Teores e estoques de carbono orgânico do solo em diferentes usos da terra no Planalto Sul de Santa Catarina / Contents and stocks of soil organic carbon in different types of land use in the Southern Plateau of Santa Catarina (Brazil)

O estudo das modificações do carbono do solo provocadas pela mudança de uso da terra possibilita adotar medidas que reduzam os riscos de futuros impactos negativos. O objetivo da pesquisa foi quantificar e comparar os teores (COT) e os estoques (EC) de carbono orgânico total do solo em diferentes usos da terra na região do Planalto Sul de Santa Catarina. Foram selecionadas áreas sob floresta natural (FN), plantio de pinus (PP), campo natural pastejado (CP) e sucessão de lavoura e pastagem (LP). Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm, onde foram determinados os teores e calculados os estoques de carbono orgânico total por dois métodos, considerando a camada equivalente e a massa equivalente de solo. Os diferentes usos da terra influenciam os COT e os EC, os quais são maiores na condição de FN. Os valores de COT foram, respectivamente, 33,9; 27,1; 26,0 e 23,2 g kg-1 para FN, PP, CP e LP, na média da camada de 0-40 cm, enquanto os EC até a profundidade de 40 cm foram, respectivamente, 121,5; 113,8; 112,4 e 100,6 Mg ha-1 com base na camada equivalente de solo e 121,5; 102,2; 99,1 e 89,8 Mg ha-1 após correção pela massa equivalente de solo. A adequada gestão de uso do solo, a recuperação de matas e a florestação das terras são passos importantes para permitir o sequestro de carbono no solo.

The study of soil carbon changes caused by the land use alteration allows adopting measures to reduce the risk of future negative impacts. This study aimed to quantify and compare the contents (TOC) and stocks (SOC) of total organic carbon for different types of land use in the southern Plateau of Santa Catarina. The areas selected were natural forest (NF), planted pine (PP), natural rangeland (NR), and crops in succession with pasture (CSP). Soil samples were collected at depths of 0-5, 5-10, 10-20, and 20-40 cm, where the TOC were determined and the SOC were calculated by two methods, one considering the equivalent soil layer and the other the equivalent soil mass. The different types of land use influence the TOC and SOC, which are higher in the NF. The TOC values were, respectively 33.9; 27.1; 26.0, and 23.2 g kg-1 for NF, PP, NR and CSP, in the soil layer average of 0-40 cm. The EC values up to the depth of 40 cm were respectively 121.5; 113.8; 112.4, and 100.6 Mg ha-1, based on the equivalent soil layer, and 121.5; 102.2; 99.1 and 89.8 Mg ha-1 after correction for the equivalent soil mass. Proper management of land use, recovery of forests and afforestation of lands are important steps to allow carbon sequestration in the soil.

Teores e estoques de carbono orgânico do solo em diferentes usos da terra no Planalto Sul de Santa Catarina / Contents and stocks of soil organic carbon in different types of land use in the Southern Plateau of Santa Catarina (Brazil)

O estudo das modificações do carbono do solo provocadas pela mudança de uso da terra possibilita adotar medidas que reduzam os riscos de futuros impactos negativos. O objetivo da pesquisa foi quantificar e comparar os teores (COT) e os estoques (EC) de carbono orgânico total do solo em diferentes usos da terra na região do Planalto Sul de Santa Catarina. Foram selecionadas áreas sob floresta natural (FN), plantio de pinus (PP), campo natural pastejado (CP) e sucessão de lavoura e pastagem (LP). Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm, onde foram determinados os teores e calculados os estoques de carbono orgânico total por dois métodos, considerando a camada equivalente e a massa equivalente de solo. Os diferentes usos da terra influenciam os COT e os EC, os quais são maiores na condição de FN. Os valores de COT foram, respectivamente, 33,9; 27,1; 26,0 e 23,2 g kg-1 para FN, PP, CP e LP, na média da camada de 0-40 cm, enquanto os EC até a profundidade de 40 cm foram, respectivamente, 121,5; 113,8; 112,4 e 100,6 Mg ha-1 com base na camada equivalente de solo e 121,5; 102,2; 99,1 e 89,8 Mg ha-1 após correção pela massa equivalente de solo. A adequada gestão de uso do solo, a recuperação de matas e a florestação das terras são passos importantes para permitir o sequestro de carbono no solo.(AU)

