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biomassa microbiana e matéria orgânica leve em solos

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biomassa microbiana e matéria orgânica leve em solos
BIOMASSA MICROBIANA E MATÉRIA ORGÂNICA LEVE EM SOLOS SOB SISTEMAS...
247
BIOMASSA MICROBIANA E MATÉRIA ORGÂNICA LEVE
EM SOLOS SOB SISTEMAS AGRÍCOLAS ORGÂNICO E
CONVENCIONAL NA CHAPADA DA IBIAPABA - CE(1)
Francisco Alisson da Silva Xavier(2), Stoécio Malta Ferreira Maia(3),
Teógenes Senna de Oliveira(4) & Eduardo de Sá Mendonça(5)
RESUMO
Em muitos casos, a substituição da vegetação nativa por sistemas agrícolas
resulta em decréscimo nos conteúdos de C e N nos diferentes compartimentos
da matéria orgânica do solo. Para testar se as práticas de manejo que priorizam
o aporte de resíduos orgânicos promovem aumento dos compartimentos da
matéria orgânica mais sensíveis ao manejo, este estudo se propôs estudar áreas
de uma propriedade que utiliza um sistema de produção de acerola em larga
escala, sob manejo orgânico, e uma área sob cultivo convencional de cenoura e
beterraba em rotação com milho, pertencentes à Fazenda Amway Nutrilite do
Brasil e à Associação de Horticultores do Pivot Central, respectivamente, ambas
localizadas na região da Chapada da Ibiapaba, Ceará. Selecionou-se, também,
uma área de pastagem localizada no interior da primeira propriedade amostrada,
bem como áreas sob mata nativa, próximas às áreas de cultivo. Amostras de um
Neossolo Quartzarênico foram coletadas nas profundidades de 0–5 e 5–15 cm e
foram determinados os teores de C orgânico total, de C e N microbiano (Cmic e
Nmic) e da matéria orgânica leve (Cmol e Nmol), além do C mineralizável obtido
por respirometria. O acúmulo médio nos estoques de Nmic nas áreas sob manejo
orgânico em relação à mata nativa foi de 11,7 kg ha-1, o que representou um
incremento de 585 % de Nmic nas áreas de cultivo. Já na pastagem, ocorreu
acúmulo de 211 kg ha-1 no estoque de Cmic em relação à mata nativa em
subsuperfície, representando um incremento de 514,6 %. Por outro lado, os
(1)
Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor, apresentada ao Departamento de Ciências do Solo da Universidade Federal do Ceará
– UFC. Recebido para publicação em setembro de 2004 e aprovado em março de 2006.
(2)
Doutorando do Departamento de Solos, Universidade Federal de Viçosa – UFV. CEP 36570-000 Viçosa (MG). E-mail:
[email protected]
(3)
Doutorando do Departamento de Solos e Nutrição de Plantas, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz – ESALQ/USP. Av.
Pádua Dias 11, CEP 13418-900 Piracicaba (SP). E-mail: [email protected]
(4)
Professor Adjunto do Departamento de Ciências do Solo, Universidade Federal do Ceará- UFC. Campus do PICI, Bloco 807,
CEP 60455-760 Fortaleza (CE). Bolsista do CNPq. E-mail: [email protected]
(5)
Professor do Departamento de Solos, UFV. Bolsista do CNPq. E-mail: [email protected]
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
248
Francisco Alisson da Silva Xavier et al.
estoques de Cmic no cultivo convencional sofreram reduções de 59 e 53 %, nas
camadas de 0–5 e de 5–15 cm, respectivamente, em relação à mata nativa. Os
estoques de Cmol obtidos nas linhas de cultivo nos sistemas orgânicos
apresentaram incremento de 106 %, na camada de 0–5 cm, em relação à mata; no
sistema convencional, porém, constatou-se uma redução em 31 % no estoque de
Cmol na camada superficial. Os resultados indicaram que o manejo realizado
nas áreas sob cultivo orgânico com acerola e pastagem contribuiu para a
manutenção e recuperação dos conteúdos de C e N da biomassa microbiana (BMS)
e da matéria orgânica leve (MOL) do solo. Os incrementos e, ou, reduções de C e
N nos compartimentos BMS e MOL, comparativamente à área nativa de
referência, foram proporcionalmente maiores que os valores obtidos, quando
considerados somente os estoques de C orgânico e N totais, principalmente na
área sob sistema de cultivo convencional. Isto indica serem tais compartimentos
sensíveis às mudanças no estado da matéria orgânica de acordo com o manejo.
Os sistemas de manejo orgânico e pastagem constituem estratégias de manejo
importantes que devem ser consideradas para a conservação e, ou, aumento da
matéria orgânica e, conseqüentemente, para a melhoria da qualidade do solo e
implementação do seqüestro de C na região da Chapada da Ibiapaba, Ceará.
Termos de indexação: agricultura biodinâmica, pastagem, C mineralizável,
adubação verde, qualidade do solo, sustentabilidade.
SUMMARY: MICROBIAL BIOMASS AND LIGHT ORGANIC MATTER IN
SOILS UNDER ORGANIC AND CONVENTIONAL SYSTEMS IN
THE CHAPADA DA IBIAPABA - CE, BRAZIL
Several studies reveal that the substitution of native vegetation by agricultural systems
results in decreases in the C and N soil organic matter pools. Aiming to test the hypothesis that
management practices favoring organic residue inputs promote increases in the most sensitive
organic matter pools, the present study intended to study areas of an organic management
system of acerola fruit production and a conventional cultivation area cropped with carrot and
beet in crop rotation with corn. These areas belong to the Farm Amway Nutrilite do Brasil and
Central Pivot Farmers Association, respectively, both in the Chapada da Ibiapaba, Ceará
State, Brazil. A pasture area on the former was also selected. Areas under native forest, located
near the cultivation areas, were sampled. Samples of a Quartzipsamment soil were collected
from the depths 0–5 and 5–15 cm. The total soil organic C, microbial C and N (Cmic and
Nmic), light organic matter C and N (Cmol and Nmol) and the mineralizable C were
determined. An accumulation of 0.0117 Mg ha-1 was observed in the Nmic stock in the organic
system soil in comparison to the native forest’s, representing an increase of 585% in the Nmic
stock. In addition, there was an accumulation of 0.211 Mg ha-1 in the Cmic stock in the
pasture area, which represented an increase of 514.6% in these pools. On the other hand, Cmic
stocks in the conventional system were reduced by 59 and 53% in the 0–5 and 5–15 cm layers,
respectively, in relation to the native forest. In the upper soil layer, the organic systems presented
an increment of 106% in the Cmol stocks, while in the conventional system a reduction of 31%
was observed in the same organic matter pool. The results obtained demonstrated that soil
management in the areas under organic cultivation with acerola fruit and pasture contributed
to the maintenance and recovery of the C and N microbial biomass and the light organic
matter contents. The increments and/or reductions of C and N in the MB and LOM pools,
compared to the native forest, were proportionally larger than those of the total organic C and
N stocks, mainly in the area under conventional system cultivation. This observation indicates
that these compartments can be considered sensitive indicators of soil management alterations.
In conclusion, the organic management systems and pasture areas represent important
management strategies that should be considered for the conservation and/or increase of the
soil organic matter and, consequently, for the improvement of the soil quality and C sequestration
in the Chapada da Ibiapaba region.
Index terms: biodynamic agriculture, pasture, mineralizable C, green manure, soil quality,
sustainability.
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
BIOMASSA MICROBIANA E MATÉRIA ORGÂNICA LEVE EM SOLOS SOB SISTEMAS...
