Above and below ground plant inputs and soil organic matter cycling in an eucalypt plantation in the cerrado biome

• Autor(a) principal: Teixeira, Rafael da Silva
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29310
• topic: Solo - Uso; Solos - Teor de compostos orgânicos; Eucalipto; Sequestro de carbono; Ciências Agrárias

Matéria orgânica do solo (MOS) desempenha papel chave em agroecossitemas de alta produtividade, além de oferecer uma alternativa para reduzir as emissões de C- CO 2 e aumentar o sequestro de C no solo. No Brasil, a maioria do Cerrado brasileiro foi inicialmente convertida em pastagens manejadas inapropriadamente, o qual promoveu a degradação do solo, perdas dos estoques de carbono orgânico do solo (COS) e aumentos nas emissões dos GEE. Assim, a conversão do uso do solo pode favorecer o aporte de C-resíduos de plantas sobre e abaixo do solo podendo reduzir os impactos causados pela mudança de uso do solo. Devido às árvores de eucalipto serem de rápido crescimento, elas são atrativas para o sequestro de C no solo (sobre e abaixo do solo) e subsequente aporte de C para o solo. Então, plantios de eucalipto podem sequestrar C em compartimentos com diferentes escalas de tempo: i) Biomassa da planta e ii) Matéria orgânica do solo. Desta forma, esta Tese objetivou estudar a dinâmica de C e N, focando nos processos que envolvem as emissões de C- CO 2 em plantios de eucalipto em substituição a pastagens, até os 4 anos de idade. Nós realizamos três capítulos, objetivando entender algumas lacunas na pesquisa. No primeiro capítulo analisamos as mudanças nos estoques de C e N, fluxos de C-CO 2 e C-CH 4 no Cerrado, pastagem (cultivada durante 34 anos após a implantação no Cerrado) e eucalipto (cultivado por 4 anos após a implantação na pastagem). Os fluxos superficiais do solo de C-CO 2 , C-CH 4 e as concentrações de C-CO 2 ao longo do perfil do solo foram mensuradas em diferentes épocas (chuvosa e seca) durante três anos. Foram também determinados os estoques de C e N associados à matéria orgânica particulada (MOP) e aquela associada aos minerais do solo (MOAM). A variação na abundância natural do 13 C (δ 13 C) foi utilizada para particionar a MOS antiga (derivado do Cerrado ou pastagem) e sua substituição pelo aporte do C novo (derivado do eucalipto). Foi observado forte influência da época chuvosa para os fluxos superficiais de C-CO 2 e C-CH 4 , e concentrações de C-CO 2 nas profundidades do solo para os diferentes usos. O solo sob plantações de eucalipto emitiu ~70% mais C-CO 2 do que aqueles com Cerrado e pastagem após 40 meses do plantio do eucalipto, enquanto o solo de pastagem emitiu mais C-CH 4 para a atmosfera do que aqueles sob Cerrado e eucalipto in Set 2012, Jan 2013 e Out 2015. As perdas de C- MOAM antigo nas camadas mais profundas do solo não foram compensadas pelo aporte do C derivado do eucalipto, resultando em perdas líquidas de C do solo. Mesmo assim, não foram detectadas diferenças para o C e N-MOP no solo (0.0-1.0 m), talvez indicando recuperação da MOS nos plantios de eucalipto em idades mais avançadas. No segundo capítulo, nós investigamos a dinâmica dos componentes do C-CO 2 na superfície e no perfil do solo, também rastreando a influência do crescimento das raízes do eucalipto (especialmente raízes finas) para este processo. Devido ao histórico de uso foi possível particionar os fluxos superficiais de C-CO 2 e as concentrações de C-CO 2 em profundidade em C-CO 2 derivado da planta e C-CO 2 derivado do solo. Além disso, o efeito priming rizosférico (EPR) foi calculado. As avaliações foram realizadas em seis épocas: 3, 7, 15, 19, 31 e 40 meses de idade do eucalipto. Após a implantação das florestas de eucalipto houve um aumento nos fluxos superficiais de C-CO 2 ao longo do crescimento da planta (4,33 kg ha -1 h -1 aos 40 meses de idade). O crescimento das raízes contribuiu grandemente para os fluxos superficiais de C-CO 2 (correlacionados a p<0,01; r:0,61) promovendo o EPR superficial ao longo do tempo (correlacionado a p<0,01; r:0,63). A umidade teve grande influência na decomposição do litter (correlacionado a p<0,01; r:0,70) e respiração de raiz e/ou decomposição de rizodepositos (correlacionados a p<0,01; r:0,79). Finalmente, no terceiro capítulo nós acessamos a estocagem de C na biomassa do eucalipto (folhas, galhos, casacas, tronco, raízes finas, raízes médias e raízes grossas) e nos compartimentos da MOS (MOP e MOAM) ao longo do tempo. Florestas de eucalipto aos 36 meses de idade alocou 72,01 Mg ha -1 de C, com 41,5% sendo direcionado para as raízes (29,92 Mg ha -1 de C). Após 49 meses do plantio houve mineralização na MOP-, MOAM-Cerrado e Pastagem, promovendo uma mineralização estimada de N de 0,535 Mg ha -1 na camada de 0,0-1,0 m. Em contrapartida, o C aportado ao solo pelas raízes foi mais eficiente em formar MOS (58% maior) em relação ao C derivado do litter + raízes. Após 49 meses do plantio do eucalipto a floresta não apresentou potencial de sequestro de C no solo (ΔC Solo : - 2,22 Mg ha -1 ) para camada de 0,0-1,0 m. Entretanto, estudos com uma escala de tempo mais longa são requeridos para complementar informações sobre o potencial das florestas de eucalipto em sequestrar C-CO 2 no solo.