos solos sob pastagem natural. Além da depleção de nutrientes e de MOS, florestamento com Pinus afetou a qualidade da MOS: ao longo do tempo a proporção de estruturas quimicamente recalcitrantes e de grupos carboxílicos aumentou, enquanto a de grupos nitrogenados diminuiu.
Resumo
In the last three decades, exotic tree species are being introduced in the natural pastures of the highlands located at the northeastern part of Rio Grande do Sul State (RS), Brazil. This alteration of land use may impart drastic changes in the soil attributes. In this context, this work aimed to evaluate the impact of Pinus taeda afforestation on soil chemical attributes and organic matter (SOM) composition in Leptosols from Campos de Cima da Serra, RS. Soil samples under eight year old (Pi8) and 30 year old (Pi30) Pinus plantations and under native pasture (NP) were studied. Contents of exchangeable cations and of micronutrients and soil pH were determined. The SOM composition was investigated by means of elemental analyses and FTIR spectroscopy. The soil under pasture had a higher content of nutrients and of SOM in comparison to Pinus soils, reflecting the higher input and decomposition rate of the below ground added residue in the grassland environment. The SOM in pasture soils showed a higher content of carbohydrate and of structures derived from microbial metabolism. Besides the depletion of nutrients and of SOM, Pinus afforestation affected the SOM quality: following afforestation, the proportion of chemically recalcitrant structures and of carboxylic groups increased, whereas N-containing groups decreased.
Nas três últimas décadas, o cultivo de espécies exóticas vem sendo introduzido nas áreas de pastagem de solos de altitude localizados na região nordeste do Estado do rio Grande do Sul. Essa alteração de uso do solo pode causar mudanças drásticas nos atributos do solo. Avaliou-se o impacto do florestamento com Pinus Taeda nos atributos químicos e na composição da matéria orgânica (MOS) de Neossolos Litólicos dos Campos de Cima da Serra, RS. Foram estudadas amostras de solo sob plantação de Pinus há oito (Pi8) e há 30 anos (Pi30) e sob pastagem natural (NP), sendo determinados os teores de cátions trocáveis e de micronutrientes e o pH do solo. A composição da MOS foi investigada por análise elementar e espectroscopia de FTIR. O solo sob pastagem apresentou maior teor de nutrientes e de MOS comparativamente aos solos sob Pinus, refletindo a maior taxa de decomposição de resíduos subsuperficiais em ambiente de campo. A MOS apresentou maior proporção de carboidratos e de estruturas de origem microbiana nos solos sob pastagem natural. Além da depleção de nutrientes e de MOS, florestamento com Pinus afetou a qualidade da MOS: ao longo do tempo a proporção de estruturas quimicamente recalcitrantes e de grupos carboxílicos aumentou, enquanto a de grupos nitrogenados diminuiu.
Resumo
Organic carbon (C) concentration evaluated by the Walkley-Black method, and total nitrogen(N)concentration determined by Kjeldahl method, were compared with corresponding results of C and N concentrations obtained through the dry combustion method (Elementar Vario EL analyzer), using samples of ten soil layers down to the depth of 107.5 cm of a kaolinitic Typic Paleudult (220-418 g clay kg-1 along the profile) subjected to no-till cropping systems [fallow bare soil, pigeon pea (Cajanus cajan L. Millsp.) plus maize, and lablab (Lablab purpureum L. Sweet) plus maize]. A close correlation (R² > 0.96) was observed between the C results of the Walkley-Black and dry combustion methods, but a correction was suggested to be applied to C results of Walkley-Black (C = 1.05C W.Black + 0.47). A close correlation (R² > 0.96) was also found between results of Kjeldahl-N and dry combustion-N, but no correction was necessary to be applied. The relationships between results of Walkley-Black and dry combustion and between results of Kjeldahl and dry combustion did not change among soil samples from different management systems, in disagreement to findings of a previous study where results of analytical C recovery were influenced by samples from different managements, supposedly because changes in lability or recalcitrance of organic matter might have affected the wet combustion reactions. A poor correlation (R² = 0.42) was found between the C:N ratios based on Walkley-Black and Kjeldahl analysis and the C:N ratios based on dry combustion analysis. The methods for C and N determination did not affect the interpretation of the effects of management systems on soil C and N stocks.