INTRODUÇÃO
A matéria orgânica do solo (MOS) é considerada
uma das principais fontes de energia e nutrientes
ao sistema, capaz de manter a produtividade dos
solos em geral. Dentre outros benefícios gerados
pela MOS, destacam-se a melhoria das condições
físicas do solo e o fornecimento de energia para o
crescimento microbiano (Silva & Resck, 1997), o que
reflete em maior ciclagem de nutrientes e aumento
da CTC do solo (Paes et al., 1996). Estes e outros
benefícios conferem à MOS um papel fundamental
na avaliação da qualidade do solo (Mielniczuk et al.,
2003).
Estudos recentes revelam que a substituição da
vegetação nativa por sistemas agrícolas cultivados
resulta no decréscimo do aporte de C nos diferentes
compartimentos da MOS (Marchiori Junior & Melo,
2000; Leite et al., 2003). Tais perdas decorrem, em
grande parte, do tipo de sistema de manejo adotado
nas mais diversas condições de ambiente.
Nesse contexto, os sistemas agrícolas
convencionais, caracterizados pelo intenso
revolvimento do solo e pelo uso de elevadas
quantidades de adubos químicos e pesticidas,
contribuem, mais intensamente, para as perdas de
C orgânico do solo (Rasmussen et al., 1998;
Mielniczuk et al., 2003). Dessa forma, desenvolvese o processo de degradação química, física e
biológica do solo, tendo como produto a redução de
produtividade das culturas exploradas, cada vez
mais acentuada com o manejo inadequado e o uso
contínuo do solo.
Por outro lado, tem-se aumentado o interesse em
avaliar os efeitos das opções de manejo com práticas
conservacionistas que priorizem o aporte de MOS
(Corea, 1998; Bayer et al., 2000; Marin, 2002; Leite
et al., 2003). Segundo tais estudos, o manejo menos
intensivo do solo promoveu acréscimos consideráveis
no conteúdo total de C no solo e teve ação efetiva
nas variações dos diferentes compartimentos da
MOS. Nesse sentido, torna-se de fundamental
importância a avaliação dos indicadores mais
sensíveis às práticas de manejo, visando ao
monitoramento dos impactos positivos ou negativos
sobre o solo.
Estudos têm demonstrado que determinados
compartimentos da MOS são capazes de detectar,
mais rapidamente, as mudanças nos conteúdos de
C no solo associadas ao manejo. As reduções nestes
compartimentos são, de modo geral, maiores que as
observadas, quando se considera apenas o conteúdo
total de C do solo (Janzen et al., 1992). Numa escala
crescente de sensibilidade, obtém-se, em primeira
ordem, a biomassa microbiana do solo (BMS), bastante
variável e sensível, considerada como compartimento
ativo na dinâmica da MOS (Lundquist, et al., 1999);
em seguida, representando uma medida de
sensibilidade intermediária, obter-se-ia a matéria
orgânica leve (MOL) (Freixo et al., 2002).
249
O objetivo do presente estudo foi testar a hipótese
de que práticas de manejo que priorizam o aporte
orgânico promovem alterações no compartimento
ativo e lento da MOS, representado pela biomassa
microbiana e pela matéria orgânica leve,
respectivamente, permitindo considerá-los sensíveis
ao manejo e promotores das melhorias da qualidade
do solo.
MATERIAL E MÉTODOS
Localização e descrição geral das áreas de
estudo
As áreas de estudo localizam-se na região da
Chapada da Ibiapaba, situadas no km 334 da BR 220
no município de Ubajara-CE (latitude 3 ° 51 ’ 12 ’’ S
e longitude 41 ° 5 ’ 10 ’’ W). O clima é o Amw’ (tropical
chuvoso de monção), segundo classificação de
Köppen. A temperatura média anual da região é de
28 °C e a precipitação média de 640 mm ano-1, com
período chuvoso concentrando-se entre os meses de
janeiro a maio, e o período seco geralmente
estendendo-se de julho a novembro.
Em setembro de 2002, foram coletadas amostras
de um Neossolo Quartzarênico das áreas
pertencentes à Fazenda Amway Nutrilite do Brasil
e à Associação dos Horticultores do Pivot Central.
Na primeira propriedade, desenvolveu-se a produção
de frutos de acerola em grande escala e em bases
orgânicas, encontrando-se, atualmente, no segundo
ano de conversão para sistema de produção
biodinâmico. A segunda área de coleta selecionada
foi caracterizada por um sistema de cultivo intensivo
com cerca de 15 anos consecutivos de uso agrícola
com utilização de pivot central, cujas principais
culturas exploradas, até então, foram batata, feijão,
cenoura e milho.
Foram selecionadas e amostradas as seguintes
áreas:
Área 1: Área sob cultivo orgânico, estabelecida
entre os meses de julho a dezembro de 1998, com
aproximadamente 40 ha sob cultivo de acerola. Nos
anos de 1991 a 1997, esta área foi cultivada com
morango e melancia sob cultivo convencional. Antes
do plantio de acerola, foi semeado coquetel de
leguminosas/gramíneas (Quadro 1), seguido de sua
incorporação, totalizando um conteúdo de massa
verde incorporada de 45 t ha-1.
Utilizaram-se 1,7 t ha-1 de calcário dolomítico na
correção do solo, 500 kg ha-1 de fosfato natural e
300 kg ha-1 de gesso agrícola. A calagem foi feita
anualmente com base na análise do solo. Na ocasião
do plantio da acerola, adicionaram-se 200 g de
fosfato natural por cova. A adubação orgânica foi
realizada por meio da adição de 22 kg de composto
orgânico por planta aplicado na linha, duas vezes
ao ano, num intervalo de seis meses, totalizando um
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250
Francisco Alisson da Silva Xavier et al.
aporte de aproximadamente 25 t ha -1 ano -1 . A
composição e a caracterização química do composto
orgânico encontram-se no quadro 2.
Aplicou-se bagana de carnaúba como cobertura
morta nas linhas nos dois primeiros anos de cultivo.
Nas entrelinhas, no início do período chuvoso, foram
semeados calopogônio, soja perene e capim-bulfel,
na proporção de 2 kg ha-1 de semente. Antes da
floração dessas espécies, realizou-se um roço
mecânico nas entrelinhas incorporando a massa
verde nas linhas. Utilizou-se sistema de irrigação
tipo microaspersão com vazão de 22 L h-1. A coleta
das amostras de solo nesta área foi realizada nas
linhas e entrelinhas para a avaliação comparativa
das duas condições: área de acerola com coquetel e
por coleta nas linhas (ACCL) e nas entrelinhas (ACCE),
respectivamente.
Quadro 2. Composição e caracterização química do
composto orgânico aplicado na linha de cultivo
de acerola na Fazenda Amway Nutrilite do
Brasil, no município de Ubajara-CE
Natureza do material (1)
Bagaço de cana
Resíduo de acerola
Esterco de gado
Esterco de galinha
MB4 (2)
Fosfato
Água
Quadro 1. Composição e quantidades de sementes
das espécies utilizadas no coquetel incorporado
ao solo na Fazenda Amway Nutrilite do Brasil,
no município de Ubajara-CE
Leguminosa/gramínea
Quantidade
kg ha -1
Milho
Feijão-de-porco
Girassol
Mamona
Calopogônio
Milheto
Crotalária juncea
Crotalária spectabilis
Mucuna
Feijão-guandu
Lab Lab
Sorgo
Feijão-moita
Fonte: Fazenda Amway Nutrilite do Brasil.