The study of soil carbon changes caused by the land use alteration allows adopting measures to reduce the risk of future negative impacts. This study aimed to quantify and compare the contents (TOC) and stocks (SOC) of total organic carbon for different types of land use in the southern Plateau of Santa Catarina. The areas selected were natural forest (NF), planted pine (PP), natural rangeland (NR), and crops in succession with pasture (CSP). Soil samples were collected at depths of 0-5, 5-10, 10-20, and 20-40 cm, where the TOC were determined and the SOC were calculated by two methods, one considering the equivalent soil layer and the other the equivalent soil mass. The different types of land use influence the TOC and SOC, which are higher in the NF. The TOC values were, respectively 33.9; 27.1; 26.0, and 23.2 g kg-1 for NF, PP, NR and CSP, in the soil layer average of 0-40 cm. The EC values up to the depth of 40 cm were respectively 121.5; 113.8; 112.4, and 100.6 Mg ha-1, based on the equivalent soil layer, and 121.5; 102.2; 99.1 and 89.8 Mg ha-1 after correction for the equivalent soil mass. Proper management of land use, recovery of forests and afforestation of lands are important steps to allow carbon sequestration in the soil.(AU)

SISTEMAS SILVIPASTORIS COM LEGUMINOSAS ARBÓREAS E Brachiaria decumbens STAPF: BIOMASSA ARBÓREA, DECOMPOSIÇÃO DE FOLHAS E FERTILIDADE DO SOLO

Sistemas silvipastoris integrando leguminosas arbóreas podem beneficiar a sustentabilidade do ecossistema, promovendo serviços ambientais. Neste sentido, objetivou-se avaliar o potencial produtivo e composição química de leguminosas arbóreas, comparar três metodologias de decomposição de folhas senescentes de leguminosas, analisar a decomposição no solo de folhas senescentes de Gliricidia sepium (Jacq.) Steud. (Gliricídia), Mimosa caesalpiniifolia Benth. (Sabiá) e Braquiaria decumbens Stapf. (Braquiária), e avaliar a fertilidade do solo em sistemas silvipastoris. As parcelas experimentais consistiram dos consórcios Braquiária + Gliricídia, Braquiária + Sabiá e Braquiária em monocultivo. O delineamento experimental foi casualizado em blocos, com três repetições, em parcelas sob lotação contínua e taxa de lotação variável. Quatro amostragens foram realizadas entre outubro/16abril/18 (intervalos de 6 meses), para avaliação de variáveis dendrométricas, biomassa total (BT) das leguminosas [folhas até 1,5 m de altura (F15) e totais (FT), e ramos finos (RF, <12,9 cm de circunferência), intermediários (RI, 1320 cm) e grossos (RG, >20 cm)]; análise química de folhas de leguminosas e Braquiária [matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), nitrogênio (N), fibra em detergente ácido (FDA), lignina e nitrogênio insolúvel em detergente ácido (NIDA)], e nas leguminosas a relação carbono:nitrogênio (C:N), abundância natural do 15N (15N), 13C (13C) e nitrogênio derivado da atmosfera (Ndda). Na comparação dos processos de decomposição de folhas, três incubações foram realizadas: no solo (0, 4, 8, 16, 32, 64, 128 e 256 dias) com sacos de náilon e tecido não tecido (TNT); e no rúmen (0, 6, 12, 24, 48, 96 e 144 horas) com sacos de TNT. Foram desenvolvidos modelos de estimação de parâmetros para posterior análises considerando a porcentagem do tempo total de incubação. No solo (sacos de náilon) foram comparados os processos de decomposição das leguminosas e Braquiária. Foram determinadas, no solo, as propriedades físicas, químicas [pH, fósforo (P), potássio (K+), cálcio (Ca+2), magnésio (Mg+2), sódio (Na+), alumínio trocável (Al+3) e acidez potencial (H++Al+3), estimando a soma de bases trocáveis (SB), capacidade de troca de cátions (CTC) efetiva e potencial, saturação por bases (V) e saturação por Al+3 (m)], e biológicas [fração leve da matéria orgânica (FLMO), respiração basal (RBS) e abundância natural (13C) do CO2 respirado]. Os dados foram analisados utilizando o SAS University. As variáveis diâmetro da base (6,0 e 7,6 cm), comprimento do fuste (5,5 e 7,5 cm), altura de Lorey (5,9 e 7,2 cm), volume da árvore (0,2 e 0,3 m3), RI (7,5 e 13,9 Mg MS·ha-1), FT (1,8 e 3,0 Mg MS·ha-1), MS (252 e 427 g·kg MN-1), lignina (145 e 233 g·kg MS-1) e NIDA (168 e 272 g·kg N-1) sofreram efeito da espécie com médias superiores para Sabiá (P<0,05). A Gliricídia apresentou maior PB (250 e 187 g·kg MS-1), 13C (-34 e -35) e Ndda (65 e 47%). As taxas de decomposição (k) do N da Sabiá e lignina, C:N e lignina:N da Gliricídia foram superiores (P<0,05) no solo, independente do tecido utilizado. Na avaliação do processo de decomposição no solo, a k foi superior (P<0,05) para Braquiária na MS, C e C:N, Gliricídia e Braquiária na matéria orgânica (MO) e Gliricídia no N. No solo, o pH (5,3; 5,2; 5,1), P (11,3; 7,2; 3,6 mg·dm-3), Mg+2 (2,6; 1,1; 1,5 cmolc·dm-3), K+ (0,23; 0,17; 0,12 cmolc·dm-3), SB (5,3; 4,6; 4,6 cmolc·dm-3) e CTCefetiva (5,8; 5,1; 5,0 cmolc·dm-3) sofreram redução (P<0,05), enquanto H ++Al+3 (4,97; 9,6 e 9,8 cmolc·dm-3) sofreu elevação (P<0,05), respectivamente aos anos 2013, 2017 e 2018. A RBS sofreu redução (0,21 e 0,14 mg CO2·kg solo-1·h-1) em relação à profundidade 0-20 e 20-40 cm, respectivamente. A Sabiá demonstrou continuidade no crescimento e potencial para incorporar nutriente sao solo. A Gliricídia disponibiliza material forrageiro e tem maior potencial de FBN. A dinâmica da decomposição de folhas senescentes de Gliricídia e Sabiá no solo pode ser avaliada por meio de sacos de náilon ou TNT. A Gliricídia possui maior taxa de decomposição de folhas, com potencial de rápida liberação de nutrientes ao solo; enquanto na Sabiá evidencia liberação mais lenta de nutrientes ao solo, porém, com potencial de formar uma MO mais estável. A taxa de decomposição da Braquiária é limitada pelo baixo teor de N das folhas, alta relação C:N e imobilização de N durante o processo. Sistemas silvipastoris em consórcio com Braquiária, sem adubação de manutenção, mantêm uniformidade nas propriedades físicas do solo, embora ocorra redução na fertilidade. Ambos os sistemas contribuem com o sequestro de C.

