Recalcitrant carbon and nitrogen in agriculture soi ls with residue accumulation and fertilization under tropical conditions / Carbono recalcitrante e nitrogênio em solos com acumulação e fertilização de resíduos em condições tropicais

Soil organic matter has a strong relation to total organic carbon, and about 85% of organic carbon consists of humic substances (HS), classified as humin (HU), humic (HA) and fulvic acids (FA), and denominated as recalcitrant carbon in soil. HS are formed by complex, heterogeneous and polydisperse molecules, which have significant influence on the soil physical and chemical characteristics. The study evaluates the hypothesis that agricultural soils treated with organic residues may present higher carbon stocks as presented in forest soils. The aim of this study was to evaluate alterations in recalcitrant carbon and nitrogen stocks in Oxisol (Forest - FL, unfertilized Brachiaria - UB, and fertilized Brachiaria - FB) and Cambisol (Forest - FC, Coastcross - CC, sugarcane - CA, and silage corn - SM) at surface (0.0 - 0.1) and subsurface (0.1 - 0.2 m), in the Zona da Mata in Minas Gerais state, Brazil. Result shows that fertilization, low soil disturbance and residual removal promoted increase of C and N content in HS, being close to native forests. Both, carbon and nitrogen recalcitrant, presented reduction with soil depth. HU ranged from 10.5 to 16.7 g kg-1 and presented the highest concentration compared to FA and HA. In Oxisol, FL and FB presented the highest SH concentration and demonstrate the positive effect of fertilization on carbon stocks improving soil quality in well-managed and productive areas. While, In Cambisol, FC and CC presented higher carbon and nitrogen in HS, mainly for HU and HA fractions, and SM showed the lowest concentrations in all fractions. Our results suggest that soil managements with lower soil disturbance and residual removal promotes increasing of carbon and nitrogen in recalcitrant fraction, with concentration close to native forests. Pasture should be fertilized to improve recalcitrant carbon and nitrogen stocks, avoiding process of degradation in tropical soil. It is an important outcome due to high levels of degraded areas in Brazil caused by inadequate use of soil mainly with pasture.

A matéria orgânica do solo tem uma forte relação com o carbono orgânico total, cerca de 85% do carbono orgânico é composto por substâncias húmicas (HS), classificadas como humina (HU), ácidos húmicos (HA) e fúlvicos (FA), denominadas como carbono recalcitrante no solo. As HS são formadas por moléculas complexas, heterogêneas e polidispersas, que exercem influência significativa nas características físicas e químicas do solo. O estudo avalia a hipótese de que solos agrícolas tratados com resíduos orgânicos podem apresentar maiores estoques de carbono como os encontrados em solos florestais. O objetivo destetrabalho foi avaliar as alterações nos estoques de carbono e nitrogênio recalcitrantes em Latossolo (Floresta - FL, Brachiaria não fertilizada ­ UB, e Brachiaria fertilizada - FB) e Cambissolo (Floresta - FC, coastcross - CC, cana-de-açúcar e milho para silagem - SM) na superfície (0,0 - 0,1) e sub-superfície (0,1 - 0,2 m), na Zona da Mata em Minas Gerais, Brasil. Os resultados mostram que a adubação, a baixa perturbação do solo e a remoção dos resíduos promoveram aumento do teor de C e N na HS, estando próximos às florestas nativas. Ambos, carbono e nitrogênio recalcitrantes, apresentaram redução com a profundidade do solo. A HU variou de 10,5 a 16,7 g kg-1 e apresentou a maior concentração em relação à FA e HA. Em Latossolo, FL e FB apresentaram a maior concentração de SH e demonstraram o efeito positivo da adubação nos estoques de carbono, melhorando a qualidade do solo em áreas bem manejadas e produtivas. Enquanto, no Cambissolo, FC e CC apresentarammaiores teores de carbono e nitrogênio nas HS, principalmente nas frações HU e HA, e SM apresentou as menores concentrações em todas as frações. Nossos resultados mostram que manejos de solo com menor perturbação e remoção de resíduos promovem o aumento de carbono e nitrogênio em frações recalcitrantes, com concentração próxima às florestas nativas. A pastagem deve ser fertilizada para melhorar o estoque de carbono e nitrogênio recalcitrante, evitando o processo de degradação do solo tropical. Este é um resultado importante devido aos altos níveis de áreas degradadas no Brasil causadas pelo uso inadequado do solo,principalmente com pastagens.