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
24,0
16,0
8,0
5,0
4,0
2,0
10,0
10,0
16,0
16,0
12,0
3,0
12,0
32,78
5,46
19,05
8,60
3,07
1,02
30,00
Caracterização química
Área 2: Esta área está localizada ao lado da
anteriormente descrita, tendo sido estabelecida
também em dezembro de 1998. De forma similar à
anterior, este talhão foi composto de quatro quadras
de acerola com dimensão total de 40 ha. O histórico
e o manejo nas linhas e entrelinhas desta área
mostraram-se semelhantes aos da Área 1, no
entanto, este talhão diferenciou-se por não ter
recebido a incorporação do coquetel de leguminosas/
gramíneas. De modo semelhante à área anterior, a
amostragem foi realizada nas linhas e entrelinhas
sendo denominadas: área sem coquetel e por coleta,
nas linha (ASC L ) e nas entrelinhas (ASC E ),
respectivamente.
Área 3: Área de pastagem para criação de gado
(PAST) com taxa de lotação de 0,5 animal ha-1.
Imediatamente após a retirada da vegetação nativa,
Proporção no conteúdo
total de composto
produzido em %
Nitrogênio (g kg -1 )
Potássio (g kg -1 )
Cálcio (g kg-1)
Magnésio (g kg -1 )
Enxofre (g kg -1 )
Sódio (g kg-1 )
Fósforo (g kg -1 )
Ferro (g kg -1 )
Manganês (g kg -1 )
Cobre (g kg -1 )
Zinco (g kg -1 )
Boro (g kg -1 )
Matéria orgânica (%)
Relação C/N
(1)
22,00
5,00
40,00
9,70
10,20
6,20
23,40
31,00
0,52
0,03
0,13
0,10
38,49
10,17
Fonte: Fazenda Amway Nutrilite do Brasil.
natural derivado de rochas silicatadas.
(2)
Fertilizante
esta área foi cultivada em bases intensivas durante
os anos de 1994 e 1995 com maracujá. Posteriormente,
esteve sob pousio durante os anos de 1996 a 2001.
O preparo do solo foi realizado em 2001 por meio de
roço mecânico seguido de gradagem pesada. A
calagem foi feita com a utilização de 1,7 t ha-1 de
calcário dolomítico. Foram aplicados ainda
500 kg ha-1 de fosfato natural junto à semente e
300 kg ha-1 de gesso agrícola. A semeadura foi
realizada 3–4 meses após o preparo da área, ocasião
em que foram utilizadas as seguintes espécies:
Brachiaria decumbes, Brachiaria brizantha e
Brachiaria ruziziensis na quantidade de 7–8 kg ha-1
de semente para cada espécie. Anualmente, realizase um roço mecânico no início do período chuvoso.
Área 4: Área pertencente à Associação dos
Horticultores do Pivô Central, representando uma
situação de manejo intensivo do solo, com utilização
de sistema de irrigação por pivot central. A partir
do ano de 1985 até 1994, a área foi cultivada
convencionalmente com olerícolas em rotação com
feijão e milho. Já entre os anos de 1994 e 1997, não
foi realizada nenhuma atividade agrícola, e, somente
BIOMASSA MICROBIANA E MATÉRIA ORGÂNICA LEVE EM SOLOS SOB SISTEMAS...
a partir de 1998, estendendo-se até 2002, cultivouse cenoura em rotação com milho sob cultivo
convencional (SCC). No preparo do solo, utilizou-se
subsolador seguido de grade aradora e sulcador. A
adubação química foi efetuada por meio da
formulação NPK 6-24-12 na quantidade de
1.500 kg ha-1. Realizou-se o controle de plantas
espontâneas pela aplicação de herbicida à base de
Linuron, conhecido comercialmente por Afalon, com
dosagem de 2,5 L ha-1.
Foram também selecionadas áreas sob mata
nativa, localizadas próximas às áreas de estudos,
sem qualquer tipo de interferência antrópica. A
vegetação nativa, denominada de carrasco, é
caracterizada pela ocorrência de indivíduos de baixo
porte (3–4 m), constituída por espécies próprias e por
outras oriundas de outras formações
geograficamente próximas, como a floresta, o
cerrado e a caatinga, apresentando alta densidade
dos indivíduos lenhosos, os quais apresentam troncos
finos e são uniestratificados. Maior detalhamento
acerca desta vegetação pode ser observado no estudo
de Araújo et al. (1999). As áreas de mata nativa
referentes às áreas orgânicas e ao cultivo
convencional foram representadas por MNo e MNc,
respectivamente, e utilizadas como referencial no
estudo comparativo às alterações promovidas pelo
manejo do solo.
Amostragem e características analisadas
As amostras de solo foram coletadas nas
profundidades de 0–2, 2–5, 5–10, 10–15 cm. A
amostragem consistiu na abertura de pequenas
trincheiras nas áreas selecionadas, totalizando um
número de quatro repetições. Com base na análise
de C orgânico total, uniram-se as camadas de 0–2 e
2–5 cm, e de 5–10 e 10–15 cm, respectivamente,
originando as camadas que foram efetivamente
estudadas, ou seja, de 0–5 e 5–15 cm.
O CO total do solo (COT) foi quantificado por
oxidação da matéria orgânica via úmida,
empregando solução de dicromato de potássio
(K2Cr2O7) em meio ácido, com fonte externa de calor
(Yeomans & Bremner, 1988). O nitrogênio total (NT)
foi quantificado por meio de digestão sulfúrica,
seguida de destilação Kjeldahl, conforme Tedesco
et al. (1995).
O C microbiano (Cmic) foi determinado pelo
método da irradiação-extração, utilizando o forno
microondas modelo Panasonic de potência igual a
900 W e freqüência de 2.450 MHz, conforme método
descrito por Islam & Weil (1998) e Ferreira et al.
(1999). O extrator utilizado foi K2SO4 0,5 mol L-1 e
o C contido nos extratos foi quantificado por meio de
oxidação via úmida (Yeomans & Bremner, 1998) sem
aquecimento externo. O fator de conversão (Kc)
usado para converter o fluxo de C para C da biomassa
microbiana foi de 0,33 (Sparling & West, 1988). Os
teores de Cmic foram expressos com base na massa
251
de solo seco em estufa a 105 °C, por 24 h.
Para determinar o N microbiano (Nmic), as
amostras de solo foram primeiramente acondicionadas
em frascos plásticos e incubadas aerobicamente
durante 21 dias, a fim de estimular a atividade
microbiana, sendo a umidade mantida em 60 % da
capacidade de campo. Ao final do período de
incubação do solo, determinou-se o Nmic por meio
do método de irradiação e extração, utilizando-se o
forno microondas modelo Cônsul de potência igual a
900 W, conforme Islam & Weil (1998). O extrator
utilizado foi o K2SO4 0,5 mol L-1 e o N contido nos
extratos foi quantificado por meio de digestão
sulfúrica, seguida de destilação Kjeldahl, conforme
Tedesco et al. (1995). O fator de conversão (KN)
utilizado para converter o fluxo de N em N da
biomassa microbiana foi de 0,54 (Brookes et al., 1985).
Os teores de Nmic foram expressos com base na
massa de solo seco em estufa a 105 °C por 24 h.
A atividade microbiana foi medida pela
quantificação do C mineralizável, por meio do
desprendimento do CO2 (C–CO2), capturado em
solução de NaOH 0,5 mol L -1 , segundo método
adaptado de Anderson (1982). As quantificações de
C–CO2 foram realizadas em intervalos de 2, 5, 10,
15, 20, 25 e 30 dias. A curva de liberação de CO2 foi
determinada, relacionando-se a produção acumulada
de C–CO2 com o tempo de incubação por meio de
regressão.
A taxa de respiração por unidade de biomassa,
ou quociente metabólico (qCO2), foi obtida pela
relação entre a taxa de respiração basal, que consiste
na medida da produção de CO 2, resultante da
atividade metabólica no solo, e da biomassa
microbiana (Anderson & Domsch, 1985).