Forestry systems integrating tree legumes can benefit the sustainability of the ecosystem, promoting environmental services. In this sense, the objectives were evaluate the productive and chemical potential of tree legumes, compare three methodologies for decomposing senescent legume leaves, analyze the decomposition in the soil of senescent leaves of Gliricidia sepium (Jacq.) Steud. (Gliricidia), Mimosa caesalpiniifolia Benth. (Sabiá) and Braquiaria decumbens Stapf. (Signalgrass), and evaluate soil fertility in silvopastoral systems. The experimental plots consisted of the consortia Signalgrass + Gliricidia, Signalgrass + Sabiá and Signalgrass in monoculture. The experimental design was randomized in blocks, with three replications, in plots maintained under continuous stocking and variable stocking rate. Four samplings were carried out between October/16 April/18 (6-month intervals), to evaluate dendrometric variables, total biomass (BT) of legumes [leaves up to 1.5 m high (L15) and total (LT), and thin branches (Tnb, <12.9 cm in circumference), intermediate (Ib, 1320 cm) and thick (Tcb, >20 cm)]; chemistry of legume and Signalgrass leaves [dry matter (DM), organic matter (OM), nitrogen (N), acid detergent fiber (ADF), lignin and nitrogen insoluble in acid detergent (ADIN)] and in legumes, carbon:nitrogen ratio (C:N), natural abundance of 15N ( 15N), 13C ( 13C) and nitrogen derived from the atmosphere (Ndfa). In the comparison of leaf decomposition processes, three incubations were performed, being in the soil (0, 4, 8, 16, 32, 64, 128 and 256 days) with nylon and non-woven bags (NWB) and in the rumen (0, 6, 12, 24, 48, 96 and 144 hours) with NWB Parameter estimation models were developed for further analysis considering the incubation total time percentage. In the soil (nylon bags), the decomposition processes of legumes and Signalgrass were compared. In the soil, the physical and chemical properties [pH, phosphorus (P), potassium (K+ ), calcium (Ca+2), magnesium (Mg+2), sodium (Na+ ), exchangeable aluminum (Al+3) and potential acidity (H++Al+3), estimating the exchangeable bases sum (EBS), effective and potential cation exchange capacity (CEC), base saturation (V) and Al+3 saturation (m)], and biological [organic matter light fraction (MOLF), basal respiration (SBR) and natural abundance ( 13C) of the breathed CO2]. Soil chemical analyzes in 2013 were also considered. Data were analyzed using SAS University. The variables base diameter (6.0 and 7.6 cm), stem length (5.5 and 7.5 cm), Lorey height (5.9 and 7.2 cm), tree volume (0, 2 and 0.3 m3), Ib (7.5 and 13.9 Mg DM·ha-1), TL (1.8 and 3.0 Mg MS·ha-1), DM (252 and 427 g·kg-1 as a fed), lignin (145 and 233 g·kg DM-1), ADIN (168 and 272 g·kg N-1) suffered species effect with higher averages in Sabiá (P<0.05). While, Gliricidia was superior in CP (250 and 187 g·kg DM-1), 13C (-34 and -35 ) and Ndfa (65 and 47%). Decomposition rate (k) of N from Sabiá and lignin, C:N and lignin:N from Gliricídia were higher (P<0.05) in the soil, regardless of textile used. In assessing the decomposition process in the soil, k was superior (P<0.05) for Signalgrass in DN, C and C:N ratio, for Gliricidia and Signalgrass in organic matter (OM) and for Gliricidia in N. In the soil, pH ( 5.3; 5.2; 5.1), P (11.3; 7.2; 3.6 mg·dm-3), Mg+2 (2.6; 1.1; 1.5 cmolc·dm-3), K+ (0.23; 0.17; 0.12 cmolc·dm3), EBS (5.3; 4.6; 4.6 cmolc·dm-3) and CECeffective (5.8; 5.1; 5.0 cmolc·dm-3) suffered a reduction (P<0.05), while H++Al+3 (4.97; 9.6; 9.8 cmolc·dm-3) suffered elevation (P<0.05), respectively for the years 2013, 2017 and 2018. Soil basal respiration suffered reduction (0.210.14 mg CO2·kg soil-1·h-1) in relation to the depth 0-20 and 20-40 cm, respectively. Sabiá demonstrated continued growth and potential to incorporate nutrients into the soil. Gliricídia provides forage material and has greater potential for NBF. Dynamics of senescent leaves decay of Gliricídia and Sabiá in the soil can be evaluated by means of nylon or TNT bags. Gliricidia has a higher rate of leaf decomposition, with the potential for rapid release of nutrients to the soil; while Sabiá shows slower release of nutrients, however, with the potential to form a more stable OM. Decomposition rate of Signalgrass is limited by the low N content of leaves, providing a high C:N ratio and immobilization of N during the process. Silviculture systems intercropped with Signalgrass, without maintenance fertilization, maintain uniformity in the physical properties of the soil, although there is a reduction in fertility. Both systems contribute to the sequestration of C.

