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Clonal teak litter in tropical soil: decomposition, nutrient cycling, and biochemical composition
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2020-10-05) Cavalcante, Valéria Santos; Santos, Márcio Luiz dos; Cotta, Luisa Carla; Neves, Júlio César Lima; Soares, Emanuelle Mercês Barros
Litter decomposition dynamics and nutrient release are also dependent on their biochemical composition, and such information is important for adequate nutritional management but is still incipient for plants like teak. This study aimed to evaluate the decomposition dynamics, nutrient release, and biochemical composition of clonal teak litter. The study was conducted in areas of clonal teak stands, in São José do Rio Claro, Mato Grosso, Brazil. Litter collectors were arranged in the area to collect material along the entire dry period. Subsequently, this litter was placed in litter bags, which were distributed in the area. The litter bags were collected every month, for 0.91 years, to determine the dry matter and mineral nutrient contents, in order to estimate the decomposition and nutrient release. Litter biochemical composition was determined at the times of 0, 0.25, 0.58, 0.75, and 0.91 years. Teak litter, essentially leaves, had a half-life time (t 1/2 ) of dry matter and C of 0.74 years, due to the high content of insoluble lignin, which corresponds to 2.28 Mg ha -1 of dry matter and 1.2 Mg ha -1 of C. The t 1/2 values of N and P release (1.20 and 1.01 years) were higher than those of K, Ca, and Mg (0.08, 0.47, and 0.66 years, respectively). Hence, the nutrient release rate of the litter followed the descending order: K > Ca > Mg > P > N. The litter biochemical composition at the end of the experimental period showed reductions of 18.7 % in polysaccharides and holocellulose, 56 % in polyphenols, 56.3 % in tannins, 22.2 % in extractives, and 28.5 % in soluble lignin; and increases of 25.6 % in insoluble lignin and 22.6 % in total lignin. These data are useful for the balance of carbon and mineral nutrients and to support fertilization management in teak plantations in low-fertility soils.
Competitive sorption and desorption of phosphate and citrate in clayey and sandy loam soils
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2014-05-06) Souza, Matheus Fonseca de; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Ivo Ribeiro da; Novais, Roberto Ferreira; Silva, Mailson Félix de Oliveira
The increase of organic acids in soils can reduce phosphorus sorption. The objective of the study was to evaluate the competitive sorption of P and citrate in clayey and sandy loam soils, using a stirred-flow system. Three experiments were performed with soil samples (0-20 cm layer) of clayey (RYL-cl) and sandy loam (RYL-sl) Red Yellow Latosols (Oxisols). In the first study, the treatments were arranged in a 2 × 5 factorial design, with two soil types and five combinations of phosphorus and citrate application (only P; P + citrate; and citrate applied 7, 22, 52 min before P); in the second, the treatments were arranged in a 2 × 2 factorial design, corresponding to two soils and two forms of P and citrate application (only citrate and citrate + P); and in the third study, the treatments in a 2 × 2 × 6 factorial design consisted of two soils, two extractors (citrate and water) and six incubation times. In the RYL-cl and RYL-sl, P sorption was highest (44 and 25 % of P application, respectively), in the absence of citrate application. Under citrate application, P sorption was reduced in all treatments. The combined application of citrate and P reduced P sorption to 25.8 % of the initially applied P in RYL-cl and to 16.7 % in RYL-sl, in comparison to P without citrate. Citrate sorption in RYL-cl and RYL-sl was highest in the absence of P application, corresponding to 32.0 and 30.2 % of the citrate applied, respectively. With P application, citrate sorption was reduced to 26.4 and 19.7 % of the initially applied citrate in RYL-cl and RYL-sl, respectively. Phosphorus desorption was greater when citrate was used. Phosphorus desorption with citrate and water was higher in the beginning (until 24 h of incubation of P) in RYL-cl and RYL-sl, indicating a rapid initial phase, followed by a slow release phase. This suggests that according to the contact time of P with the soil colloids, the previously adsorbed P can be released to the soil solution in the presence of competing ligands such as citrate. In conclusion, a soil management with continuous input of organic acids is desirable, in view of their potential to compete for P sorption sites, especially in rather weathered soils.