Spatial distribution of phosphorus in the soil and soybean yield as function of fertilization methods / Distribuição espacial de fósforo no solo e produtividade da soja em funçãodos modos de adubação

The method of phosphate fertilization is a factor that may affect soil phosphorus availability, directly affecting soybean (Glycine max) yield. Thus, the objective this study evaluated combinations of phosphate fertilization methods on lateral and depth distribution of phosphorus (P) in the soil, as well as soybean yield. Experimental design was randomized blocks, 5x4x8 factorial with split plots, evaluated within each fertilization method: 100% broadcast, 75% broadcast and 25% in the sowing furrow, 50% broadcast and 50% in the row, 25% broadcast and 75% in the sowing furrow, 100% in the sowing furrow and control (No P fertilization), with four replications. The P content was evaluated at the depths 0-5, 5-10, 10-15 and 15-20 cm and in eight lateral distributions every 5 cm (starting between two rows, through the sowing furrow and finishing in the middle of the next row). The method of broadcasting 100% of phosphate fertilization did not present differences in the evaluations of lateral distribution for phosphorus content, however, the methods of phosphate fertilization 75 and 100% in the sowing furrow performed better at the depths 0-5 and 5-10 cm, exactly on central lateral distributions. Increased plant height and soybean yield were observed as the amount of phosphorus increased in sowing furrow instead of broadcast application.

O modo de adubação fosfatada é um fator que pode influenciar a disponibilização de fósforo no solo, afetando diretamente a produtividade das plantas de soja (Glycine max). O objetivo deste estudo foi avaliar combinações dos modos de adubação fosfatada na distribuição lateral e na profundidade de fósforo (P) no solo, assim como a produtividade da soja. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, fatorial 5x4x8 com parcelas subdividas, avaliadas dentro de cada modo de adubação: 100% a lanço, 75% a lanço e 25% na linha, 50% a lanço e 50% na linha, 25% a lanço e 75% na linha, 100% na linha e testemunha (sem fertilização P), com quatro repetições. Os teores de P foram avaliados nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-15 e 15-20 cm e em oito distribuições laterais em espaçamento de 5 por 5 cm no solo (iniciando na entre linha, passando pela linha de plantio e indo até o meio da próxima entre linha). O modo de adubação fosfatada 100% a lanço não apresentou diferença nas avaliações de distribuição lateral para os teores de P, todavia, os modos de adubação fosfatada 75 e 100% em linha de plantio apresentaram superioridade nas profundidades 0-5 e 5-10 cm, justamente em distribuições laterais centrais. Houve um aumento na altura e produtividade das plantas de soja conforme aumentava-se a quantidade de P na linha de plantio em detrimento a aplicação de P a lanço.

Simulation of use and management effects on the soil organic matter pools of the atlantic forest biome, Brazil / Simulação dos efeitos do uso e manejo sobre os compartimentos da matéria orgânica no solo no bioma da florestal atlântica, Brasil

Soil organic matter simulation in areas under long term use provides an important tool to test future scenarios, enabling the adoption of less impressive management to environment. The purposes of the present study were: a) to simulate, with the Century model, the impacts on soil organic matter, according to the adoption of different crop management, with forage purposes, in two different soils and; b) to validate the Century model for these managements and soils by comparing the simulated values with those measured in the field. The following treatments were evaluated: in the Oxisol area ­ brachiaria pasture with fertilizer (BPw) and without fertilizer (BPwo), the Incept area ­ corn for silage (CS), Coast Cross pasture (CC) and sugar cane field (SC). The microbial biomass represented the active compartment of carbon and nitrogen, the particle free light fraction represented the slow compartment of carbon and nitrogen and the passive pools were determined by the difference of the total minus the active and the slow pools (passive = total ­ (active + slow)). The Century model showed great potential to simulate the dynamics of the total C and N stocks for tropical soils, which was confirmed by similarity between the simulated values and those measured in the field.