A incorporação de calcário em sistema plantio direto consolidado reduz o estoque de carbono em macroagregados do solo / The incorporation of limestone in consolidated no-tillage system reduces carbon stock in soil macroaggregates

Estoques de carbono em macroagregados do solo possuem relação com a taxa de sequestro de C no solo em sistema plantio direto. Objetivou-se avaliar os estoques de carbono em macroagregados (12,5-19,0mm) em função do revolvimento ocasional e/ou da calagem de um Latossolo Vermelho Distroférrico típico textura muito argilosa, sob sistema plantio direto há 17 anos em Pato Branco, sudoeste do Paraná. A partir de outubro de 2009, foi avaliado um experimento em parcelas sub-subdivididas, tendo como parcelas, épocas de amostragens após 6, 12 e 20 meses do revolvimento do solo e/ou calagem; nas subparcelas, manejos de solo, sem e com revolvimento do solo com uma aração e uma gradagem; e, nas sub-subparcelas, níveis de calagem, sem e com calcário para elevar o índice de saturação por bases para 70%. Dos 6 aos 12 meses, a aplicação de calcário em superfície ou incorporado aumentou os estoques de C dos macroagregados na camada de 0,10-0,20m. Após 20 meses, a incorporação de calcário em solo reduziu os estoques de C dos macroagregados somente na camada de 0-0,10m. Assim, a calagem na superfície é fundamental para a manutenção e aumento dos estoques de C em macroagregados de solo sob sistema plantio direto, mantendo-o consolidado.