Contribution of Eucalyptus harvest residues and Nitrogen fertilization to Carbon stabilization in Ultisols of Southern Bahia
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2018-02-01) Oliveira, Fernanda Cristina Caparelli; Silva, Ivo Ribeiro; Ferreira, Gabriel William Dias; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Sérgio Ricardo; Silva, Eulene Francisco
Eucalyptus forests in southern Bahia (BA) are planted in soils with a sandy surface layer and humid tropical climate, conditions that lead to soil carbon (C) decomposition. Recent studies have shown that nitrogen (N) may be important for soil C stabilization. The aim of this study was to evaluate the contribution of Eucalyptus harvest residues and nitrogen fertilization to C stabilization in Ultisols of southern BA. The experiment was conducted in Eucalyptus clonal plantations cultivated in two regions of Eunápolis, BA, Brazil, with different clay content: southern region (140 g kg-1 of clay) and western region (310 g kg-1 of clay). Five treatments were evaluated: one control (CTR), without Eucalyptus harvest residues and N fertilization, and four treatments with harvest residues combined with four rates of N fertilization: 0, 25, 50, and 100 kg ha-1. Soil samples were collected from the 0.00-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.40, and 0.40-0.60 m layers at the beginning and the end of the experiment (36 months). The amount of C and N and the C and N isotopic ratio (δ13C and δ15N) of particulate organic matter (POM) and mineral-associated organic matter (MAOM) were determined. In the southern region after 36 months, the C-MAOM stocks in the 0.00-0.10 m layer of the CTR decreased by 33 %. The addition of harvest residue followed by 100 kg ha-1 N increased C-POM and N-POM stocks (0.00-0.10 m) compared to the CTR, and the final N-POM stocks and residue-C recovery in the surface soil layer were positively correlated with the increase in N fertilization rates. In the western region, residue maintenance resulted in increased C-MAOM stocks (0.00-0.10 m) compared to the CTR, but an increase in N availability reduced this increment. The increase in N fertilization rates did not alter C stocks, but reduced N stocks of POM and MAOM in the upper soil layer. At the end of the experiment, N fertilizer recovery (0.00-0.60 m) was similar among the regions evaluated. In soil with lower clay content, higher N availability led to higher C and N stocks in the particulate fraction. In soils with high clay content, physical and chemical protections are more important than N fertilization for soil C stabilization, and just maintaining harvest residues may suffice to increase C and N in the more stable SOM fraction.
Decomposição de resíduos de culturas e mineralização de nutrientes em solo com diferentes texturas
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2015-07-20) Maluf, Henrique José Guimarães Moreira; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Ivo Ribeiro da; Neves, Júlio César Lima; Silva, Lucas de Oliveira Guimarães
A sustentabilidade dos sistemas conservacionistas de produção agrícola está intimamente ligada ao retorno dos nutrientes ao solo, por meio da decomposição dos resíduos vegetais. O objetivo deste estudo foi avaliar a decomposição de resíduos culturais e a mineralização de nutrientes em solos com diferentes texturas ao longo de 175 dias de incubação. Os tratamentos consistiram em fatorial 6 x 4 x 5, inicialmente composto por seis tratamentos, sendo quatro resíduos culturais: milho, braquiária, feijão, estilosantes e dois controles, ambos sem resíduo e um com adição de fontes inorgânicas dos nutrientes; quatro diferentes texturas formadas a partir de um mesmo solo e cinco tempos de avaliação após o início da incubação: 0, 25, 75, 125 e 175 dias. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Ao longo do experimento, avaliaram-se a liberação de C-CO2, taxa de decomposição e cinética de mineralização do N, P, K, Ca, Mg, S, Zn e Cu dos resíduos. A textura do solo não influenciou a liberação de C-CO2, a massa seca remanescente e a mineralização dos nutrientes dos resíduos culturais. Os resíduos de estilosantes e de braquiária apresentaram maior liberação de C-CO2 e redução de massa seca que os demais resíduos. A mineralização do N, P e S ocorreu de forma inversa às relações C/N, C/P e C/S. A decomposição dos resíduos culturais foi regulada pelos teores de N e extrativos solúveis em água; e a mineralização de macronutrientes, pelos seus respectivos conteúdos iniciais nos resíduos.