A matéria orgânica leve-livre (MOL) foi
determinada por flotação em solução de iodeto de
sódio (NaI), densidade de 1,8 kg L-1. O material obtido
foi seco a ± 65 °C e, posteriormente, pesado. Os
teores de C e N da MOL (Cmol e Nmol) foram
quantificados por combustão via seca em analisador
elementar Perkin Elmer CHNS/O 2400 (Sohi et al.,
2001).
Os estoques de C e N foram calculados pela
expressão: C ou N (t ha-1) = teor (g kg-1) * densidade
do solo (kg dm-3) * espessura da camada de solo (dm).
Análise estatística
As comparações envolvendo os sistemas de
manejo e as áreas sob vegetação nativa foram
obtidas por meio de contrastes ortogonais originados
a partir do desdobramento dos sete graus de liberdade
para tratamento (Quadro 3). A significância dos
contrastes com um grau de liberdade foi testada pelo
teste F (P < 0,05 e 0,01) contra o quadrado médio do
resíduo obtido pela análise de variância em
delineamento inteiramente casualizado.
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
252
Francisco Alisson da Silva Xavier et al.
Quadro 3. Contrastes ortogonais (C) utilizados na
comparação entre os diferentes sistemas de
manejo
Sistema
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
ACC E
ACCL
ASC E
ASC L
PAST
MNo
SCC
MNc
1
0
-1
0
0
0
0
0
0
1
0
-1
0
0
0
0
1
-1
1
-1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
-4
0
0
1
1
1
1
-4
0
0
0
0
0
0
0
1
-1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
-1
ACCE : área de acerola com coquetel com coleta de solo na entrelinha; ACCL: área de acerola com coquetel com coleta de solo na
linha; ASCE: área de acerola sem coquetel com coleta de solo na
entrelinha; ASCL: área de acerola sem coquetel com coleta de
solo na linha; PAST: pastagem; MNo: área mata nativa referente às áreas orgânicas com acerola e pastagem; SCC: sistema de
cultivo convencional; MNc: área de mata nativa referente ao sistema de cultivo convencional.
Os contrastes ortogonais C1 e C2 tiveram por
objetivo avaliar o efeito do coquetel nas condições
de coletas realizadas nas linhas e entrelinhas entre
as áreas de cultivo orgânico. Já o contraste C3
propôs avaliar o manejo empregado nas linhas e
entrelinhas, independentemente da incorporação do
coquetel. As áreas sob cultivo orgânico foram
avaliadas comparativamente à área sob vegetação
nativa por meio do contraste C4. A área de pastagem
foi comparada às áreas orgânicas e à área nativa
por meio dos contrastes C5 e C6, respectivamente.
O contraste C7 permitiu avaliar o sistema de cultivo
convencional em relação à sua respectiva área de
mata nativa.
Realizaram-se análises de regressão para
obtenção das curvas que indicam as quantidades
acumuladas de C–CO2 liberadas de acordo com o
tempo de incubação do solo dentro de cada sistema
de manejo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Biomassa microbiana do solo
O uso do coquetel de leguminosas/gramíneas não
acarretou aumentos nos teores de C e N microbiano
(Cmic e Nmic) nas áreas sob cultivo orgânico
(Quadro 4, C1 e C2). Este resultado indica que a
biomassa produzida pelo coquetel foi consumida em
curto prazo, razão pela qual as diferenças entre
efeitos das duas situações não puderam ser
detectadas após seis anos da época de incorporação.
Os teores de Cmic obtidos nas linhas foram
superiores aos observados nas entrelinhas na
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
profundidade de 0–5 cm, o que pode ter sido
influenciado pela disponibilidade do substrato
orgânico nas linhas. Entretanto, o mesmo não foi
observado para os teores de Nmic (Quadro 4, C3).
Os teores de Cmic obtidos nas áreas de cultivo
orgânico não diferiram dos teores obtidos na área
sob vegetação nativa (Quadro 4, C4). Não é comum
observar que sistemas de cultivo apresentem
conteúdos semelhantes, ou maiores, de Cmic
comparativamente a um ambiente natural, desde
que este esteja equilibrado (Marchiori Jr. & Melo,
1999; D’Andréa et al., 2002; Leite et al., 2003).
Partindo do princípio de que a biomassa microbiana
é um compartimento regulado pela disponibilidade
de substrato orgânico (Souza & Melo, 2000), a baixa
produção de biomassa vegetal na área nativa,
aproximadamente de 15 t ha-1 ano-1, cuja proporção
é 40 % inferior ao que é adicionado nas áreas
orgânicas, pode explicar os valores similares de Cmic
nesta área em relação aos sistemas de cultivo
orgânicos. Em adição, a melhor condição de umidade
nas áreas cultivadas é outro fator preponderante que
favorece o crescimento microbiano.
Os teores de Nmic nas áreas de cultivo orgânico
foram superiores aos obtidos na área sob mata nativa
na camada de 0–5 cm (Quadro 4, C4), possivelmente
em resposta à adição do composto orgânico e à fixação
de N propiciada por espécies de leguminosas
plantadas nas entrelinhas. O acúmulo médio nos
estoques de Nmic nas áreas sob manejo orgânico
em relação à mata nativa (2 kg ha-1) foi de 11,7 kg ha-1
(Quadro 4), o que representou um incremento de
585 % nos estoques de Nmic em relação à área de
referência. Neste sentido, o Nmic mostrou-se
sensível às práticas de manejo realizadas nas áreas
orgânicas, anteriormente não-perceptíveis pelos
estoques totais de N.
O conteúdo de Cmic na área de pastagem foi
superior (P < 0,01) em relação às áreas sob cultivo
orgânico na camada de 5–15 cm (Quadro 4, C5). A
maior proporção Cmic/COT no sistema PAST em
relação às áreas de cultivo revela maior conversão
de C orgânico em C microbiano. Este fato indica o
aumento de nutrientes na área de pastagem por
meio da biomassa microbiana, a qual apresenta
rápido tempo de ciclagem no solo. No entanto, o
sistema pastagem o solo apresentou menor conteúdo
de Nmic na camada de 0–5 cm (Quadro 4). Desta
forma, as proporções Nmic/NT nas áreas orgânicas
indicam que houve maior imobilização de N na
biomassa microbiana em comparação à área de
pastagem. Nas áreas orgânicas, o composto
adicionado contém 2,2 g kg-1 de N na sua composição
e relação C/N igual a 10 (Quadro 2), o que favoreceu,
provavelmente, a maior imobilização de N na
biomassa microbiana. A maior quantidade de Nmic
nas áreas de cultivo é um aspecto de grande
relevância quanto à ciclagem de N pela biomassa
microbiana. O N imobilizado pelos microrganismos
BIOMASSA MICROBIANA E MATÉRIA ORGÂNICA LEVE EM SOLOS SOB SISTEMAS...