Carbon stocks in soil macroaggregates are related to the rate of soil C sequestration in no-tillage system. This study aimed to evaluate carbon stocks in macroaggregates (12.5 to 19.0mm) as a function of the occasional tillage and/or liming of a Hapludox loamy clayey under no-tillage for 17 years in Pato Branco, Paraná southwest, Brazil. Starting from October 2009, it was evaluated an experiment with split-split plots, with plots as sampling dates after 6, 12 and 20 months of the occasional tillage and/or liming; the subplots as soil management, with and without occasional soil tillage with plowing and disking; and as sub-subplots, liming levels, with and without limestone to raise the base saturation index to 70%. From 6 to 12 months, the limestone application on surface or incorporated increased C stocks of macroaggregates in the 0.10-0.20m layer. After 20 months, the incorporation of limestone in soil reduced C stocks in macroaggregates only in the 0-0.10m layer. Thus, the surface liming is essential for the maintenance and enhancement of C stocks in macroaggregates of no-tillage system, keeping it consolidated.

A incorporação de calcário em sistema plantio direto consolidado reduz o estoque de carbono em macroagregados do solo / The incorporation of limestone in consolidated no-tillage system reduces carbon stock in soil macroaggregates

Estoques de carbono em macroagregados do solo possuem relação com a taxa de sequestro de C no solo em sistema plantio direto. Objetivou-se avaliar os estoques de carbono em macroagregados (12,5-19,0mm) em função do revolvimento ocasional e/ou da calagem de um Latossolo Vermelho Distroférrico típico textura muito argilosa, sob sistema plantio direto há 17 anos em Pato Branco, sudoeste do Paraná. A partir de outubro de 2009, foi avaliado um experimento em parcelas sub-subdivididas, tendo como parcelas, épocas de amostragens após 6, 12 e 20 meses do revolvimento do solo e/ou calagem; nas subparcelas, manejos de solo, sem e com revolvimento do solo com uma aração e uma gradagem; e, nas sub-subparcelas, níveis de calagem, sem e com calcário para elevar o índice de saturação por bases para 70%. Dos 6 aos 12 meses, a aplicação de calcário em superfície ou incorporado aumentou os estoques de C dos macroagregados na camada de 0,10-0,20m. Após 20 meses, a incorporação de calcário em solo reduziu os estoques de C dos macroagregados somente na camada de 0-0,10m. Assim, a calagem na superfície é fundamental para a manutenção e aumento dos estoques de C em macroagregados de solo sob sistema plantio direto, mantendo-o consolidado.(AU)

Carbon stocks in soil macroaggregates are related to the rate of soil C sequestration in no-tillage system. This study aimed to evaluate carbon stocks in macroaggregates (12.5 to 19.0mm) as a function of the occasional tillage and/or liming of a Hapludox loamy clayey under no-tillage for 17 years in Pato Branco, Paraná southwest, Brazil. Starting from October 2009, it was evaluated an experiment with split-split plots, with plots as sampling dates after 6, 12 and 20 months of the occasional tillage and/or liming; the subplots as soil management, with and without occasional soil tillage with plowing and disking; and as sub-subplots, liming levels, with and without limestone to raise the base saturation index to 70%. From 6 to 12 months, the limestone application on surface or incorporated increased C stocks of macroaggregates in the 0.10-0.20m layer. After 20 months, the incorporation of limestone in soil reduced C stocks in macroaggregates only in the 0-0.10m layer. Thus, the surface liming is essential for the maintenance and enhancement of C stocks in macroaggregates of no-tillage system, keeping it consolidated.(AU)

Comparison of carbon sequestration potential in agricultural and afforestation farming systems