Disponibilidade e recuperação de nutrientes de resíduos culturais em solo com diferentes texturas
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2015-07-20) Maluf, Henrique José Guimarães Moreira; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Ivo Ribeiro da; Neves, Júlio César Lima; Silva, Mailson Félix de Oliveira
Os resíduos de culturas agrícolas aportados sobre a superfície do solo, além da proteção física, podem liberar quantidades significativas de nutrientes ao solo pela decomposição deles; porém, a disponibilidade desses nutrientes às plantas é um fator pouco estudado. Avaliaram-se os teores totais de C orgânico e N, o pH e a disponibilidade e taxa de recuperação dos macronutrientes provenientes da ciclagem biogeoquímica de diferentes resíduos culturais ao longo do tempo, em solos com texturas construídas. Os tratamentos consistiram em fatorial 6 × 4 × 5, composto por seis tratamentos no primeiro fator, sendo quatro resíduos culturais: milho, braquiária, feijão, estilosantes, e dois controles, ambos sem resíduo e um com adição de fontes inorgânicas dos nutrientes; quatro diferentes texturas formadas a partir de um mesmo solo e cinco tempos de avaliação, após o início da incubação: 0, 25, 75, 125 e 175 dias; utilizou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. O tipo de resíduo, a textura do solo e o tempo de incubação influenciaram os teores totais de C orgânico e N, o pH, a disponibilidade e a taxa de recuperação de P, K, Ca, Mg e S. Os teores totais de C orgânico e N nos solos diminuíram ao longo da incubação. Os resíduos de braquiária e estilosantes acidificaram o solo. O resíduo de braquiária apresentou-se como potencial fonte de K; e o de feijão, de S. O resíduo de milho apresentou as maiores taxas de recuperação de P em solos de textura média e argilosa.
Enriquecimento e alocação de 13C em plantas de eucalipto
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2011-03) Machado, Daniel Nolasco; Novais, Roberto Ferreira; Silva, Ivo Ribeiro da; Loureiro, Marcelo Ehlers; Milagres, João José; Soares, Emanuelle Mercês Barros
Nas últimas décadas, a utilização de isótopos estáveis em várias áreas de pesquisa vem se destacando, como na análise de fluxos e rotas metabólicas, análise de efeitos de estresses em plantas e, em grande escala, no estudo da matéria orgânica do solo (MOS). Estudos de alterações e dinâmica da MOS usando a variação da abundância natural do ^13C requerem mudanças na razão isotópica do C. Quando não existe essa possibilidade, uma das alternativas é enriquecer o material vegetal (planta) com ^13C, via fixação de ^13CO2, de modo que a razão isotópica seja distinta daquela da MOS original. O objetivo deste trabalho foi investigar a magnitude e a homogeneidade do enriquecimento em ^13C em diferentes componentes da planta de eucalipto. No processo de marcação, três plantas de eucalipto, com 4 meses de idade, cultivadas em solução nutritiva foram expostas a uma atmosfera enriquecida com ^13CO2, em uma câmara de vidro (448 dm^3), com temperatura em torno de 24 ºC. A concentração de CO2 e a razão ^13C/^12C