253
Quadro 4. Médias dos teores e estoques de carbono e nitrogênio totais (COT e NT), microbiano (Cmic e
Nmic), proporções do carbono e nitrogênio microbiano nos teores totais de carbono e nitrogênio
(Cmic/COT e Nmic/NT), respiração basal (mg CO2 kg-1 dia-1) e quociente metabólico (qCO2) em solos
sob sistemas agrícolas (orgânico e convencional) e em áreas sob mata nativa nas profundidades de
0–5 e 5–15 cm
Sistema/
contraste
COT
NT
__________________________________ g
Cmic
Nmic
kg-1 __________________________________
Cmic
__________ t
Nmic
Cmic/COT Nmic/NT
C–CO 2
qCO 2
________________ % ________________
mg kg-1 dia-1
mg CO2 mg-1
Cmic dia-1
ha-1 _________
0–5 cm
ACC E
ACCL
ASCE
ASCL
PAST
MNo
SCC
MNc
6,74
12,55
8,73
11,20
10,17
9,81
8,34
12,34
0,83
1,33
1,06
1,27
1,07
0,94
0,89
1,43
0,041
0,126
0,110
0,153
0,141
0,099
0,092
0,252
0,022
0,025
0,013
0,016
0,011
0,002
0,016
0,018
0,030
0,085
0,083
0,113
0,110
0,075
0,072
0,178
0,016
0,017
0,010
0,012
0,008
0,002
0,013
0,012
0,61
1,00
1,26
1,37
1,39
1,01
1,10
2,04
2,65
1,88
1,23
1,26
1,03
0,21
1,80
1,26
26,7
40,0
49,1
35,3
63,1
43,2
29,1
43,0
0,65
0,32
0,45
0,23
0,45
0,44
0,32
0,17
Contraste ortogonal
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
ns
ns
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
*
ns
ns
ns
*
ns
ns
ns
**
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
*
ns
ns
ns
**
ns
ns
ns
ACC E
ACCL
ASCE
ASCL
PAST
MNo
SCC
MNc
5,66
6,25
5,94
4,31
7,86
6,35
7,65
7,21
0,55
0,65
0,73
0,59
0,83
0,64
0,77
0,66
0,038
0,086
0,047
0,040
0,157
0,026
0,084
0,201
0,014
0,005
0,005
0,007
0,004
0,004
0,010
0,006
0,061
0,132
0,078
0,058
0,252
0,041
0,145
0,311
0,022
0,008
0,009
0,012
0,007
0,006
0,018
0,009
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
**
ns
ns
**
*
ns
*
*
ns
ns
ns
**
*
ns
0,67
1,38
0,79
0,93
2,00
0,41
1,10
2,79
2,55
0,77
0,68
1,19
0,48
0,63
1,30
0,91
5–15 cm
15,0
16,2
25,7
18,8
35,7
26,8
24,9
26,8
0,39
0,19
0,55
0,47
0,23
1,03
0,30
0,13
Contraste ortogonal
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
ns
ns
ns
ns
**
ns
ns
ns
ns
ns
ns
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
**
**
*
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
**
**
*
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
*
*
*
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
**
ns
ns
**
**
**
ns
ACCE : área de acerola com coquetel com coleta de solo na entrelinha; ACCL: área de acerola com coquetel com coleta de solo na linha;
ASCE: área de acerola sem coquetel com coleta de solo na entrelinha; ASCL: área de acerola sem coquetel com coleta de solo na linha;
PAST: pastagem; MNo: área mata nativa referente às áreas orgânicas com acerola e pastagem; SCC: sistema de cultivo convencional; MNc: área de mata nativa referente ao sistema de cultivo convencional. C1 = (ACCE – ASCE); C2 = (ACCL – ASCL); C3 = (ACCE
+ ASCE) - (ACCL + ASCL); C4 = (ACCE + ACCL + ASCE + ASCL – 4MNo); C5 = (ACCE + ACCL + ASCE + ASCL – 4PAST); C6 = (PAST
– MNo); C7 = (SCC – MNc). ns, *, ** : não-significativos, significativos a 5 e 1 %, respectivamente, pelo teste F.
será disponibilizado para as plantas em curto e médio
prazo, de acordo com a ciclagem desse
compartimento (Souza & Melo, 2000).
Os teores e estoques de Cmic na PAST foram
superiores aos observados no solo sob mata nativa
(MNo) na profundidade de 5–15 cm (Quadro 4, C6).
Os resultados do balanço de C obtidos pelo cálculo
das diferenças nos estoques de Cmic mostraram que
houve acúmulo de 211 kg ha-1 no estoque de Cmic
na PAST em relação à MNo (41 kg ha-1) nessa
profundidade (Quadro 4), representando um
incremento de 514,6 % no estoque de Cmic em
relação à mata nativa. Este resultado mostra que o
período de pousio associado ao manejo com
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
254
Francisco Alisson da Silva Xavier et al.
pastagem proporcionou a recuperação da biomassa
microbiana no solo nesta área, principalmente em
subsuperfície, o que pode estar relacionado com o
efeito do sistema radicular das gramíneas em
disponibilizar composto orgânicos de fácil degradação,
utilizados como fonte de energia no crescimento
microbiano (Freixo et al., 2002).
Os teores de Cmic obtidos no SCC foram menores
em relação aos teores observados na mata nativa
(MNc), nas duas profundidades avaliadas (Quadro 4,
C7). Os estoques de Cmic no SCC sofreram reduções
de 59 e 53 %, nas camadas de 0–5 e de 5–15 cm,
respectivamente, em relação à MNc. Tais reduções
foram proporcionalmente superiores àquelas
observadas pelos estoques de COT. Neste sentido,
confirma-se o Cmic como uma medida mais sensível
às perdas de matéria orgânica relacionadas com o
manejo. Os maiores valores da proporção Cmic/
COT, observados na MNc em comparação com o
SCC, indicam a maior conversão do C orgânico em
C microbiano, revelando maior condição de equilíbrio
no ambiente natural. Resultados semelhantes foram
observados por Marchiori Júnior & Melo (1999) e
Leite et al. (2003). O revolvimento associado às
maiores flutuações nos ciclos de umedecimento e
secagem do solo no sistema convencional, típicos de
um solo irrigado, são alguns fatores que podem ter
influenciado a redução da biomassa microbiana do
solo.
A produção de C–CO2 na PAST foi superior à
obtida nos sistemas de cultivo orgânico e na mata
nativa (Quadro 4, C5 e C6), revelando a maior
atividade da biomassa microbiana neste sistema em
relação aos demais. A maior quantidade de C
potencialmente mineralizável na pastagem
implicará também maior ciclagem de C e nutrientes
em relação aos sistemas de cultivo. Tal resultado
está relacionado com a intensa ciclagem de raízes
no sistema sob pastagem (D’Andréa et al., 2002).
Os dados do C–CO2 relativo ao COT ajustaramse ao modelo linear em todos os sistemas de manejo
avaliados (Figura 1). O maior coeficiente angular
da reta na área de pastagem indica que o sistema
PAST liberou maior quantidade de C–CO2 em relação
aos demais sistemas, confirmando a maior atividade
microbiana nesta área. Comportamento semelhante
foi observado por Balota et al. (1998).
ŶACC E = -0,0328 + 0,112x (R2 = 0,99**)
6,0
(a)
ŶACC L = 0,0409 + 0,0873x (R2 = 0,99**)
5,0
ŶASC E = 0,2542 + 0,1495x (R2 = 0,99**)
PRODUÇÃO RELATIVA, C-CO 2/COT, %
4,0
ŶASC L = -0,022 + 0,0973x (R2 = 0,99**)
3,0
YˆPAST = 0,3751 + 0,1674x (R2 = 0,99**)
2,0
ŶMNo = 0,1923 + 0,1191x (R2 = 0,99**)
YˆSCC = 0,3851 + 0,0920x (R2 = 0,99**)
1,0
YˆMNc = 0,2439 + 0,0929x (R2 = 0,99**)
0,0
ŶACC E = -0,2291 + 0,082x (R2 = 0,98**)
4,5
4,0
ŶACC L = -0,0284 + 0,0725x (R2 = 0,99**)
(b)
3,5
3,0
ŶASC E = 0,0461 + 0,119x (R2 = 0,99**)
2,5
ŶASC L = 0,2093 + 0,1178x (R2 = 0,99**)
2,0
YˆPAST = 0,1971 + 0,1244x (R2 = 0,99**)
1,5
YˆMNo = 0,2714 + 0,1113x (R2 =0,99**)
1,0
YˆSCC = 0,2836 + 0,0848x (R2= 0,98**)
0,5
0,0
0
ACCE
5
10
ACCL
ASCE
15
20
Dias
TEMPO,
dia
ASCL
PAST
25
30
35
MNo
SCC
MNc
YˆMNc = 0,1396 + 0,0997x (R2 = 0,99**)
Figura 1. Produção relativa acumulada de C-CO2 em relação do conteúdo de carbono orgânico total em
função do tempo de incubação em sistemas agrícolas (orgânico e convencional) e em áreas sob mata
nativa nas camadas de 0–5 cm (A) e de 5–15 cm (B). ACCE: área de acerola com coquetel com coleta de
solo na entrelinha; ACCL: área de acerola com coquetel com coleta de solo na linha; ASCE: área de
acerola sem coquetel com coleta de solo na entrelinha; ASCL: área de acerola sem coquetel com
coleta de solo na linha; PAST: pastagem; MNo: área de mata nativa referente às áreas orgânicas com
acerola e pastagem; SCC: sistema de cultivo convencional; MNc: área de mata nativa referente ao
sistema de cultivo convencional.