In the last few decades, many forests have been cut down to make room for cultivation and to increase food or energy crops production in developing countries. In this study, carbon sequestration and wood production were evaluated on afforested farms by integrating the Gaussian diameter distribution model and exponential diameter-height model derived from sample plots of an afforested hardwood forest in Taiwan. The quantity of sequestrated carbon was determined based on aboveground biomass. Through pilot tests run on an age-volume model, an estimation bias was obtained and used to correct predicted volume estimates for a farm forest over a 20-year period. An estimated carbon sequestration of 11,254 t C was observed for a 189ha-hardwood forest which is equivalent to 41,264 t CO2. If this amount of carbon dioxide were exchanged on the Chicago Climate Exchange (CCX) market, the income earned would be 821 US$ ha - 1. Carbon sequestration from rice (Oryza sativa) or sugarcane (Saccharum officinarum) production is discharged as a result of straw decomposition in the soil which also improves soil quality. Sugarcane production does not contribute significantly to carbon sequestration, because almost all the cane fiber is used as fuel for sugar mills. As a result of changing the farming systems to hardwood forest in this study area, carbon sequestration and carbon storage have increased at the rate of 2.98 t C ha - 1 year - 1. Net present value of afforestation for a 20-year period of carbon or wood management is estimated at around US$ 30,000 given an annual base interest rate of 3 %.(AU)

Comparison of carbon sequestration potential in agricultural and afforestation farming systems

In the last few decades, many forests have been cut down to make room for cultivation and to increase food or energy crops production in developing countries. In this study, carbon sequestration and wood production were evaluated on afforested farms by integrating the Gaussian diameter distribution model and exponential diameter-height model derived from sample plots of an afforested hardwood forest in Taiwan. The quantity of sequestrated carbon was determined based on aboveground biomass. Through pilot tests run on an age-volume model, an estimation bias was obtained and used to correct predicted volume estimates for a farm forest over a 20-year period. An estimated carbon sequestration of 11,254 t C was observed for a 189ha-hardwood forest which is equivalent to 41,264 t CO2. If this amount of carbon dioxide were exchanged on the Chicago Climate Exchange (CCX) market, the income earned would be 821 US$ ha - 1. Carbon sequestration from rice (Oryza sativa) or sugarcane (Saccharum officinarum) production is discharged as a result of straw decomposition in the soil which also improves soil quality. Sugarcane production does not contribute significantly to carbon sequestration, because almost all the cane fiber is used as fuel for sugar mills. As a result of changing the farming systems to hardwood forest in this study area, carbon sequestration and carbon storage have increased at the rate of 2.98 t C ha - 1 year - 1. Net present value of afforestation for a 20-year period of carbon or wood management is estimated at around US$ 30,000 given an annual base interest rate of 3 %.

Estoques de carbono orgânico total, carbono lábil e nitrogênio no solo em diferentes sistemas de uso da terra

Mudanças no uso da terra, tais como a substituição das áreas com vegetação nativa por áreas de cultivo e pastagens sob manejos inadequados, podem levar a rápidas perdas da matéria orgânica do solo (MOS) e contribuir com o aumento na emissão dos gases de efeito estufa. O sequestro de C, processo natural de transferência do CO2 atmosférico através da fotossíntese para a matéria orgânica do solo, passa a ser muito mais importante em razão da necessidade de recuperar solos e ecossistemas degradados. Objetivou-se avaliar as alterações nos teores e no acúmulo de carbono orgânico total, carbono lábil e nitrogênio no solo de diferentes sistemas de uso do solo na região da Zona da Mata Mineira. O solo estudado foi um Latossolo Vermelho com textura argilo-arenosa. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Foram selecionados para o estudo seis áreas com os distintos usos do solo, a saber: mata nativa (referência); sistema silvipastoril com cinco anos; lavoura de milho com manejo convencional; sistema silvipastoril com três anos; pastagem produtiva e pastagem degradada. As amostras foram coletadas nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm para efetuar as análises de pH, granulometria e densidade, além dos teores de carbono e nitrogênio na fração particulada (MOP) e associada à fração mineral (MAM) e carbono lábil do solo. Foram calculados os estoques desses elementos e o índice de manejo do carbono no solo (IMC). Houve diferenças significativas nos teores e nos estoques de carbono e nitrogênio dos sistemas avaliados em relação à mata nativa. De modo geral, os sistemas estão desempenhando um papel de emissores de C-CO2, quando comparados com a mata nativa, em que o preparo constante do solo ou manejo inadequado do pastejo aceleraram o processo de oxidação e perda de carbono orgânico. O solo sob a lavoura convencional de milho e a pastagem degradada apresentaram os menores estoques de carbono lábil, assim como os menores IMC. Nos sistemas silvipastoris, foi observado um aumento no estoque de carbono desde a implantação quando comparados com áreas que tem históricos similares, demonstrando a capacidade do sistema em manter ou aumentar o estoque de carbono orgânico.