foram monitoradas por um espectrômetro de massa de razão isotópica (IRMS) em amostras de ar retiradas ao longo do processo (126 dias com três pulsos de ^13CO2 semanais). Após o período de marcação, as plantas foram separadas em folha (folha-fonte e folha-dreno), galho, casca, lenho e raiz e analisadas em IRMS. O resultado foi expresso em partes por mil (‰) em relação ao padrão internacional de C denominado Pee-Dee Belemnite (PDB), obtendo-se a δ^13CPDB delas: folha-fonte (828,07 ‰), folha-dreno (645,72 ‰), galho (672,49 ‰), casca (691,86 ‰), lenho (632,02 ‰) e raiz (536,55 ‰). O padrão de alocação e enriquecimento de ^13C entre os componentes das plantas foi homogêneo, embora com diferenças numéricas da ordem de 291 ‰ na δ^13CPDB. As plantas de eucalipto mantiveram alta taxa de absorção de CO2 e, consequentemente, alta taxa fotossintética em concentrações de CO2 muito acima (180,4 mmol L^-1 - 7.934 ppmv) da encontrada na atmosfera (8,64 mmol L^-1 - 380 ppmv). O ^13C fixado durante o dia foi liberado em menor escala na respiração noturna, em comparação com o ^12C. O grau de enriquecimento com ^13C obtido indica que a técnica empregada permite o enriquecimento suficiente do material para traçar o C em estudos de decomposição e estabilização de litter de eucalipto em frações da MOS.
Estoque de carbono e quantificação de substâncias húmicas em Latossolo submetido a aplicação contínua de lodo de esgoto
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2007-04) Dias, Bruno de Oliveira; Silva, Carlos Alberto; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Bettiol, Wagner
Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação contínua de doses de lodo de esgoto oriundo da Estação de Tratamento de Esgoto de Barueri, SP, sobre os teores e estoques de C e sobre as alterações na distribuição de substâncias húmicas em Latossolo Vermelho distroférrico. O experimento foi instalado em 1999, no Campo Experimental da Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna-SP; os dados foram obtidos após a sexta aplicação de lodo e cultivo sucessivo de milho. Foram utilizadas, nas diferentes parcelas experimentais, as seguintes doses acumuladas de lodo de esgoto (base seca): 0, 30, 60, 120 e 240 Mg ha-1, sendo estudados os tratamentos: (L0) testemunha sem adição de lodo; e aplicação de lodo de esgoto visando fornecer uma (L1), duas (L2), quatro (L4) e oito (L8) vezes a dose de N requerida pelo milho. Foram avaliados os teores e o estoque de C orgânico nas camadas de solo de 0–10, 10–20, 20–40 e 40–60 cm. Os teores de C associados às substâncias húmicas foram avaliados na camada de solo de 0–10 cm. O teor e o estoque de C orgânico aumentaram com o acréscimo nas doses de lodo de esgoto aplicadas, até a camada de solo de 0–20 cm. A maior parte (50–66 %) do C associado às substâncias húmicas está presente no solo na forma de humina, seguido por C-fração ácidos fúlvicos e C-fração ácidos húmicos, nesta ordem. A aplicação de lodo de esgoto implica maior acúmulo de substâncias húmicas no solo, mas as proporções de C-humificado da matéria orgânica não são alteradas.
