11356nam a2200470 a 4500001000800000005001100008008004100019100001500060245005400075260004500129300001100174520102630018565000111044865000131045965000151047265000191048765000091050665000121051565000161052765000111054365000231055465000111057765000191058865000091060765000191061665300111063565300211064665300201066765300161068765300131070365300121071665300141072865300111074265300121075365300151076565300231078065300111080365300121081465300121082665300171083865300301085515636932009-01-29       2002    bl uuuu  m   00u1 u    #d1 aROSCOE, R.  aSoil organic matter dynamics in a Cerrado oxisol.  aNederland: Wageningen Universiteitc2002  a156 p.  aO cerrado brasileiro constitui o segundo maior bioma do país, cobrindo cerca de 23% do território nacional. Nas últimas três décadas, sua contribuição para a produção agropecuária nacional vem crescendo significativamente, sendo que, em 1995, era responsável por 25% da produção agrícola e abrigava 40% do rebanho bovino. As estratégias de desenvolvimento adotadas priorizaram o uso de práticas agrícolas intensivas e mecanização pesada. Tais estratégias aumentaram os riscos de se intensificarem, também, os processos de degradação do solo e perda de sua matéria orgânica. Os solos do cerrado são dominados por argilas de baixa atividade e caracterizados por alta acidez e baixos pH, capacidade de trocar cátions (CTC) e disponibilidade de nutrientes (especialmente P e N). A matéria orgânica do solo (MOS) exerce funções importantes nos solos, diretamente ligadas a qualidade e sustentabilidade dos mesmos. A MOS é responsável pela maior parte da CTC e está envolvida em processos de agregação e de dinâmica de água. Perdas de MOS devido ao cultivo podem afetar seriamente suas funções no ambiente, além de representarem uma importante fonte de CO2 para a atmosfera. Estudar os efeitos de diferentes sistemas de manejo na dinâmica da MOS no cerrado pode ajudar no desenvolvimento de formas mais racionais de uso destes ecossistemas. O objetivo inicial da presente tese foi o de avaliar o impacto de diferentes sistemas de manejo na dinâmica da MOS em uma das classes de solo mais representativas do cerrado, o latossolo vermelho escuro (18% da área total; oxisol - soil taxonomy; ferrasol - legenda da FAO). A estratégia de pesquisa adotada foi a de comparar, em uma mesma unidade de solo, parcelas pareadas com diferentes sistemas de manejo ( vegetação nativa, pastagem, plantio direto e convencional). Esta unidade de latossolo vermelho escuro (typic haplustox) utilizada localiza-se na estação experimental da EMBRAPA-CNPMS (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária - Centro Nacional de Pesquisa de Milho e Sorgo), Sete Lagoas-MG, Brasil. Para avaliar a dinâmica da MOS, foi proposta a utilização de uma combinação entre (i) o fracionamento do solo de acordo com o tamanho de partículas e densidade e (ii) o cálculo da substituição de carbono baseado na abundância natural do isótopo C. O fracionamento físico teve como objetivo separar reservatórios de MOS com diferente composição, localização e tempo de ciclagem, os quais hipoteticamente seriam mais sensíveis a alterações no solo do que a MOS total. A abundância natural do C foi proposta para estimar o tempo de ciclagem da MOS e de suas frações. Entretanto, como poucos dados  sobre estas metodologias encontravam-se disponíveis para as condições de cerrado, o foco inicial da tese foi alterado, sendo o objetivo inicial estendido para três objetivos específicos: (i) adaptar as metodologias de fracionamento físico do solo e abundância natural do C para o estudo da dinâmica da MOS em ecossistemas de cerrado; (ii) contribuir para uma melhor entendimento da distribuição e dinâmica dos diferentes reservatórios de MOS neste específico ambiente e (iii) avaliar o efeito a longo prazo da conversão de um cerrado sensu stricto em pastagem cultivada e culturas anuais (milho e feijão) son plantio direto e convencional. No capítulo 2, um estudo exploratório foi conduzido para estabelecer um perfil-referência para o fi13C sob o cerrado sensu stricto nativo. Foram analisados perfis de solo em três parcelas de cerrado sob diferentes regimes de fogo, em uma reserva na EMBRAPA-CNPMS. Os resultados desmonstraram que o cerrado estudado era dominado por plantas do tipo C3, apresentando valores de fi13C ao longo de todo o perfil típicos de solos sob este tipo de vegetação. O aumento na incidência de fogo favoreceu a  população de gramíneas e aumentou a quantidade de carbono derivado de plantas C4 no solo. Nenhuma alteração nos estoques de C total  foi observada com o aumento da incidência de fogo. Concluiu-se que diferentes regimes de fogo podem influenciar na escolha de perfis de referência em estudos de dinâmica da MOS. Os perfis sob baixa intensidade de fogo foram considerados uma boa referência para os próximos estudos. No capítulo 3, focou-se no estabelecimento de um procedimento de fracionamento físico do solo para o estudo da MOS, buscando adaptá-lo ao oxisol estudado. Atenção especial foi dada ao processo de dispersão por energia ultrasônica, um ponto crucial da metodologia. Foi proposto um procedimento para calibrar o equipamento de ultrasom e para determinar o mínimo de energia requerida para uma eficiente dispersão. Aumentando-se a energia ultrasônica aplicada, mudanças significativas ocorreram nos conteúdos de C e N, relação C:N e nos valores de fi13C das frações granulométricas analisadas (0-2microm; 2-50microm; 50-100microm; 100-250microm; 250-2000microm). Os