Changes in land use, such as the replacement of areas with native vegetation for croplands and pastures under inadequate managements, has led to rapid loss of soil organic matter (SOM) and contributed to the increase in the emission of greenhouse gases. The C sequestration, natural process of atmospheric CO2 transfer through photosynthesis to soil organic matter, becomes very important because of the need to recover soils and degraded ecosystems. This study aimed to evaluate changes in the levels and total organic carbon accumulation, labile carbon and nitrogen in the soil of different land use in the Zona da Mata Mineira region. The studied soil was an oxisol with clayey-sandy texture. The experiment was conducted in a completely randomized design with four replications. Six areas were selected for the study with different land uses: native forest (reference); silvopastoral system with five years; corn crops with conventional management; silvopastoral system with three years; productive grassland and degraded pasture. The samples were collected at 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 and 60-100 cm to perform the pH analysis, particle size and density, in addition to carbon and nitrogen levels in particulate fractions (POM) and associated with minerals (MAM) and soil labile carbon. These variables were used to calculate the stocks of these elements in the soil and the carbon management index (CMI). There were significant differences in the levels and the carbon and nitrogen stocks of the evaluated systems in relation to native forest. In general, the systems are playing a role like C-CO2 emitters when compared to native forest, where the constant soil preparation or inappropriate grazing management accelerated the oxidation process and organic carbon loss. The soil under corn crops with conventional management and degraded pasture had the lowest labile carbon stock, as well as lower CMI. In silvopastoral systems, was observed a carbon stocks increase tendency since the implementation when compared to areas that have similar historical, demonstrating the system ability to maintain or even increase the stock of organic carbon.

Mitigação da emissão de gases de efeito estufa em pasto de Brachiaria brizantha cv. Marandu sob pastejo

Os efeitos adversos das mudanças climáticas, devido aos fenômenos naturais e às atividades humanas, são sentidos no mundo todo. Em diversas ações das áreas de pesquisa têm sido estudado o aquecimento global e as emissões de metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso (N2O), gases de efeito estufa (GEE) e principalmente a participação das atividades agrícolas nessas emissões. Diante disto, procurou-se avaliar a emissão de metano por bovinos de corte, de acordo com o método de pastejo de lotação rotativa ou contínua e, avaliar a emissão de CH4, CO2 e N2O no sistema solo-planta e mensurar o sequestro de carbono e nitrogênio em áreas de pastagem e vegetação natural. Durante o ano de 2014, janeiro a outubro, no foram realizadas avaliações em pastos cultivados com Brachiaria brizantha cv. Marandu, pastejados por novilhas da raça Nelore, em sistemas de pastejo rotativo ou contínuo. As avaliações da produção e disponibilidade da forragem eram realizadas semanalmente, com ajuste dos animais em cada sistema. As avaliações das emissões dos gases de efeito estufa, no sistema solo-planta, também realizadas semanalmente, foram medidas pelo método de uso câmaras estáticas de PVC, e as amostras eram coletadas nos tempos de 0, 10, 20 e 30 minutos após o fechamento da câmara. O metano entérico dos animais, avaliado uma vez por estação, foi aferido por meio da técnica do gás traçador SF6, que possibilita quantificar o CH4. A densidade aparente do solo, assim como os teores de carbono (C) e nitrogênio (N), foram verificados nas áreas de pastagem e vegetação natural, em dezembro/2012 (período pré-experimental) e outubro/2015. A altura da pastagem, assim como relação lâmina foliar e colmo + bainha, variaram (p<0,05) de acordo com o método de pastejo e estação do ano. Já os componentes bromatológicos, variaram (p<0,05) com a interação entre pastejo e estação. A emissão de metano entérica não variou de entre os métodos de pastejo, obtendo diferença apenas para as estações. A produção média de metano entérico foi de 62 kg/ano. As maiores variações nos teores e estoques de C e N, assim como a densidade aparente do solo, foram significativas nas camadas mais superficiais do solo (0 a 10 cm). Os teores e estoques de carbono e nitrogênio aumentaram com o uso da pastagem. A emissão de CO2 e N2O foram semelhantes entre os métodos de pastejo, com ou sem adubação, enquanto a emissão de CH4 foi superior no método rotativo adubado.