Frações da matéria orgânica de Latossolo sob influência de doses de lodo de esgoto
(Pesquisa Agropecuária Brasileira, 2008-09) Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Carlos Alberto; Dias, Bruno de Oliveira; Bettiol, Wagner; Belizário, Maísa Honório
O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação contínua de doses crescentes de lodo de esgoto sobre os teores de carbono (C) associados à fração leve (C‐FL) e à fração pesada (associado à areia – C‐areia; associado ao silte – C‐silte – e associado à argila – C‐argila) de matéria orgânica em amostras de Latossolo. O experimento foi instalado em 1999, em Jaguariúna, SP, e os dados foram obtidos após a sexta aplicação de lodo de esgoto com doses acumuladas em base seca – 0, 30, 60, 120 e 240 Mg ha‐1 –, após seis cultivos subseqüentes de milho. Os tratamentos foram: testemunha, sem adição de lodo (L0); aplicação de lodo de esgoto para fornecer uma (L1), duas (L2), quatro (L4) e oito (L8) vezes a dose de nitrogênio requerida pelo milho. Como referência, foi amostrada uma área sob mata nativa, adjacente ao local do experimento. O acréscimo nas doses de lodo de esgoto aplicadas aumenta de modo linear os teores de C orgânico, C‐silte e C‐areia, e não interfere nos teores de C‐argila. À medida que se aumenta a dose de lodo de esgoto até 120 Mg ha‐1, há acréscimo no teor de C‐FL no solo. Em relação ao C orgânico, os teores de C associado aos compartimentos avaliados de matéria orgânica do solo têm a seguinte ordem de contribuição: C‐FL
Frações da matéria orgânica e composição molecular de substâncias húmicas de solos sob cultivo de eucalipto em biomas distintos
(Universidade Federal de Viçosa, 2009-06-23) Soares, Emanuelle Mercês Barros; Mendonça, Eduardo de Sá; http://lattes.cnpq.br/4735276653354808; Novais, Roberto Ferreira de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783732H4; Silva, Ivo Ribeiro da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799432D0; http://lattes.cnpq.br/2680869902625278; Neves, Júlio César Lima; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783076D4; Dieckow, Jeferson; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4769847Y8; Fernandes, Sergio Antônio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760152Y5
O eucalipto é uma essência florestal de rápido crescimento que durante o ciclo e após a colheita aporta ao solo grande massa de resíduos, os quais podem contribuir para a formação da matéria orgânica do solo (MOS). A presente tese teve como objetivos gerais: i) avaliar o impacto do cultivo do eucalipto nas frações da MOS em solos de texturas distintas no Rio Grande do Sul; ii) avaliar as alterações nos estoques de C e N em frações da MOS sob influência da duração da rotação, e do tempo após a reforma de povoamentos de eucalipto; iii) realizar caracterização mais aprofundada da composição molecular de ácidos fúlvicos (AF) e húmicos (AH) de solos sob cultivo do eucalipto em biomas distintos no Brasil, por meio de técnicas de espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) do 13C. No primeiro estudo verificou-se que o solo argiloso sob cultivo do eucalipto (segunda rotação) apresentou estoques menores de C-AH, C associado à humina (C-HU) e à biomassa microbiana (C-BM), mas não se observaram diferenças nos estoques C orgânico total (COT), C associado à matéria orgânica leve (C-MOL) e C-AF em relação àquele sob mata nativa. No solo arenoso com povoamentos de eucalipto em segunda rotação houve maiores estoques de COT, C-MOL, C-AH e C-AF do que os observados no solo da mata nativa. O solo argiloso sob eucalipto estocou mais COT e substâncias húmicas (SH) que o solo arenoso. Ao contrário, os estoques de C-MOL e C-BM em áreas cultivadas sob eucalipto foram maiores no solo arenoso. O solo argiloso apresentou maior capacidade de armazenar MOS e SH, em razão dos maiores teores de argila. No segundo estudo constatou-se decréscimo nos estoques de COT, C-HU e C-MOL após 10 anos de cultivo com eucalipto em solo originalmente