resultados obtidos sugeriram que o solo (&lt2mm) poderia ser dividido em agregados instáveis (100-2000microm) e estáveis (50-100microm). Um nível de energia entre 260-275 J ml-1 foi proposto para a separação de agregados estáveis e instáveis. O uso deste limite, em combinação com fracionamento por tamanho de partículas, não se mostrou satisfatório para todos os propósitos, pois materiais similares à liteira seriam recuperados nas mesmas frações que agregados estáveis menores que 100 microm. Uma energia ultrasônica de 825 J ml-1 não foi suficiente para estabilizar a redistribuição de massa de solo e de MOS entre as frações granulométricas. Contudo, níveis de energia acima de 260-275 J ml-1 quebrariam agregados relativamente estáveis, causando uma mistura de carbono com natureza variável na fração argila. Com o objetivo de melhor entender a dinâmica da MOS em oxisols e o impacto de se converter um cerrado sensu stricto em pastagem, a dinâmica de frações da MOS, separadas fisicamente em diferentes profundidades do latossolo vermelho escuro (Typic Haplustox), foi estudada. Comparou-se o solo sob condições naturais e após 23 anos de pastagem cultivada (Brachiaria spp.) (capítulo 4). Avaliou-se a dinâmica de carbono neste estudo através da substituição do C nativo (derivado de C3) pelo C da pastagem (derivado de C4). Os estoques originais de C no cerrado (15 +- 3 kg m-2) e na pastagem (17 +- 3 kg m-2) não foram significativamente diferentes, o que foi atribuído à alta produção de biomassa pela gramínea tropical e à proteção proporcionada pelos elevados teores de argila (&gt 800 g kg-1). A fração silte + argila acumulou 89-91% do C orgânico total. A substituição de carbono do cerrado pelo C da pastagem foi de 36%, 34% e 19% para, respectivamente, os horizontes Ap, AB1 e Bw2, sugerindo um tempo de ciclagem relativamente baixo para o C, apesar das elevadas quantidades de argila. A substituição decresceu na ordem: matéria orgânica de baixa densidade (MOBD) livre &gt frações pesadas (areia, silte e argila) &gt MOBD oclusa. A menor substituição na MOBD oclusa  quando comparada à fração pesada foi atribuída a sua proteção dentro dos agregados e ao possível acúmulo de materiais carbonizados, derivados de plantas C3. Após 23 anos de pastagem, em torno de 50% do C orgânico total presente na MOBD livre no solo superficial era ainda remanescente do cerrado, indicando que uma parte significativa desta fração é relativamente recalcitrante. Fragmentos de carvão observados nesta fração sugerem que esta recalcitrância estava provalvelmente relacionada com materiais carbonizados. No capítulo 5, a variabilidade espacial do fi13C e de outras variáveis relacionadas à MOS (C orgânico, N total e relação C:N) foram analisadas no cerrado nativo e em uma área adjascente cultivada com milho e feijão em sucessão, dividida em plantio direto e convencional. Os objetivos foram o de descrever a variabilidade espacial destas variáveis no cerrado, com atenção especial para os efeitos do fogo, e o de analisar como sistemas de manejo afetam esta estrutura espacial. A variabilidade espacial na área foi modelada usando três diferentes metodologias: krigagem global, dentro dos estratos e estratificada. No cerrado, a variabilidade total de todas as variáveis foi relativamente pequena, o que foi atribuído à alta homogeneidade textural e mineralógica deste solo argiloso. Entretanto, parte desta variabilidade encontrava-se espacialmente estruturada. Em partes do cerrado com vegetação mais aberta, o efeito cumulativo de repetidos incêndios, nos mesmos lugares, parece determinar a estrutura espacial do fi13C e das variáveis relacionadas à MOS. O cultivo reduziu a variabilidade da maioria das variáveis e mudou a sua estrutura espacial. As variáveis tenderam a ser menos espacialmente estruturadas sob plantio direto comparativamente ao plantio convencional, devido a variabilidade em pequenas escalas. A estrutura espacial observada para fi13C na área cultivada foi provavelmente herdada da antiga vegetação de cerrado da área. Portanto, em estudos de dinâmica da MOS, a variabilidade das substituições de carbono de diferentes vegetações será superestimada, caso as tendências não sejam consideradas. No capítulo 6, como as diferentes frações granulométricas no capítulo 4 apresentaram dinâmicas similares, somente o fracionamento densimétrico foi utilizado para avaliar as mudanças na MOS, após 30 anos de cultivo. Os objetivos do estudo foram: (i) avaliar o impacto de longos períodos de cultivo, sob os sistemas de plantio direto e convencional, nos estoques de MOS; e (ii) melhor entender a dinâmica de frações densimétricas da MOS neste solo. Observou-se que o cultivo levou a uma compactação do solo, aumentando significativamente a densidade aparente. Por esta razão, os estoques de C e N nas áreas cultivadas foram sistematicamente superestimados em comparação ao cerrado. A conversão do cerrado em plantio convencional (CT) e plantio direto (PD) não alterou significativamente os estoques de carbono (~ 100 Mg ha-) e de nitrogênio (~7 Mg ha-1) nos primeiros 45 cm de solo, após 30 anos. Entretanto, cerca de 2  aBrazil  adynamics  aFerralsols  aorganic matter  asoil  aCerrado  aEcossistema  aManejo  aMatéria Orgânica  aOxisol  aPlantio Direto  aSolo  aSolo Orgânico  aBrasil  aCerrado - Brasil  aDesenvolvimento  aDevelopment  aDinamica  aDynamic  aEcosystem  aImpact  aImpacto  aManagement  aMaterial Orgânico  aSavana  aSavanna  aSistema  aSoil organic  aSolo - Matéria orgânica