Alterações nos teores e taxas de substituição do carbono de frações da matéria orgânica em solos cultivados com eucalipto

Abstract

A literatura apresenta muita controvérsia no que se refere ao aumento e, ou, diminuição dos estoques de C orgânico no solo ou de suas frações devido à implantação de espécies florestais. Nesse contexto, os métodos físicos de separação da matéria orgânica do solo (MOS), aliados à técnica de composição isotópica do C permitem o entendimento da alteração que o C sofre no solo e nos diferentes compartimentos da MOS, tais como a avaliação e quantificação das possíveis entradas de C por meio da cultura implantada e, também, das perdas que o novo cultivo causa ao C do solo oriundo da cultura anterior. Tudo isso é facilitado quando ocorre a substituição de vegetação C3 por C4 ou o contrário, visto que o metabolismo dessas plantas apresenta discriminação diferenciada do 13C, diferença que também ocorre no solo quando esses resíduos são nele aportados. Assim, o objetivo desse trabalho foi determinar as mudanças do C nas frações da MO em solos cultivados com eucalipto. Foram coletadas amostras em solos com eucalipto, pastagem e mata nativa nas camadas de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm em quatro repetições. Os usos selecionados foram: mata nativa (MN), eucalipto na 5ª rotação (Euc. 5R), eucalipto na 1ª rotação aos cinco anos (Euc. 1R5A) e pastagem adjacente (Past. 1R5A) e também eucalipto na 1ª rotação aos dois anos (Euc. 1R2A) e pastagem adjacente (Past. 1R2A). As amostras coletadas foram submetidas a um fracionamento físico, dando origem a duas frações distintas: matéria orgânica particulada (MOP) e matéria orgânica associada aos minerais (MAM). Essas frações tiveram o C e a abundância natural de 13C analisados em espectrômetro de massas de razão isotópica de fluxo contínuo. Os dados foram analisados considerando-se um delineamento de amostragem, e, à partir das quatro repetições, foram obtidas as médias e os respectivos erros-padrão, para cada camada dos solos nos diferentes usos. Os teores de C foram, de modo geral, maiores nos solos sob a mata nativa, embora em algumas comparações esses valores tenham sido próximos daqueles sob o eucalipto e pastagem. Os teores de C do solo do Euc. 5R (Eucalipto na 5ª rotação) e Euc. 1R5A (Eucalipto 1ª rotação aos cinco anos de idade) foram menores que aqueles sob a MN (Mata nativa), enquanto para o solo sob o Euc. 1R2A (Eucalipto 1ª rotação aos doisanos de idade), esses teores foram semelhantes ou maiores para as primeiras camadas amostradas. Dentre os usos do solo amostrados, a MN e o Euc. 5R apresentaram os maiores teores de C na MOP. Os solos com o Euc. 1R5A, Euc. 1R2A e Past. 1R5A foram aqueles que apresentaram os maiores decréscimos dos teores de C nessa fração quando comparados à MN. A alteração do uso do solo acarretou aumentos expressivos nos teores de C da MAM em relação à MN, principalmente nas áreas sob o Euc. 1R5A, Euc. 1R2A, Past. 1R5A e Past. 1R2A. A abundância natural do 13C possibilitou o cálculo da taxa de ciclagem de ciclagem das frações MOP e MAM que foram de, aproximadamente, 8,33 e 0,5 % ao ano, respectivamente, indicando a maior sensibilidade da MOP às alterações de uso do solo.

The literature presents a great deal of controversy regarding increase and/or reduction of organic C supply in soil or of its fractions as a result of implantation of forest species. In this context, the physical methods for separation of soil organic matter (SOM), associated with the isotopic composition of C, allow the understanding of C alteration in soil and also in the different compartments of SOM, such as evaluation and quantification of possible entries of C through implanted culture and, in addition, the losses that the new cultivation brings about C derived from the former culture. This is facilitated when there is a vegetation substitution of C3 for C4, or the contrary, seeing that these plant metabolism presents differences of 13C, which in turn, affects the soil when this residue in left on the soil. Thus, the purpose of this work was to determine the C changes in fractions of organic matters in soils cultivated with eucalyptus. Samples of eucalyptus, pasture and native forest layers of 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm, in four repetitions, were collected. The selected uses were: native forest (NF), fifth rotation eucalyptus (Euc. 5R) eucalyptus in the first rotation at the age of five, (Euc. 1R5A) and adjacent pasture (Past. 1R5A) and also first rotation eucalyptus at the age of two (Euc. 1R2A) and adjacent pasture (Past. 1R2A) The collected samples were submitted to physical fractionation divided into two distinct fractions: particulate organic matter (POM) and mineral-associated organic matter (MAM). These fractions had their C and natural abundance of 13C analyzed by using a mass spectrometer (Continuous Flow Isotope Ratio MS). The data were analyzed considering a sampling design, and from these four repetitions, the average and respective standard errors were obtained for each of the soil layers and their different use. The contents were, in a general way, higher in NF, although, in some comparisons, these values were close to the ones under eucalyptus and pasture. The C contents of Euc. 5R and Euc. 1R5A were not as high as the ones under NF, while in the soil under Euc. 1R2A, these contents were similar or higher for the first collected layers. Among the uses of collected soil, NF and Euc. 5R presented the highest values of C for POM. The soils with Euc. 1R5A, Euc. 1R2A and Past. 1R5A presented the highest decrease, of C content in this fraction when compared to NF. The alteration of soil use resulted in expressive increase in C content of MAM in relation to NF, especially in areas under Euc. 1R5A, Euc. 1R2A, Past. 1R5A e Past. 1R2A. The natural abundance of 13C allowed the cycling rate measurement of POM and MAM fraction cyclings which were nearly, 8,33 e 0,5 % per year, respectively, indicating a greater sensibility of POM to the alterations in the soil use.