sob campo nativo. Contudo, observou-se recuperação dos estoques de C-BM e C-AF. No eucalipto com 13 anos observavam-se aumentos nos estoques de COT, C-AF, C-AH, C-MOL (0-100 cm) e C-BM (0-60 cm). Na fração humina aumento no estoque de C só foi observado após 22 anos de cultivo de eucalipto. Quando se procedeu à reforma de povoamentos com 13 anos de idade ocorreram aumentos no estoque do COT, C-AF, C-AH, C-HU e N-HU após um ano da reforma (0-100 cm), mas nesse período houve reduções no C-MOL e C-BM. Quatro anos após a reforma ainda eram observados menores estoques de C-MOL e frações mais estáveis da MOS em relação ao solo do campo nativo. Assim, o cultivo de eucalipto com rotações curtas e reformas mais freqüentes parece não fornecer o tempo suficiente para a recuperação da MOS em razão da decomposição continuada da MOS e da baixa contribuição da serapilheira nos anos iniciais após a reforma. No terceiro estudo o uso de RMN de 13C com as técnicas de polarização direta, e alta rotação da amostra em torno do ângulo mágico (DP/MAS, do inglês "Direct Polarization/Magic Angle Spinning"), polarização cruzada com supressão total das bandas laterais (CP/TOSS, do inglês "Cross Polarization/Total Suppression of Sidebands"), e filtro de anisotropia do deslocamento químico (CSA, do inglês "Chemical Shift Anisotropy") permitiram a estimativa acurada do grau de aromaticidade das SH. A aromaticidade baseada em experimentos de DP/MAS foi maior que aquela baseada em experimentos de CP/TOSS. Os principais grupos identificáveis foram aromáticos, grupos COO, peptídeos, ligninas, carboidratos e alifáticos não polares. A substituição da vegetação nativa por eucalipto aumentou a contribuição relativa de grupos alifáticos não polares em AH de solos previamente sob Mata Atlântica, no Espírito Santo, Campo Nativo, no Rio Grande do Sul e Cerrado, em Minas Gerais (Curvelo). Tendência similar foi observada para o AF. Existem evidências de contribuição substancial de ligninas para AH e AF de solos sob pastagens plantadas de Brachiaria sp. Em todos os biomas a técnica de defasagem dipolar confirmou a presença de C em compostos aromáticos condensados, possivelmente como contribuição de material herdado de queima natural e antrópica. A relação alquil/O alquil (A/O-A) decresceu do AH para o AF, revelando grau mais avançado de humificação do primeiro.
Infravermelho na caracterização de ácidos húmicos de latossolo sob efeito de uso contínuo de lodo de esgoto
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2009-05) Dias, Bruno de Oliveira; Silva, Carlos Alberto; Soares, Emanuelle Mercês Barros; Bettiol, Wagner; Guerreiro, Mário César; Belizário, Maísa Honório
Objetivou-se caracterizar, por meio de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (IVTF), possíveis mudanças na natureza química de ácidos húmicos (AHs) extraídos de amostras de Latossolo (0-10 cm) do Campo Experimental da Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna (SP). Os dados foram obtidos após seis cultivos de milho e a aplicação de doses variáveis de lodo de esgoto de Barueri (LB) (base seca), conforme os tratamentos avaliados: LB0, LB1, LB2, LB4 e LB8, sendo 0, 1, 2, 4 e 8 vezes a necessidade de N para o milho. Como referência, foi amostrada uma área sob mata. Foram obtidos espectros de ácidos húmicos e do lodo de esgoto utilizado no experimento, e calculados os índices de hidrofobicidade (IH) e de condensação (IC) nas amostras de ácidos húmicos. Foram notadas pequenas alterações na natureza química de AHs de áreas tratadas com lodo de esgoto, em relação à testemunha. Os AHs apresentam grupos aromáticos, -OH fenólicos, -COOH, estruturas alifáticas, carboidratos e impurezas minerais. O uso contínuo de elevadas doses de LB reduziu a concentração de C-alifático e o grau de condensação dos ácidos húmicos, o que sinaliza que há frações orgânicas com maior biodisponibilidade no solo. Na área de mata, o material húmico se caracteriza pelo caráter hidrofóbico e pelo baixo grau de condensação.
