Efeitos das mudanças no uso da terra na respiração do solo e das raízes na região semiárida de Pernambuco
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFPE |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/45351 |
Resumo: | O semiárido brasileiro enfrenta graves problemas de degradação do solo. A substituição da vegetação nativa da caatinga por áreas de pastagens, de forma inapropriada, implica na degradação física, química e biológica do solo. Os sistemas agroflorestais têm sido vistos como uma técnica conservacionista capaz de mitigar a degradação do solo, pois além de reter mais carbono, são mais resilientes aos eventos da seca. Diante do exposto, objetivou-se verificar a resistência agroecológica a eventos extremos como a seca, bem como comparar o uso da prática agroecológica como uma alternativa viável das mudanças de uso da terra, com aqueles submetidos à agricultura convencional. Para isso propôs-se avaliar a dinâmica da respiração do solo, separar e quantificar a respiração das raízes, bem como avaliar as propriedades fisico-hídricas e microbiológicas do solo. O experimento foi conduzido em três sistemas de uso do solo: CA (Caatinga densa), PD (Pastagem degradada) e SAFs (Sistemas Agroflorestais). Amostras de solo foram coletadas na camada de 0-10 cm para a caracterização fisico-química. Em dois momentos (seco e chuvoso), amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm para quantificar o carbono orgânico total (COT), a respiração basal (RBS), o carbono da biomassa microbiana (Cmic), os quocientes microbiano (qMic) e metabólico (qCO2). Igualmente, testes de infiltração com anel simples foram realizados de acordo com a metodologia "Beerkan", para determinar a condutividade hidráulica saturada (Ks) e a sorvidade (S). Em paralelo a essas medidas de infiltração, o solo foi caracterizado quanto à sua resistência à penetração (RP). Colares de pvc foram instalados no solo a 3 e 30 cm de profundidade para a determinação da respiração total ((RS) e heterotrófica (RH ), respectivamente. As medidas de respiração foram realizados com um Analisador de Gás por Infravermelho (IRGA), equipado com uma câmara de retenção de CO2. A respiração das raízes (RR) foi calculada pela diferença entre RS e RH . A umidade do solo na camada de 0-10 cm foi medida com um FDR (Diviner 2000) em tubos de accesso e a temperatura do solo (Ts) foi registrada com um termômetro infravermelho digital. Modelos matemáticos foram utilizados para avaliar o efeito da umidade e temperatura na respiração do solo. Os solos em áreas de SAFs e CA apresentaram maior S, Ks, menor RP, maior COT e RBS quando comparados com os solos sob PD. Os maiores valores de respiração foram encontrados nos SAFs (19,32 ton C ha−1 ano−1), seguido por CA (13,43 ton C ha−1 ano−1), e os menores menores valores na PD (8,40 ton C ha−1 ano−1). As raízes contribuíram com 33,25 e 32,9% para a RS na CA e nos SAFs, respectivamente, e 22,27% na PD. As RS, RH e RR mostraram forte correlação positiva com a θv e forte correlação negativa com a Ts. Os valores de qMic e qCO2 indicam que CA e SAFs são ambientes mais estáveis que PD e, sendo assim, os SAFs podem ser considerados como uma prática de recuperação de áreas degradadas. |
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Diante do exposto, objetivou-se verificar a resistência agroecológica a eventos extremos como a seca, bem como comparar o uso da prática agroecológica como uma alternativa viável das mudanças de uso da terra, com aqueles submetidos à agricultura convencional. Para isso propôs-se avaliar a dinâmica da respiração do solo, separar e quantificar a respiração das raízes, bem como avaliar as propriedades fisico-hídricas e microbiológicas do solo. O experimento foi conduzido em três sistemas de uso do solo: CA (Caatinga densa), PD (Pastagem degradada) e SAFs (Sistemas Agroflorestais). Amostras de solo foram coletadas na camada de 0-10 cm para a caracterização fisico-química. Em dois momentos (seco e chuvoso), amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm para quantificar o carbono orgânico total (COT), a respiração basal (RBS), o carbono da biomassa microbiana (Cmic), os quocientes microbiano (qMic) e metabólico (qCO2). Igualmente, testes de infiltração com anel simples foram realizados de acordo com a metodologia "Beerkan", para determinar a condutividade hidráulica saturada (Ks) e a sorvidade (S). Em paralelo a essas medidas de infiltração, o solo foi caracterizado quanto à sua resistência à penetração (RP). Colares de pvc foram instalados no solo a 3 e 30 cm de profundidade para a determinação da respiração total ((RS) e heterotrófica (RH ), respectivamente. As medidas de respiração foram realizados com um Analisador de Gás por Infravermelho (IRGA), equipado com uma câmara de retenção de CO2. A respiração das raízes (RR) foi calculada pela diferença entre RS e RH . A umidade do solo na camada de 0-10 cm foi medida com um FDR (Diviner 2000) em tubos de accesso e a temperatura do solo (Ts) foi registrada com um termômetro infravermelho digital. Modelos matemáticos foram utilizados para avaliar o efeito da umidade e temperatura na respiração do solo. Os