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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2020.tde-20200111-152646
Documento
Autor
Nome completo
João Carlos de Moraes Sá
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2001
Orientador
Título em português
Dinâmica da matéria orgânica do solo em sistemas de manejo convencional e plantio direto
Palavras-chave em português
MANEJO DO SOLO
MATÉRIA ORGÃNICA DO SOLO
PLANTIO DIRETO
Resumo em português
Em uma cronossequência localizada na região Centro-Sul do Estado do Paraná, foi avaliado a dinâmica da matéria orgânica de um Latossolo Vermelho. A cronossequência é constituída por seis tratamentos representados pelos sistemas de manejo: a) campo nativo (CN), representando a vegetação natural da região; b) preparo do campo nativo (PCN-I), envolvendo a conversão da vegetação natural em área agrícola; c) plantio direto por 10 anos (PD-I0); d) plantio direto por 20 anos (PD-20); e) plantio direto por 22 anos (PD-22); f) preparo convencional por 22 anos (PC-22) envolvendo o preparo com uma aração a 20 cm de profundidade, após a colheita da cultura de verão e inverno seguido de duas gradagens niveladoras. Amostras de solo para a avaliação dos componentes da matéria orgânica do solo (MOS) e outros atributos foram coletadas de cinco profundidades (0-2,5; 2,5-5; 5-10;10-20 e 20-40 cm). Nos tratamentos sob plantio direto, 57,9 a 81,2% do aumento no estoque de carbono orgânico total (COT) e N total acumulado na camada de 0-40 cm ocorreu nos primeiros 10 cm de profundidade. Por outro lado, 97% do decréscimo em COT no tratamento CT -22 comparado ao campo nativo também ocorreu nesses 10 cm de profundidade. Análises de regressão indicaram um estreito relacionamento entre o aporte de resíduos culturais e estoque de COT (R2 = 0,74; p < 0,05) e a adição de 1 Mg de C via resíduo cultural aumentou em 0,265 Mg o estoque de COT. O conteúdo de COT e N total nas frações granulométricas da MOS aumentou da fração 200-2000μm para a fração < 2μm. A porcentagem do carbono oriundo dos resíduos culturais avaliados pelo ẟ13C na MOS, foi maior (p < 0,05) na camada superficial e nas frações 200-2000 μm, 53-200 μm e 20-53 μm do que nas frações mais finas (2-20 μm e < 2 μm), embora tenha sido significativo a contribuição nestas frações. A taxa de sequestro de carbono no plantio direto foi de 80,6 g C m-2 ano-1 para a camada 0-20 cm e de 99,4 g C m-2 ano-1 para a camada de 0-40 cm de profundidade. O potencial de sequestro de C no plantio direto para os 9,43 milhões de hectares existentes na região Sul do Brasil foi estimado em 9,37 Tg C ano-1. A estimativa de C e N na biomassa microbiana (BMC e BMN) do solo sob campo nativo foi significativamente superior a todos os tratamentos na cronossequência. Os valores estimados para o plantio direto foram os que mais se aproximaram da situação sob vegetação natural. A relação entre a BMC e os componentes da MOS, com base na média dos coeficientes de correlação (n = 150) decresceu na seguinte ordem: carbono orgânico dissolvido> N total> carbono orgânico total> polissacarídeos lábeis = polissacarídeos totais. Para a BMN essa ordem foi: N total> carbono orgânico dissolvido> carbono orgânico total> polissacarídeos lábeis > polissacarídeos totais. Nos tratamentos sob plantio direto foram observados as menores relações entre Cmic:Corg na camada de 0-5 cm de profundidade e os maiores aumentos no estoque de C. O aumento do conteúdo de COT correlacionou positivamente com o pH, as cargas negativas avaliadas pelo ΔpH, a CTC total, a CTC efetiva e negativamente com a acidez potencial. O aumento da fertilidade na camada superficial do solo nos tratamentos sob plantio direto está relacionado com o aumento da MOS.
Título em inglês
Soil organic matter dynamics in a conventional and no-tillage management systems
Resumo em inglês
The soil organic carbon (SOC) pool was assessed in a Brazilian Oxisol under aplow and no-tillage chronosequence, located in the South Center of Paraná State. The chronosequence consisted of six land use treatments (i) native field (NF) comprising the natural vegetation of this region; (ii) plow tillage of the native field (PNF-1) - conversion of natural vegetation to cropland; (iii) no-tillage for 10 years (NT -10); (iv) no-tillage for 20 years (NT-20); (v) no-tillage for 22 years (NT- 22); and (vi) conventional tillage for 22 years (CT-22). Soil samples were collected from five depths (0-2.5,2.5-5,5-10,10-20 and 20-40 cm depth). The ẟ13C natural abundance measurements allowed calculations of the proportions of C derived from crop residues and natural vegetation. No-tillage compared to the NF treatment, caused a significant increase in SOC storage. This increase 57,9 to 81,2% occurred in the 0-10 cm soil layer. There was a decrease in SOC in the CT-22 compared to the NF treatment and 97% of this loss also occurred in the 0 to 10-cm layer. Regression analyses indicated a dose relationship between the SOC content and the amount of crop residues input (R2 = 0.74, P < 0.05) and for 1 Mg C of crop residues input increased 0,265 Mg of SOC pool. The enrichment of SOC concentrations occurred from the coarse into the finer size fractions for the no-tillage treatments. The significant contribution of crop residues to SOC in the soil surface layers assessed by 13C natural abundance was evident in the 200-2000 μm, 53-200 μm and 20-53 μm particle size fractions. The SOC sequestration rate associated with no-tillage in this major ecological region of South Brazil was calculated to be 80.6 g C m-2 yr-1 for 0 to 20 cm soil layer and 99.4 g C m-2 yr-1 for 0 to 40 cm layer. The no-tillage C sequestration potential for South Brazil based in 9.43 million hectares was estimated as 9.37 Tg C yr-1. A significant difference for SMBC and SMBN in NF compared with all land use treatments. Therefore, the estimated values for no-tillage treatments were closely related to natural vegetation. The relationship among SMBC and SMBN with organic components based on the average of correlation coefficients decrease in the order of dissolved organic carbon > total nitrogen > soil organic carbon > total polysaccharides = labile polysaccharides and for SMBN was total nitrogen > dissolved organic carbon > soil organic carbon > labile polysaccharides > total polysaccharides. At no-tillage treatments were observed Iower Cmic:Corg ratio in 0 to 5 cm depth, while carbon storage were highest. SOC concentration positively affected the pH, the negative charge and the effective cation exchange capacity and negatively impacted potential acidity. As organic matter accumulate with long-term no-tillage, there is an attendant increase in soil fertility in these soils with variable charge.
 
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Data de Publicação
2020-01-11
 
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