Qualidade física, compartimentos de carbono e sua simulação com o modelo Century em um argissolo coeso sob integração lavoura-pecuária no cerrado maranhense
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/29805 |
Resumo: | The aim of this study was to evaluate soil quality through studies of physical attributes, organic matter and to model carbon and nitrogen with the Century v.4.5 simulator in areas under conservation systems in cohesive soils in the cerrado of eastern Maranhão. An area under exclusive use in no-tillage for fourteen years, three areas under no-tillage with different years (2, 4 and 8), of entry into crop-livestock integration rotation, and an area under native vegetation of the Cerrado Biome were selected. The physical and physical-hydric attributes studied were: soil density, porosity (total, macro and micro), penetration resistance, water retention curve and available water capacity. Organic matter was evaluated using total organic carbon, chemical and physical fractionation, microbial biomass carbon, total nitrogen and carbon and nitrogen stocks. To carry out the simulations with the Century model, an area under exclusive use in no-tillage (PD), one under rotational no-tillage with subsoiled croplivestock integration (PD-ILP) was selected, as well as an area under native cerrado. The carbon (C) and nitrogen (N) simulations considered real and future scenarios with management changes. Soil samples were collected in layers from 0.00-0.10; 0.10-0.20; 0.20- 0.30 and 0.30-0.50 m being used in the evaluations of physical attributes and organic matter. In the area under exclusive use in PD, there was a loss of physical quality attributed to higher values of resistance to penetration, lower porosity, and low soil water retention. Furthermore, it had lower C content and stocks. The chemical fractionation of C revealed superior humin content in detriment to fulvic and humic acid fractions. For the physical fractionation of C, there were no differences in particulate organic C values between the areas studied, but higher values of C associated with minerals were observed in areas with a recent history of ILP. The adoption of ILP in a PD system also showed gains in the values of water retention capacity and availability to plants. For the modeling study, the model simulated with greater precision the stabilization of the C stock in detriment of the N stock. area under exclusive use in PD. In future scenarios, the adoption of the PD system rotated every four years with corn and pasture revealed greater efficiency in the capacity of total organic carbon (TOC) and total nitrogen (NT) stocks. As for the scenarios created in the area under PD rotated with ILP, the maintenance of the PD system rotated every four years with ILP subsoiled showed higher COT stocks. The difference in C and N stocks between future scenarios in this area did not exceed 1.8 Mg ha-1 for TOC and 0.48 Mg ha-1 for NT. The adoption of the PD system, with rotation every four years with corn and pasture, was the management that best provided C and N stocks |
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Qualidade física, compartimentos de carbono e sua simulação com o modelo Century em um argissolo coeso sob integração lavoura-pecuária no cerrado maranhensePhysical quality, carbon compartments and their simulation with the Century model in a cohesive argisol under lavoura-livestock integration in the cerradomaranhenseatributos físico-hídricosfracionamento da matéria orgânicamodelagem do carbonoCNPQ::CIENCIAS AGRARIASThe aim of this study was to evaluate soil quality through studies of physical attributes, organic matter and to model carbon and nitrogen with the Century v.4.5 simulator in areas under conservation systems in cohesive soils in the cerrado of eastern Maranhão. An area under exclusive use in no-tillage for fourteen years, three areas under no-tillage with different years (2, 4 and 8), of entry into crop-livestock integration rotation, and an area under native vegetation of the Cerrado Biome were selected. The physical and physical-hydric attributes studied were: soil density, porosity (total, macro and micro), penetration resistance, water retention curve and available water capacity. Organic matter was evaluated using total organic carbon, chemical and physical fractionation, microbial biomass carbon, total nitrogen and carbon and nitrogen stocks. To carry out the simulations with the Century model, an area under exclusive use in no-tillage (PD), one under rotational no-tillage with subsoiled croplivestock integration (PD-ILP) was selected, as well as an area under native cerrado. The carbon (C) and nitrogen (N) simulations considered real and future scenarios with management changes. Soil samples were collected in layers from 0.00-0.10; 0.10-0.20; 0.20- 0.30 and 0.30-0.50 m being used in the evaluations of physical attributes and organic matter. In the area under exclusive use in PD, there was a loss of physical quality attributed to higher values of resistance to penetration, lower porosity, and low soil water retention. Furthermore, it had lower C content and