Dinâmica do carbono orgânico em cronossequências de uso do solo no cerrado mineiro: mudanças nos estoques e simulação com o modelo Century
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/36838 https://orcid.org/0000-0001-6131-4992 |
Resumo: | A crescente necessidade por alimentos tem gerado demandas por expansão de novas áreas agricultáveis. A substituição de áreas degradadas, com baixos estoques de C, por sistemas de manejo mais sustentáveis apresenta-se como alternativa viável para promover melhorias na qualidade do solo e aumento do carbono orgânico do solo (COS), uma vez que 60% das pastagens no Brasil estão em algum estágio de degradação. A introdução de sistemas que integram vários componentes agrícolas, em uma mesma área, como os sistemas agrossilvipastoris, aumenta a capacidade de acúmulo de COS e o potencial para a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE). Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi avaliar os estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) do solo e as frações húmicas da matéria orgânica do solo (MOS), além de simular e projetar cenários futuros sobre a dinâmica do COS em duas cronossequências de uso da terra no Cerrado mineiro. As cronossequências de uso da terra foram compostas por vegetação nativa (VN), pastagem degradada (PAD) e sistemas de integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) e monocultivo de Urochloa brizantha ‘Marandu’ (MAR), em áreas de transição Cerrado-Floresta Estacional Semidecidual e Cerrado-Mata Atlântica, em Minas Gerais. Para a análise dos dados foi utilizado o teste t a 5% de probabilidade (Artigo 1), estatística não-paramétrica, aplicando-se o teste Kruskal-Wallis (p<0,05) (Artigo 2) e o test t a 10% de probabilidade (Artigo 3) com o uso do software R. Os sistemas de ILPF apresentaram aumento nos estoques de carbono do solo, variando entre 1,44 Mg ha-1 ano-1 a 2,17 Mg ha-1 ano-1. Aumentos nos estoques de N e nos teores de C das frações húmicas do solo foram observados com a introdução dos sistemas de ILPF nos dois locais avaliados. Os resultados deste estudo comprovaram que houve melhorias nos estoques de C, após a mudança de uso do solo de pastagens degradadas, em sistemas de ILPF e monocultivo de pastagem bem manejada. Adicionalmente, foi observado enriquecimento isotópico de 13C, nas camadas superficiais do solo, promovido pelo cultivo de gramíneas (espécie C4), indicando que esses sistemas promovem o acúmulo de C no solo ao longo do tempo de condução. Os resultados mostraram que o modelo Century simulou de forma confiável os estoques de COS das duas cronossequências. O modelo previu aumento do COS ao converter o sistema PAD (46,04 Mg ha-1) em sistemas de ILPF (54,94 Mg ha-1) na cronossequência de Francisco Sá – MG e sistema PAD (42,38 Mg ha-1) em sistemas de ILPF (51,71 Mg ha-1) na cronossequência de Curvelo - MG em curto, médio e longo prazo, mostrando que a intensificação desses sistemas, em áreas degradadas, principalmente em solos com textura argilosa, contribui ao acúmulo de COS e podem ser utilizados como modelo para a adaptação e mitigação das mudanças climáticas nas regiões de transição do Cerrado Mineiro. |
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Leidivan Almeida Frazãohttp://lattes.cnpq.br/9544258230755043Luiz Arnaldo FernandesCarlos Eduardo Pellegrino CerriMichele Xavier Vieira MegdaRegynaldo Arruda SampaioRodinei Facco Pegorarohttp://lattes.cnpq.br/4874516758904330Juliana Martins Ribeiro2021-07-21T21:28:25Z2021-07-21T21:28:25Z2020-07-31http://hdl.handle.net/1843/36838https://orcid.org/0000-0001-6131-4992A crescente necessidade por alimentos tem gerado demandas por expansão de novas áreas agricultáveis. A substituição de áreas degradadas, com baixos estoques de C, por sistemas de manejo mais sustentáveis apresenta-se como alternativa viável para promover melhorias na qualidade do solo e aumento do carbono orgânico do solo (COS), uma vez que 60% das pastagens no Brasil estão em algum estágio de degradação. A introdução de sistemas que integram vários componentes agrícolas, em uma mesma área, como os sistemas agrossilvipastoris, aumenta a capacidade de acúmulo de COS e o potencial para a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE). Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi avaliar os estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) do solo e as frações húmicas da matéria orgânica do solo (MOS), além de simular e projetar cenários futuros sobre a dinâmica do COS em duas cronossequências de uso da terra no Cerrado mineiro. As cronossequências de uso da terra foram compostas por vegetação nativa (VN), pastagem degradada (PAD) e sistemas de integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF) e monocultivo de Urochloa brizantha ‘Marandu’ (MAR), em áreas de transição Cerrado-Floresta Estacional Semidecidual e Cerrado-Mata Atlântica, em Minas Gerais. Para a análise dos dados foi utilizado o teste t a 5% de probabilidade (Artigo 1), estatística não-paramétrica, aplicando-se o teste Kruskal-Wallis (p<0,05) (Artigo 2) e o test t a 10% de probabilidade (Artigo 3) com o uso do software R. Os sistemas de ILPF apresentaram aumento nos estoques de carbono do solo, variando entre 1,44 Mg ha-1 ano-1 a 2,17 Mg ha-1 ano-1. Aumentos