The adverse effects of climate change, due to natural phenomena and human activities, are felt around the world. In several actions in the areas of research have been studying global warming and emissions of methane (CH4), carbon dioxide (CO2) and nitrous oxide (N2O), greenhouse gases (GHG) and especially the participation of agricultural activities in these emissions. In this regard, we sought to evaluate the emission of methane per cattle, in accordance with the grazing method of rotating grazing or continuous, and evaluate the emission of CH4, CO2 and N2O in the soil-plant system and measure the sequestration of carbon and nitrogen in areas of pasture and natural vegetation. During the year 2014, January to October, the evaluations were conducted in pastures cultivated with Brachiaria brizantha cv. Marandu pastejados by Nellore heifers, on systems of rotational grazing or continuous. The evaluations of the production and availability of forage were held weekly, with adjustment of animals in each system. The ratings of the greenhouse gases emissions, in soil-plant system, also held weekly, were measured by the method of using static chambers of PVC, and the samples were collected at the time of 0, 10, 20 and 30 minutes after the closing of the camera. The enteric methane from animals, assessed once per season, was measured by the technique of tracer gas SF6, which allows to quantify the CH4. The bulk density of the soil, as well as the contents of carbon (C) and nitrogen (N), were found in the areas of pasture and natural vegetation, in december/2012 (pre-experimental) and October/2015. The height of the pasture, as well as leaf blade and stem + sheath, ranged (p<0.05) in accordance with the grazing method and season of the year. Since the components bromatological, ranged (p<0.05) with the interaction between grazing and station. The emission of methane enteric did not vary among the methods of grazing, obtaining a difference just for the stations. The average production of methane enteric was 62 kg/year. The greatest variations in the concentrations and stocks of C and N, as well as the apparent density of the soil, were significant in the most superficial layers of the soil (0 to 10 cm). ). The levels and stocks of carbon and nitrogen increased with the use of pasture. The CO2 and N2O emissions were similar among the grazing methods, with or without fertilization, while the CH4 emission was higher in the fertilized rotary method.

Propriedades fisícas, carbono e nitrogênio do solo em sistemas agropecuários

As pastagens ocupam a maior parte das áreas agricultáveis em todo o mundo, e no Brasil esse ecossistema é de grande importância para a pecuária nacional. Atualmente, os sistemas agrícolas além de rentáveis devem ser sustentáveis, de forma a reduzir os problemas ambientais decorrentes. Nesse contexto, o Brasil tem a maior parte de sua emissão de gases de efeito estufa devido a mudanças no uso da terra e agricultura, sendo a pecuária responsável pela emissão de importantes gases do efeito estufa. No entanto nos sistemas pecuários é ignorado que pastagens bem manejadas podem sequestrar CO2 no solo. Porém, a realidade mostra que a maior parte das pastagens do país se encontra em algum estágio de degradação, o que as torna fonte, e não dreno de CO2. Uma das alternativas para aumentar o sequestro de carbono orgânico do solo (COS) e assegurar a produtividade das pastagens, pode ser por meio da utilização de leguminosas em consórcio com gramíneas. O objetivo deste estudo foi avaliar as mudanças nos teores e estoques de COS e nitrogênio total (NT) do solo sob pastagens consorciadas em solo típico do Sul de Minas Gerais. Dessa forma, foram selecionadas áreas cultivadas com milho em sistema de plantio convencional, pastagem de Brachiaria decumbens, consórcio de Brachiaria brizantha cv. Xaraés com Stylosanthes guianensis, consórcio de Brachiaria brizantha cv. Marandu com Arachis pintoi acesso BRA 040550, e uma mata semidecidual nativa, utilizada como referência. As coletas ocorreram nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm de profundidade. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com três repetições. O solo foi caracterizado como Latossolo Vermelho distrófico com classe textural muito argilosa. Os usos da terra favoreceram as características químicas do solo, proporcionando maiores teores de nutrientes e elevação do pH, pelas práticas de adubação e calagem, respectivamente. No entanto, o manejo conduzido nas áreas, por lavouras de milho por algum tempo, causou deterioração de suas propriedades físicas, evidenciadas por apresentarem elevada densidade do solo. As áreas de pastagens apresentaram estabilidade de agregados semelhantes ao solo sob mata nativa, observado pelos maiores valores de Diâmetro Médio Geométrico (DMG), Diâmetro Médio Ponderado (DMP), em relação ao solo sob lavoura de milho, possivelmente pela grande densidade de raízes e não revolvimento do solo. Os solos sob lavoura de milho apresentaram perdas nos teores e estoques de COS e NT do solo. O uso de pastagem consorciada com Arachis pintoi, se mostrou capaz de recuperar parte dos estoques de COS