Resultados de concentração de carbono (C), obtidos pelo método Walkley-Black, e resultados de concentração de nitrogênio (N) total, determinados pelo método Kjeldahl, foram comparados com os correspondentes resultados de C e N obtidos pelo método de combustão seca (analisador Elementar Vario EL), utilizando-se amostras de dez camadas de um Argissolo Vermelho até a profundidade de 107.5 cm (220-418 g argila kg-1 ao longo do perifl), manejado em sistemas de culturas de plantio direto [solo descoberto, guandu (Cajanus cajan L. Millsp.) mais milho, e lab lab (Lablab purpureum L. Sweet) mais milho]. Alta correlação (R² > 0.96) foi observada entre os resultados de C-Walkley-Black e C-combustão seca. Uma correção foi sugerida para os resultados de C-Walkley-Black (C = 1.05C W.Black + 0.47). Elevada correlação (R² > 0.96) também foi observada entre os resultados de N-Kjeldahl e N-combustão seca, não sendo necessária a aplicação de uma correção aos resultados de N-Kjeldahl. A relação entre os resultados de Walkley-Black e combustão seca e entre os resultados de Kjeldahl e combustão seca não mudaram entre amostras de solo de diferentes sistemas de manejo, diferindo dos resultados de um trabalho anterior onde a recuperação analítica de C foi influenciada por amostras oriundas de diferentes manejos, supostamente por alterações na labilidade ou recalcitrância da matéria orgânica terem afetado as reações de combustão úmida. Uma baixa correlação (R² = 0.42) foi observada entre a relação C:N baseada nas análises Walkley-Black e Kjeldahl e a relação C:N baseada na combustão seca. Os métodos de determinação de C e N não afetaram as interpretações do efeito de sistemas de manejo sobre os estoques de C e N no solo.
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Organic carbon (C) concentration evaluated by the Walkley-Black method, and total nitrogen(N)concentration determined by Kjeldahl method, were compared with corresponding results of C and N concentrations obtained through the dry combustion method (Elementar Vario EL analyzer), using samples of ten soil layers down to the depth of 107.5 cm of a kaolinitic Typic Paleudult (220-418 g clay kg-1 along the profile) subjected to no-till cropping systems [fallow bare soil, pigeon pea (Cajanus cajan L. Millsp.) plus maize, and lablab (Lablab purpureum L. Sweet) plus maize]. A close correlation (R² > 0.96) was observed between the C results of the Walkley-Black and dry combustion methods, but a correction was suggested to be applied to C results of Walkley-Black (C = 1.05C W.Black + 0.47). A close correlation (R² > 0.96) was also found between results of Kjeldahl-N and dry combustion-N, but no correction was necessary to be applied. The relationships between results of Walkley-Black and dry combustion and between results of Kjeldahl and dry combustion did not change among soil samples from different management systems, in disagreement to findings of a previous study where results of analytical C recovery were influenced by samples from different managements, supposedly because changes in lability or recalcitrance of organic matter might have affected the wet combustion reactions. A poor correlation (R² = 0.42) was found between the C:N ratios based on Walkley-Black and Kjeldahl analysis and the C:N ratios based on dry combustion analysis. The methods for C and N determination did not affect the interpretation of the effects of management systems on soil C and N stocks.
Resultados de concentração de carbono (C), obtidos pelo método Walkley-Black, e resultados de concentração de nitrogênio (N) total, determinados pelo método Kjeldahl, foram comparados com os correspondentes resultados de C e N obtidos pelo método de combustão seca (analisador Elementar Vario EL), utilizando-se amostras de dez camadas de um Argissolo Vermelho até a profundidade de 107.5 cm (220-418 g argila kg-1 ao longo do perifl), manejado em sistemas de culturas de plantio direto [solo descoberto, guandu (Cajanus cajan L. Millsp.) mais milho, e lab lab (Lablab purpureum L. Sweet) mais milho]. Alta correlação (R² > 0.96) foi observada entre os resultados de C-Walkley-Black e C-combustão seca. Uma correção foi sugerida para os resultados de C-Walkley-Black (C = 1.05C W.Black + 0.47). Elevada correlação (R² > 0.96) também foi observada entre os resultados de N-Kjeldahl e N-combustão seca, não sendo necessária a aplicação de uma correção aos resultados de N-Kjeldahl. A relação entre os resultados de Walkley-Black e combustão seca e entre os resultados de Kjeldahl e combustão seca não mudaram entre amostras de solo de diferentes sistemas de manejo, diferindo dos resultados de um trabalho anterior onde a recuperação analítica de C foi influenciada por amostras oriundas de diferentes manejos, supostamente por alterações na labilidade ou recalcitrância da matéria orgânica terem afetado as reações de combustão úmida. Uma baixa correlação (R² = 0.42) foi observada entre a relação C:N baseada nas análises Walkley-Black e Kjeldahl e a relação C:N baseada na combustão seca. Os métodos de determinação de C e N não afetaram as interpretações do efeito de sistemas de manejo sobre os estoques de C e N no solo.