nos estoques de N e nos teores de C das frações húmicas do solo foram observados com a introdução dos sistemas de ILPF nos dois locais avaliados. Os resultados deste estudo comprovaram que houve melhorias nos estoques de C, após a mudança de uso do solo de pastagens degradadas, em sistemas de ILPF e monocultivo de pastagem bem manejada. Adicionalmente, foi observado enriquecimento isotópico de 13C, nas camadas superficiais do solo, promovido pelo cultivo de gramíneas (espécie C4), indicando que esses sistemas promovem o acúmulo de C no solo ao longo do tempo de condução. Os resultados mostraram que o modelo Century simulou de forma confiável os estoques de COS das duas cronossequências. O modelo previu aumento do COS ao converter o sistema PAD (46,04 Mg ha-1) em sistemas de ILPF (54,94 Mg ha-1) na cronossequência de Francisco Sá – MG e sistema PAD (42,38 Mg ha-1) em sistemas de ILPF (51,71 Mg ha-1) na cronossequência de Curvelo - MG em curto, médio e longo prazo, mostrando que a intensificação desses sistemas, em áreas degradadas, principalmente em solos com textura argilosa, contribui ao acúmulo de COS e podem ser utilizados como modelo para a adaptação e mitigação das mudanças climáticas nas regiões de transição do Cerrado Mineiro.The growing need for food has generated demands for the expansion of new agricultural areas. The replacement of degraded areas, with low C stocks, with more sustainable management systems presents as a viable alternative to promote improvements in soil quality and increase in soil organic carbon (SOC), since 60% of pastures in the Brazil are in some stage of degradation. The introduction of systems that integrate several agricultural components in the same area, such as agrosilvopastoral systems, increases the SOC accumulation capacity and the potential for reducing greenhouse gas (GHG) emissions. Given the above, the objective of this study was to evaluate the carbon (C) and nitrogen (N) stocks of the soil and the humic fractions of the soil organic matter (SOM), in addition to simulating and designing future scenarios on the dynamics of the SOC in two chronosequences of land use in the Cerrado of Minas Gerais. The chronosequences of land use were composed of native vegetation (NV), degraded pasture (DPA) and crop-livestock-forest integration system (ICLF) and monoculture of Urochloa brizantha 'Marandu' (MAR) in Cerrado-Forest transition areas Semideciduous Seasonal and Cerrado-Atlantic Forest in Minas Gerais. For data analysis, it was used the t test at 5% probability (article 1), non-parametric statistics applying the Kruskal-Wallis test (p <0.05) (article 2) and the test t 10% probability (article 3) using software R. The ICLF systems presented an increase in soil carbon stocks, ranging from 1.44 Mg ha-1 ano-1 to 2.17 Mg ha-1 ano-1 . Increases in N stocks and C levels of soil humic fractions were observed with the introduction of ICLF systems in the two evaluated sites. The results of this study proved that there were improvements in soil quality and in C stocks after the change of land use of degraded pastures in ICLF systems and well-managed pasture monoculture. Additionally, it was observed an isotopic enrichment of 13C in the superficial layers of the soil promoted by the cultivation of grasses (species C4), indicating that these systems promote the accumulation of C in the soil over the driving time. The results showed that the Century model reliably simulated the SOC stocks of the two chronosequences. The model predicted an increase in SOC by converting the DPA system (46.04 Mg ha-1) into ICLF systems (54.94 Mg ha-1) in the chronosequence of Francisco Sá - MG and DPA system (42.38 Mg ha-1) in ICLF systems (51.71 Mg ha-1) in chronosequence of Curvelo - MG in the short, medium and long term, showing that the intensification of these systems in degraded areas, mainly in soils with clay texture, contributes to the accumulation of SOC and can be used as a model for adaptation and mitigation of climate change in the transition regions of the Cerrado of Minas Gerais.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas GeraisCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Produção VegetalUFMGBrasilICA - INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIASAgrossilviculturaCarbonoDinâmica do solo13CarbonoEstoque de carbonoEstoques de nitrogênioMudança climáticaSistemas agrossilvipastorisDinâmica do carbono orgânico em cronossequências de uso do solo no cerrado mineiro: mudanças nos estoques e simulação com o modelo CenturyDynamics of organic carbon in chronosequences of soil use in the cerrado mineiro: stock changes and simulation with the Century modelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTese Juliana Martins Ribeiro.pdfTese Juliana Martins Ribeiro.pdfapplication/pdf1689976https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36838/1/Tese%20Juliana%20Martins%20Ribeiro.pdf7eea038e0de28ffeb34507df651377dcMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/36838/2/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD521843/368382021-07-21 18:28:25.594oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-07-21T21:28:25Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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