Modeling changes in organic carbon stocks for distinct soils in southeastern brazil after four eucalyptus rotations using the century model
(Revista Brasileira de Ciência do Solo, 2011-03) Lima, Augusto Miguel Nascimento; Silva, Ivo Ribeiro da; Stape, Jose Luis; Mendonça, Eduardo Sá; Novais, Roberto Ferreira; Barros, Nairam Félix de; Neves, Júlio César Lima; Paul, Keryn; Schulthais, Fernanda; Polglase, Phill; Raison, John; Soares, Emanuelle Mercês Barros
Soil organic matter (SOM) plays an important role in carbon (C) cycle and soil quality. Considering the complexity of factors that control SOM cycling and the long time it usually takes to observe changes in SOM stocks, modeling constitutes a very important tool to understand SOM cycling in forest soils. The following hypotheses were tested: (i) soil organic carbon (SOC) stocks would be higher after several rotations of eucalyptus than in low-productivity pastures; (ii) SOC values simulated by the Century model would describe the data better than the mean of observations. So, the aims of the current study were: (i) to evaluate the SOM dynamics using the Century model to simulate the changes of C stocks for two eucalyptus chronosequences in the Rio Doce Valley, Minas Gerais State, Brazil; and (ii) to compare the C stocks simulated by Century with the C stocks measured in soils of different Orders and regions of the Rio Doce Valley growing eucalyptus. In Belo Oriente (BO), short-rotation eucalyptus plantations had been cultivated for 4.0; 13.0, 22.0, 32.0 and 34.0 years, at a lower elevation and in a warmer climate, while in Virginópolis (VG), these time periods were 8.0, 19.0 and 33.0 years, at a higher elevation and in a milder climate. Soil samples were collected from the 0-20 cm layer to estimate C stocks. Results indicate that the C stocks simulated by the Century model decreased after 37 years of poorly managed pastures in areas previously covered by native forest in the regions of BO and VG. The substitution of poorly managed pastures by eucalyptus in the early 1970´s led to an average increase of C of 0.28 and 0.42 t ha-1 year-1 in BO and VG, respectively. The measured C stocks under eucalyptus in distinct soil Orders and independent regions with variable edapho-climate conditions were not far from the values estimated by the Century model (root mean square error - RMSE = 20.9; model efficiency - EF = 0.29) despite the opposite result obtained with the statistical procedure to test the identity of analytical methods. Only for lower soil C stocks, the model over-estimated the C stock in the 0-20 cm layer. Thus, the Century model is highly promising to detect changes in C stocks in distinct soil orders under eucalyptus, as well as to indicate the impact of harvest residue management on SOM in future rotations.
Soil organic matter fractions under second-rotation Eucalyptus plantations in eastern Rio Grande do Sul
(Revista Árvore, 2017-05-29) Soares, Emanuelle Mercês Barros; Silva, Ivo Ribeiro; Barros, Nairam Félix; Teixeira, Rafael Silva; Fonseca, Sebastião; Vasconcelos, Aline de Almeida; Souza, Rodrigo Nogueirade
The aim of the present study was to evaluate the effect of eucalyptus plantations on total organic C (TOC) and total N (TN) stocks as well as the C and N in the fulvic acid (FA), humic acid (HA), humin (HU), light organic matter (LOM) and microbial biomass (MB) fractions in soils with different textures in the eastern part of the state of Rio Grande do Sul, Brazil. Soil samples were collected from the 0-10-cm, 10-20-cm, 20-40-cm, 40-60-cm and 60-100-cm soil layers in a completely randomized experimental design with subdivided plots. Under the eucalyptus plantation, clay loam soil presented lower HA, HU and MB C stocks in the 0-100-cm soil layer compared to reference vegetation, whereas sandy soil presented higher and C and N in HA and LOM as well as C in MB. The observed increase in TOC in eucalyptus plantations was more pronounced in the surface soil layer (0-10 cm), i.e., approximately 150% higher than under native vegetation, which was probably due to the high contribution of the eucalyptus litter. Differences in C and N stocks in soil organic matter (SOM) fractions between eucalyptus plantations and areas with reference vegetation were more pronounced in sandy soil, showing the capacity of the clay fraction to protect SOM.