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
BIOMASSA MICROBIANA E MATÉRIA ORGÂNICA LEVE EM SOLOS SOB SISTEMAS...
De modo geral, as curvas que relacionam a
produção acumulada de C–CO2 de acordo com o tempo
de incubação do solo ajustam-se ao modelo
exponencial, permitindo a visualização de dois
estádios distintos (Corea, 1998; Medeiros, 1999). O
primeiro estádio indica a utilização da porção lábil
do C presente no solo pelos microrganismos,
representado pela parte linear da reta. O segundo,
representado pela parte menos inclinada da curva,
indica a utilização do C de menor labilidade. No
presente estudo, não foi verificado o segundo estádio
da curva de regressão para todos os sistemas de
manejo avaliados (Figura 1). É provável que o ajuste
da regressão no modelo exponencial fosse obtido, se
houvesse maior tempo de incubação do solo.
De modo geral, na camada de 0–5 cm, os valores
do quociente metabólico (qCO 2 ) nos sistemas
orgânicos estiveram abaixo do valor obtido na mata
nativa (MNo), principalmente os valores obtidos nas
linhas, o que demonstra o acúmulo de C nas áreas
cultivadas (Quadro 4). O valor de qCO2 observado
na pastagem foi semelhante ao obtido na mata
nativa na mesma profundidade. Já o SCC
apresentou maior valor de qCO2 em relação à MNc
na camada superficial, indicando a influência
negativa das práticas de manejo na área cultivada,
decorrente do estresse na biomassa microbiana do
solo nesse sistema (Tótola & Chaer, 2002). Segundo
os resultados, o qCO2 foi um bom indicador das
mudanças nos teores de matéria orgânica,
considerando o manejo do solo.
Matéria orgânica leve
A matéria orgânica leve (MOL) é constituída por
resíduos orgânicos parcialmente humificados em
vários estádios de decomposição e apresenta um
tempo de residência no solo que varia de 1 a 5 anos
(Janzen et al., 1992). Esta fração pode ser quantificada
por meio de flotação do material em líquido de
densidade variando de 1,6 a 2,0 kg L-1 (Sohi et al.,
2001).
Os teores de MOL não foram influenciados pelos
sistemas de manejo na camada de 0–5 cm
(Quadro 5). Observou-se a tendência de os conteúdos
de MOL nas linhas superarem os obtidos nas
entrelinhas da camada superficial dos sistemas
orgânicos. Certamente, a influência do manejo por
meio do maior aporte de matéria orgânica favoreceu
a maior quantidade de MOL nas linhas. De modo
semelhante, o teor de C presente na MOL (Cmol)
nas linhas foi, aproximadamente, duas vezes maior
que o teor obtido nas entrelinhas. O acúmulo de
MOL nas linhas apresentará maior fornecimento de
substrato utilizado como fonte de energia para o
crescimento microbiano, o que poderá levar à
liberação de nutrientes por meio da ciclagem da
biomassa microbiana, além de favorecer a
recuperação do equilíbrio biológico do solo e de sua
qualidade (Marin, 2002).
255
Já na camada de 5–15 cm, observou-se que o
conteúdo de MOL foi superior nas entrelinhas entre
as áreas de cultivo com acerola (Quadro 5, C3). Esta
constatação evidencia que o efeito da adubação
orgânica realizada na área, em relação ao incremento
de MOL, restringe-se somente aos primeiros
centímetros de solo, enquanto, nas entrelinhas, este
efeito parece ser mais favorecido pela reciclagem da
biomassa vegetal proveniente das plantas
espontâneas.
Os estoques de Cmol, obtidos nas linhas de cultivo
nos sistemas ACC L e ASC L , apresentaram
incrementos de 2,6 e 2,4 t ha-1, respectivamente, em
relação à mata nativa na camada de 0–5 cm
(Quadro 5), o que significa um aumento em 111 e
104 %, respectivamente, nos estoques de MOL nas
áreas cultivadas em relação ao ambiente natural.
A área de pastagem não diferiu das áreas de
cultivo quanto aos teores de Cmol; no entanto,
apresentou teores e estoques de Nmol superiores
(P < 0,05) na camada de 5–15 cm (Quadro 5, C5).
Observou-se tendência de redução no estoque de
Cmol no SCC em relação à MNc na camada
superficial (Quadro 5). As perdas de Cmol em
superfície nos solos sob o sistema de cultivo
convencional provavelmente estão associadas tanto
ao revolvimento do solo, que aumenta as taxas de
oxidação da matéria orgânica, como a retirada dos
restos culturais. Já em subsuperfície, a tendência
de estoques semelhantes de Cmol no sistema
convencional, em relação à mata nativa, pode estar
associada à mobilização de resíduos orgânicos para
as camadas inferiores provocada pela ação dos
implementos agrícolas durante o do preparo do solo.
Dentre os compartimentos da matéria orgânica
do solo, a MOL pode ser considerada como
compartimento lento dentro da dinâmica do C e N
no solo (Leite, 2002). A manutenção desse
compartimento, portanto, torna-se fundamental para
a sustentabilidade dos sistemas agrícolas, uma vez
que este representa, em curto e médio prazo,
potencial para ciclagem de nutrientes (Compton &
Boone, 2002). Os resultados obtidos revelaram que
os sistemas de cultivo orgânico continham maiores
conteúdos de MOL em relação à mata nativa, que é
a condição de referência. Este fato aponta para a
recuperação do solo nas áreas cultivadas em bases
orgânicas.
A proporção Cmol/COT indicou que o Cmol entre
os sistemas de cultivo orgânico representou de 26 a
59 % do COT, na profundidade de 0–5 cm, e de 15 a
25 % do COT, na profundidade de 5–15 cm
(Quadro 5). Percebe-se que os valores desta
proporção nos sistemas orgânicos estão muito acima
dos obtidos por outros pesquisadores (Gijsman, 1996;
Leite et al., 2003), os quais obtiveram valores dessa
mesma proporção variando de 6 a 13 % nas camadas
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
256
Francisco Alisson da Silva Xavier et al.
