From rhizosphere to detritusphere: unraveling the fate of root carbon inputs in the soil

• Autor(a) principal: Teixeira, Pedro Paulo de Carvalho
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30968; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2021.023
• topic: Eucalipto; Isótopos; Solos - Respiração; Micro-organismos do solo; Ciência do Solo

A conversão dos aportes de carbono (C) derivados de raízes em matéria orgânica do solo (MOS) ainda é considerada como a “parte oculta” do ciclo terrestre do C. Todavia, novas evidências demonstram que as raízes desempenham papel importante na formação da MOS, apesar das razões ainda não serem compreendidas. As raízes criam dois “hotspots” para a ciclagem de C no solo; a rizosfera que é formada pelo aporte de C proveniente de raízes vivas, e a detritosfera que é formada após a morte das raízes. A sucessão de tipos distintos de C durante a transição entre rizosfera e detritosfera pode afetar a incorporação desses aportes em MOS, e pode constituir importante mecanismo para explicar a elevada eficiência das raízes na formação de MOS. O objetivo geral deste estudo é elucidar os processos que controlam a conversão das rizodepósitos e do litter de raízes em MOS. Para esse fim, realizaram- se dois experimentos complementares que simularam o aporte sequencial de C derivado das raízes, desde a rizosfera (capítulo 1) até a transição entre rizosfera e detritosfera (capítulo 2). Foram empregadas técnicas isotópicas (dupla marcação com 13 C e 15 N) que possibilitaram rastrear o destino dos rizodepósitos e do litter de raízes de Eucaliptus spp. em um Latossolo Vermelho. Nossos resultados demonstram que a persistência de C derivado de rizodepósitos (rizo-C) e de litter de raízes são controladas por mecanismos distintos. Mais de 70% do rizo-C recuperado foi encontrado como matéria orgânica associada aos minerais (MAOM) e a cerca de 90% dessa fração permaneceu retida no solo após 166 dias de incubação. Esse resultado é uma evidência direta de que os rizodepósitos são capazes de formar MOS estável a partir de interações com minerais. Todavia, observou-se que apenas pequena quantidade de rizo-C estava associada a complexos organominerais e frações de baixa cristalinidade de ferro e alumínio. Em contraste com rizo-C, a maior parte do C derivado do litter de raízes permaneceu como MOS particulada e cerca de 10% do litter decomposto foi convertido da MOS. Além disso, observou -se que o rizo-C concentrou-se próximo às raízes, apesar ter sido detectado até uma distância de 25 mm. Esse resultado é uma evidência de que o rizo-C pode ter distribuição mais ampla no volume do solo em comparação com C do litter de raízes, cuja transferência ficou restrita aos primeiros 4 mm. Verificou -se que os aportes de litter de raízes tendem a favorecer a comunidade de fungos, que está mais adaptada para processar fontes de C mais complexas e que podem assimilar diretamente o C da camada de litter. Além disso, a partir dos resultados de NanoSIMS (Espectrometria de Massa de Íons Secundários em Nanoescala), foram apresentadas evidências diretas para a incorporação de litter de raízes em estruturas microbianas e a formação de MOS associada a minerais na detritosfera. Porém, ao contrário de nossas hipóteses, observou-se que a decomposição do litter de raízes e de rizo-C ocorreu de forma independente na transição rizosfera-detritosfera. Este resultado sugere que diferentes grupos microbianos são responsáveis por processar cada tipo de aporte de C proveniente das raízes. Em suma, nossa abordagem holística revela a existência de dependência complexa entre planta, solo e microrganismos para a formação de MOS, e reforça a importância dos rizodepósitos como fonte de formação de MOS estável. Palavras-chave: Eucalipto. Matéria orgânica do solo. Isótopos. NanoSIMS. Efeito legado. Análise de perfis de ácidos graxos.