stocks. The chemical fractionation of C revealed superior humin content in detriment to fulvic and humic acid fractions. For the physical fractionation of C, there were no differences in particulate organic C values between the areas studied, but higher values of C associated with minerals were observed in areas with a recent history of ILP. The adoption of ILP in a PD system also showed gains in the values of water retention capacity and availability to plants. For the modeling study, the model simulated with greater precision the stabilization of the C stock in detriment of the N stock. area under exclusive use in PD. In future scenarios, the adoption of the PD system rotated every four years with corn and pasture revealed greater efficiency in the capacity of total organic carbon (TOC) and total nitrogen (NT) stocks. As for the scenarios created in the area under PD rotated with ILP, the maintenance of the PD system rotated every four years with ILP subsoiled showed higher COT stocks. The difference in C and N stocks between future scenarios in this area did not exceed 1.8 Mg ha-1 for TOC and 0.48 Mg ha-1 for NT. The adoption of the PD system, with rotation every four years with corn and pasture, was the management that best provided C and N stocksCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO objetivo do presente estudo foi avaliar a qualidade do solo por meio de estudos dos atributos físicos, matéria orgânica e realizar a modelagem do carbono e nitrogênio com o simulador Century v.4.5 em áreas sob sistemas conservacionistas em solos coesos do cerrado do leste maranhense. Foram selecionadas uma área sob uso exclusivo em plantio direto há quatorze anos, três áreas sob plantio direto com diferentes anos (2, 4 e 8), de entrada em rotação integração lavoura-pecuária, além de uma área sob vegetação nativa de Bioma Cerrado. Os atributos físicos e físico-hídrico estudados foram: densidade do solo, porosidade (total, macro e micro), resistência a penetração, curva de retenção de água e capacidade de água disponível. A matéria orgânica foi avaliada por meio do carbono orgânico total, fracionamento químico e físico, carbono da biomassa microbiana, nitrogênio total e estoques de carbono e nitrogênio. Para a realização das simulações com o modelo Century, foram selecionadas uma área sob uso exclusivo em plantio direto (PD), uma sob plantio direto rotacionada com integração lavoura-pecuária (PD-ILP) subsolada, além de uma área sob cerrado nativo. As simulações de carbono (C) e nitrogênio (N) consideraram-se cenários reais e futuros com mudanças de manejo. As amostras do solo foram coletadas nas camadas de 0,00-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 e 0,30-0,50 m sendo utilizadas nas avaliações dos atributos físicos e de matéria orgânica. Na área sob uso exclusivo em PD, se observou perda da qualidade física atribuída aos maiores valores de resistência a penetração, menor porosidade, e baixa retenção de água no solo. Ademais, apresentou menor teor e estoques de C. O fracionamento químico do C revelou superioridade no teor de humina em detrimento às frações ácido fúlvico e húmico. Para o fracionamento físico do C, não houve diferenças nos valores de C orgânico particulado entre as áreas estudadas, porém maiores valores de C associado aos minerais foram observados nas áreas com histórico recente de ILP. A adoção da ILP em sistema PD também apresentou ganho nos valores da capacidade de retenção de água e disponibilidade às plantas. Para o estudo da modelagem, o modelo simulou com maior precisão a estabilização do estoque de C em detrimento do estoque de N. As simulações dos estoques de C e N, constataram a superioridade nos estoques desses elementos na área sob PD-ILP em relação à área sob uso exclusivo em PD. Em cenários futuros, a adoção do sistema PD rotacionado a cada quatro anos com milho e pastagem revelou maior eficiência na capacidade de estoques de carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT). Já para os cenários criados na área sob PD rotacionado com ILP, a manutenção do sistema PD rotacionado a cada quatro anos com ILP subsolado apresentou maior estoques COT. A diferença nos estoques de C e N entre os cenários futuros nessa área, não ultrapassou 1,8 Mg ha-1 para COT e 0,48 Mg ha-1 para o NT. A adoção do sistema PD, com rotação a cada quatro anos com a cultura do milho e pastagem, foi o manejo que melhor proporcionou estoques de C e N.Universidade Federal da ParaíbaBrasilSolos e Engenharia RuralPrograma de Pós-Graduação em Ciência do SoloUFPBLeite, Luiz Fernando Carvalhohttp://lattes.cnpq.br/5870556966470877Dias, Bruno de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/5131375455591026Barbosa, Leovanio Rodrigues2024-03-08T12:12:19Z2021-07-282024-03-08T12:12:19Z2021-03-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/29805porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2024-03-09T06:07:17Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/29805Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2024-03-09T06:07:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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