Quadro 5. Médias dos teores e estoques de matéria orgânica leve (MOL), carbono e nitrogênio da matéria
orgânica leve (Cmol e Nmol) e proporções entre carbono da matéria orgânica leve com carbono
orgânico total (Cmol/COT), nitrogênio da matéria orgânica leve com nitrogênio total (Nmol/NT),
carbono da biomassa microbiana com carbono da matéria orgânica leve (Cmic/Cmol) e nitrogênio da
biomassa microbiana com nitrogênio da matéria orgânica leve (Nmic/Nmol) em solos sob sistemas
agrícolas (orgânico e convencional) e em áreas sob mata nativa nas profundidades de 0–5 e 5–15 cm
Sistema/
contrastes
MOL
Cmol
__________________________ g
Nmol
kg-1 _________________________
Cmol
___________ t
Nmol
Cmol/COT
ha-1 __________
Nmol/NT
Cmic/Cmol Nmic/Nmol
______________________________________________________ % ______________________________________________________
0–5 cm
ACC E
ACCL
ASCE
ASCL
PAST
MNo
SCC
MNc
25,42
33,78
23,79
36,53
22,98
15,55
11,76
15,62
2,52
6,96
3,82
6,58
3,68
3,20
2,22
3,53
0,08
0,24
0,17
0,30
0,19
0,20
0,10
0,15
1,81
4,95
2,87
4,79
2,80
2,35
1,72
2,49
0,06
0,17
0,13
0,22
0,14
0,15
0,07
0,11
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
9,66
5,86
8,03
6,82
7,02
5,57
8,11
6,03
1,11
0,93
1,50
0,99
1,44
0,97
1,20
1,28
0,01
0,03
0,08
0,04
0,08
0,06
0,04
0,04
1,77
1,42
2,47
1,46
2,32
1,52
2,05
1,99
0,02
0,05
0,13
0,06
0,13
0,10
0,07
0,07
ns
ns
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
**
ns
ns
*
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
37,4
55,5
43,8
58,8
36,2
32,6
26,6
28,6
9,6
18,0
16,0
23,6
17,8
21,3
11,2
10,5
1,6
1,8
2,9
2,3
3,8
3,1
4,1
7,1
27,5
10,4
7,6
5,3
5,8
1,0
16,0
12,0
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
19,6
14,9
25,3
23,0
18,3
15,3
15,7
17,8
1,8
4,6
11,0
6,8
9,6
9,4
5,2
6,1
3,4
9,2
3,1
4,0
10,9
2,7
7,0
15,7
**
ns
ns
**
**
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
*
**
Contraste ortogonal
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
5–15 cm
ACC E
ACCL
ASCE
ASCL
PAST
MNo
SCC
MNc
140,0
16,7
6,3
17,5
5,0
6,7
25,0
15,0
Contraste ortogonal
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
**
ns
ns
*
*
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ACCE : área de acerola com coquetel com coleta de solo na entrelinha; ACCL: área de acerola com coquetel com coleta de solo na linha;
ASCE: área de acerola sem coquetel com coleta de solo na entrelinha; ASCL: área de acerola sem coquetel com coleta de solo na linha;
PAST: pastagem; MNo: área mata nativa referente às áreas orgânicas com acerola e pastagem; SCC: sistema de cultivo convencional; MNc: área de mata nativa referente ao sistema de cultivo convencional. C1 = (ACCE – ASCE); C2 = (ACCL – ASCL); C3 = (ACCE
+ ASCE) - (ACCL + ASCL); C4 = (ACCE + ACCL + ASCE + ASCL – 4MNo); C5 = (ACCE + ACCL + ASCE + ASCL – 4PAST); C6 = (PAST
– MNo); C7 = (SCC – MNc). ns, *, ** : não-significativo, significativos a 5 e 1 %, respectivamente, pelo teste F.
superficiais do solo. Janzen et al. (1992) destacaram
que, sob condições relativamente áridas, a MOL
tende a decompor-se a taxas lentas e acumular-se
em teores elevados em comparação com condições de
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maior umidade. Este comportamento está associado,
principalmente, à redução da atividade microbiana.
Desta forma, acredita-se que a MOL no ambiente do
presente estudo não esteja somente associada à
BIOMASSA MICROBIANA E MATÉRIA ORGÂNICA LEVE EM SOLOS SOB SISTEMAS...
adição de resíduos orgânicos, mas também ao
acúmulo destes, graças à baixa atividade da biomassa
microbiana.
Os valores das proporções Cmic/Cmol e Nmic/
Nmol indicam o percentual de C e N da MOL que
está sendo convertido em biomassa microbiana. Nos
sistemas orgânicos, na profundidade de 0–5 cm, os
valores da relação Cmic/Cmol nas áreas de
incorporação de coquetel (ACCE e ACC L) foram
menores em comparação àqueles observados nas
áreas não incorporadas (ASCE e ASCL) (Quadro 5).
Por outro lado, nas mesmas áreas, a proporção Nmic/
Nmol foi maior nas áreas de incorporação, indicando
que o manejo realizado favoreceu maior conversão
de Nmol em tecido microbiano em comparação ao
Cmol, podendo acarretar maior reciclagem de N
nesse ambiente pela ação da biomassa microbiana.
Na área de pastagem, observaram-se maiores
valores da proporção Cmic/Cmol em comparação às
áreas de cultivo orgânico nas duas profundidades
(Quadro 5). É provável que nessa área tenha ocorrido
maior acesso dos microrganismos à MOL, cujo efeito
refletiu-se no incremento da biomassa microbiana,
o que confirma os resultados de maior atividade
microbiana obtidos na área de pastagem (Figura 1).
Estes resultados validam a importância da MOL no
fornecimento de energia para o crescimento e
atividade da biomassa microbiana (Janzen et al.,
1992; Leite, 2002).
O percentual da proporção Cmic/Cmol obtido no
SCC (4,1 %) foi menor em relação à área MNc (7,1 %)
na profundidade de 0–5 cm. Por outro lado, na
mesma profundidade, a proporção Nmic/Nmol foi
maior no SCC (16 %) comparativamente à MNc
(12 %). As mesmas tendências foram observadas na
profundidade de 5–15 cm (Quadro 5). Os resultados
apontam para uma menor imobilização de Cmol
diante da maior imobilização de Nmol nos tecidos
microbianos no sistema convencional em relação à
mata nativa. Estes resultados permitem inferir que
a natureza dos resíduos orgânicos que originam a
MOL nos dois ambientes é diferente, exercendo
influências diferenciadas sobre a biomassa
microbiana do solo.
CONCLUSÕES
1. O manejo de áreas sob cultivo orgânico com
acerola e pastagem contribuiu para a manutenção e
recuperação dos conteúdos de C e N da biomassa
microbiana e da matéria orgânica leve, constituindo
estratégias de manejo importantes a serem
consideradas para a conservação e, ou, aumento da
matéria orgânica e, conseqüentemente, para a
melhoria da qualidade do solo e para a
implementação do seqüestro de C na região da
Chapada da Ibiapaba, Ceará.
257
2. Os incrementos e, ou, reduções de C e N nos
compartimentos na biomassa microbiana e na
matéria orgânica leve entre os sistemas de manejo,
em comparação à área nativa de referência, foram
proporcionalmente maiores que os valores obtidos,
quando considerados somente os estoques de C
orgânico e N totais, principalmente na área sob
sistema de cultivo convencional. Isto indica que estes
compartimentos podem ser considerados indicadores
sensíveis às mudanças no estado da matéria
orgânica de acordo com o manejo.
LITERATURA CITADA
ANDERSON, J.P.E. Soil respiration. In: PAGE, A.L.; MILLER,
R.H. & KEENEY, D.R., eds. Methods of soil analysis.
Part 2. Chemical and microbiological properties. 2.ed.
Madison, Soil Science Society of America/American
Society of Agronomy, 1982. p.831-845.
ANDERSON, T.H. & DOMSCH, K.H. Determination of
ecophysiological maintenance carbon requirements of soil
microorganisms in a dormant state. Biol. Fertil. Soils,
1:81-89, 1985.