solos em áreas de SAFs e CA apresentaram maior S, Ks, menor RP, maior COT e RBS quando comparados com os solos sob PD. Os maiores valores de respiração foram encontrados nos SAFs (19,32 ton C ha−1 ano−1), seguido por CA (13,43 ton C ha−1 ano−1), e os menores menores valores na PD (8,40 ton C ha−1 ano−1). As raízes contribuíram com 33,25 e 32,9% para a RS na CA e nos SAFs, respectivamente, e 22,27% na PD. As RS, RH e RR mostraram forte correlação positiva com a θv e forte correlação negativa com a Ts. Os valores de qMic e qCO2 indicam que CA e SAFs são ambientes mais estáveis que PD e, sendo assim, os SAFs podem ser considerados como uma prática de recuperação de áreas degradadas.FACEPEThe Brazilian semiarid region is facing serious problems of soil degradation. The replacement of native vegetation of the caatinga by pastures in an inappropriate way, implies the degradation soil physics, chemistry and biology. Agroforestry systems have been seen as a conservation technique capable of mitigating soil degradation because, in addition to retaining more carbon, it is more resilient to drought events. Given the above, the objective was to verify the agroecological resistance to extreme events such as drought, as well as to compare the use of agroecological practice as a viable alternative to land use changes, with those submitted to conventional agriculture. For this, it was proposed to evaluate the dynamic of soil respiration, separate and quantify root respiration and its contribution to total respiration, as well as evaluate the soil physico-hydric and microbiological properties. The experiment was carried out in three land use systems, being CA (Dense Caatinga), PD (Degraded Pasture) and SAFs (Agroforestry Systems). Initially soil samples were collected in the 0-10 cm layer for physical-chemical characterization. In two moments (dry and rainy), soil samples were collected in the 0-5, 5-10 and 10-20 cm layers to quantify total organic carbon (COT), basal respiration (RBS), carbon of microbial biomass (Cmic), the microbial (qMic) and metabolic (qCO2) quotients. Also, simple ring infiltration tests were performed according to "Beerkan" methodology, to determine the saturated hydraulic conductivity (Ks) and sorptivity (S). In parallel to these infiltration measurements, the soil was characterized as to its resistance to penetration (RP). To measure soil respiration, two types of PVC collar were installed in soil at 3 and 30 cm depth for the determination of total respiration (RS) and heterotrophic (RH), respectively. Respiration measurements were performed with an Infrared Gas Analyzer (IRGA) equipped with a CO2 retention chamber. Roots’ respiration (RR) was calculated by the difference between RS and RH. Soil moisture in the 0-10 cm layer and temperature at surface were measured by a FDR (Diviner 2000) and an Infrared Digital Thermometer, respectively. Mathematical models were used to evaluate the effect of moisture and temperature in soil respiration. Soils under SAFs and CA presented higher S, (Ks) , lower PR, higher COT and RBS when compared to soils under PD. The highest values of respiration were found in SAFs (19.32 ton C ha−1 year−1), followed by CA (13.43 ton C ha−1 year−1), and the smallest values in the PD (8.40 ton C ha−1 year−1). The roots contributed with 33.25 and 32.9% to RS in CA and SAFs, respectively, and 22.27% in PD. RS, RH and RR showed a strong positive correlation with θv and strong negative correlation with Ts. qMic and qCO2 values indicated that CA and SAFs are more stables than the PD, and agroforestry can bee considered as a very good practice for recuperation of degraded areas.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Tecnologias Energeticas e NuclearUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEnergia nuclearUsos do SoloSistemas agroflorestaisDegradação do soloCarbono orgânico do soloMicrobiologia do soloPropriedades hidráulicasEfeitos das mudanças no uso da terra na respiração do solo e das raízes na região semiárida de Pernambucoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45351/3/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD53ORIGINALTESE Denizard Oresca.pdfTESE Denizard Oresca.pdfapplication/pdf1215372https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45351/1/TESE%20Denizard%20Oresca.pdf3c93ad2526a611f53a25cfc40b39dacbMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45351/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTTESE Denizard Oresca.pdf.txtTESE Denizard Oresca.pdf.txtExtracted texttext/plain228258https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45351/4/TESE%20Denizard%20Oresca.pdf.txtccc805728825a4263e1307cf6d0ab571MD54THUMBNAILTESE Denizard Oresca.pdf.jpgTESE Denizard Oresca.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1273https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/45351/5/TESE%20Denizard%20Oresca.pdf.jpg44098d543ae2e8862be9946d24738ee6MD55123456789/453512022-08-02 02:42:15.093oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-08-02T05:42:15Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false |
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