Simulação da matéria orgânica no solo em longo prazo é uma ferramenta importante para testar cenários futuros, permitindo a adoção de uma gestão menos impactante ao meio ambiente. Os objetivos do presente estudo foram: (a) simular o modelo do CENTURY, com os impactos sobre a matéria orgânica do solo em função do manejo diferente em culturas com fins de forragem em dois solos diferentes e, (b) comparar o estoque simulado com os reais de matéria orgânica, medidos no campo. Foram avaliados os seguintes tratamentos: na área de Latossolo Vermelho em uso de pastagem com fertilizantes (BPW) e sem fertilizante (BPwo), no Cambissolo - testou os usos com milho para silagem (CS), e pastagem com coast cross (CC) e um plantio de cana-de-açúcar (SC). A biomassa microbiana ativa representa compartimento de carbono e do nitrogênio, a fração leve livre de partículas representada o compartimento lento do carbono e de nitrogênio e os compartimentos passivos foram determinadas pela diferença do total menos o ativo e os compartimentos lentos (Passivo Total = - Ativo + Lento). O modelo Century demonstrou grande potencial para simular a dinâmica do C total e estoques de N para solos tropicais, o que foi comprovado por semelhança entre os valores simulados e medidos no campo.

Correlação do tamanho e da distribuição dos agregados em latossolos amarelo da região do Triângulo Mineiro em diferentes ambientes / Correlation of the size and distribution of aggregates in yellow latosoils in the Triangulo Mineiro region with different environments

A estabilidade do agregado no solo é um parâmetro físico cuja importância é reconhecida por aqueles profissionais que estudam o processo de erosão. Essa estabilidade depende, principalmente, da textura do solo, da sua mineralogia, do teor e tipo de matéria orgânica, assim como da umidade do solo. Nesta perspectiva, objetiva-se, com este trabalho, identificar o tamanho e distribuição dos agregados e correlacioná-los com os fatores físicos e químicos em Latossolo Amarelo na região do Triângulo Mineiro, Minas Gerais, Brasil. As amostras do solo foram coletadas em diferentes ambientes (Cerrado natural, pastagem, plantio direto com milho e monocultura com eucalipto) em duas profundidades (0-20 e 20-40 cm). A partir dos resultados foi possível constatar que as práticas de manejo nos ambientes estudados influenciaram no tamanho e na distribuição dos agregados dos solos. A mudança do ambiente com Cerrado natural para plantio com o milho contribuiu para a obtenção de menores diâmetros médios geométricos ­ DMG, na camada de 20-40 cm. No entanto, constatou-se maior quantidade C-org e uma distribuição uniforme do tamanho dos agregados nos intervalos estudados. O uso de cama de peru na pastagem contribuiu para reduzir os teores de C orgânico do solo, embora tenha melhorado a agregação.

The aggregate stability of the soil is a physical parameter which importance is recognized by those professional who study the processo of soil erosion. This stability depends, mainly, on soil texture, of its mineralogy, content and types of organic matter, and the soil moisture. In this perspective, the objective of this work is to identify the size and distribution of aggregates and correlate them with the physical and chemical soil in a yellow latosoil in the region of the Triângulo Mineiro, state of Minas Gerais. The soil samples were collected in different environments (natural savanna, pasture, tillage with corn and monoculture of eucalyptus) at two depths, 0-20 cm and 20-40 cm. From the results it was possible to check that the practices of management in the studied environment had na influence in the size and distribution of soil aggregates. The change in the environment with savanna to one with corn planting contributed to obtaining smaller geometric mean diameter ­ DMG, in the layer of 20-40 cm, however, there was more C-org and uniform distribution of the aggregates size in the ranges studied.The use of turkey litter on pasture contributed to lower levels of soil C-organic, although it improved aggregation.