ARAUJO, F.S.; MARTINS, F.R. & SHEPHERD, G.J. Variações
estruturais e florísticas do carrasco no planalto da Ibiapaba,
Estado do Ceará. R. Bras. Biol., 59:663-678, 1999.
BALOTA, E.L.; COLOZZI-FILHO, A.; ANDRADE, D.S. &
HUNGRIA, M. Biomassa microbiana e sua atividade em
solos sob diferentes sistemas de preparo e sucessão de
culturas. R. Bras. Ci. Solo, 22:641-649, 1998.
BAYER, C.; MARTIN-NETO, L.; MIELNICZUK, J. &
CERETTA, C.A. Effect of no-till cropping systems on soil
organic matter in sandy clay loam acrisol from southern
Brazil monitored by electron spin resonance and nuclear
magnectic resonance. Soil Till. Res., 53:95-104, 2000.
BROOKES, P.C.; LANDMAN, A.; PRUDEN, G. &
JENKINSON, D.S. Chloroform furrigation and the
release of soil nitrogen: A rapid direct extration method
for measuring microbial biomass nitrogen in soil. Soil
Biol. Biochem., 17:837-842, 1985.
COMPTON, J.E. & BOONE, R.D.
Soil nitrogen
transformations and the role of light fraction organic
matter in forest soils. Soil Biol. Biochem., 34:933-943,
2002.
COREA, E.J.V. Avaliação do carbono orgânico do solo sob
diferentes condições de manejo. Viçosa, Universidade
Federal de Viçosa, MG, 1998. 76p. (Tese de Mestrado)
D‘ANDRÉA, A.F.; SILVA, M.L.N.; CURI, N.; SIQUEIRA, J.O.
& CARNEIRO, M.A.C. Atributos biológicos indicadores
da qualidade do solo em sistemas de manejo na região do
cerrado no sul do estado de Goiás. R. Bras. Ci. Solo, 26:913923, 2002.
FERREIRA, A.S.; CAMARGO, F.A.O. & VIDOR, C. Utilização
de microondas na avaliação da biomassa microbiana do
solo. R. Bras. Ci. Solo, 23:991-996, 1999.
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
258
Francisco Alisson da Silva Xavier et al.
FREIXO, A.A.; MACHADO, P.L.O.A.; GUIMARÃES, C.M.;
SILVA, C.A. & FADIGAS, F.S. Estoques de carbono e
nitrogênio e distribuição de frações orgânicas de Latossolo
do cerrado sob diferentes sistemas de cultivo. R. Bras. Ci.
Solo, 26:425-434, 2002.
GIJSMAN, A.J. Soil aggregate stability and soil organic matter
fractions under agropastoral systems established in native
savanna. Aust. J. Soil Res., 34:891-907, 1996.
MIELNICZUK, J.; BAYER, C.; BESAN, F.M.; LOVATO, T.;
FERNÁNDEZ, F.F. & DEBARBA, L. Manejo de solo e
culturas e sua relação com os estoques de carbono e
nitrogênio do solo. In: CURI, N.; MARQUES, J.J.;
GUILHERME, L.R.G.; LIMA, J.M.; LOPES, A.S. &
ALVAREZ V., V.H., eds. Tópicos em ciência do solo. Viçosa,
MG, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2003. v.3.
p.209-248.
ISLAM, K.R. & WEIL, R.R. Microwave irradiation of soil for
routine measurement of microbial biomass carbon. Biol.
Fertil. Soils, 27:408-416, 1998.
PAES, J.M.V.; ANDREOLA, F.; BRITO, C.H. & LOUDES, E.G.
Decomposição da palha de café em três tipos de solo e sua
influência sobre a CTC e o pH. R. Ceres, 43:337-392, 1996.
JANZEN, H.H.; CAMPBELL, C.A.; BRANDT, S.A.; LAFOND,
G.P. & TOWNLEY-SMITH, L. Light-fraction organic
matter in soils from long-term crop rotations. Soil Sci. Soc.
Am. J., 56:1799-1806, 1992.
RASMUSSEN, P.E.; ALBRECHT, S.L. & SMILEY, R.W. Soil
C and N changes under tillage and cropping systems in
semi-arid pacific northwest agriculture. Soil Till. Res.,
47:197-205, 1998.
LEITE, L.F.C. Compartimentos e dinâmica da matéria orgânica
do solo sob diferentes manejos e sua simulação pelo modelo
Century. Viçosa, MG, Universidade Federal de Viçosa, 2002.
142p. (Tese de Doutorado)
SAPARLING, G.P. & WEST, A.W. A direct extraction method
to estimate soil microbial C:Calibration in situ using
microbial respiration and 14C labelled cells. Soil Biol.
Biochem., 20:337-343, 1988.
LEITE, L.F.C.; MENDONÇA, E.S.; NEVES, J.C.L.; MACHADO,
P.L.O.A. & GALVÃO, J.C.C. Estoques totais de carbono
orgânico e seus compartimentos em Argissolo sob floresta e
sob milho cultivado com adubação mineral e orgânica. R.
Bras. Ci. Solo, 27:821-832, 2003.
SILVA, J.E. & RESCK, D.V.S. Matéria orgânica do solo. In:
VARGAS, M.A.T. & HUNGRIA, M., ed. Biologia dos solos
dos cerrados. Planaltina, Embrapa-CPAC, 1997, p.467524.
LUNDQUIST, E.J.; JACKSON, L.E.; SCOW, K.M. & HSU, C.
Changes in microbial biomass and community
composition, and soil carbon and nitrogen pools after
incorporation of Rye into three California agricultural
soils. Soil Biol. Biochem., 31:221-236, 1999.
MARCHIORI JÚNIOR, M. & MELO, W.J. Carbono, Carbono
da biomassa microbiana e atividade enzimática em um
solo sob mata natural, pastagem e cultura do algodoeiro.
R. Bras. Ci. Solo, 23:257-263, 1999.
MARCHIORI JÚNIOR, M. & MELO, W.J. Alterações na
matéria orgânica e na biomassa microbiana em solo de
mata natural submetido a diferentes manejos. Pesq.
Agropec. Bras., 35:1177-1182, 2000.
MARIN, A.M.P. Impactos de um sistema agroflorestal com
café na qualidade do solo. Viçosa, MG, Universidade
Federal de Viçosa, 2002. 83p. (Tese de Mestrado)
MEDEIROS, M.L. Carbono orgânico extraído por soluções de
KNO3 e NaHSO4 e sua relação com outras formas de carbono
no solo. Viçosa, MG, Universidade Federal de Viçosa, 1999.
56p. (Tese de Mestrado)
R. Bras. Ci. Solo, 30:247-258, 2006
SOHI, S.; MAHIEU, N.; ARAH, J.R.M.; POLWSON, D.S.P.;
MADARI, B. & GAUNT, J.L. A procedure for isolating
soil organic matter fractions suitable for modeling. Soil
Sci. Soc. Am. J., 65:1121-1128, 2001.
SOUZA, W.J.O. & MELO, W.J. Teores de nitrogênio no solo e
nas frações da matéria orgânica sob diferentes sistemas
de produção de milho. R. Bras. Ci. Solo, 24:885-896, 2000.
TEDESCO, M.J.; GIANELLO, G.; BISSANI, C.A.; BOHNEN,
H. & VOLKWEIS, S.I. Análise de solo, plantas e outros
materiais. 2.ed. Porto alegre, Universidade Federal do
Rio Grande do Sul, 1995. 174p.
TÓTOLA, M.R. & CHAER, G.M. Microrganismos e processos
microbiológicos como indicadores da qualidade dos solos.
In: ALVAREZ V., V.H.; SCHAEFER, C.E.G.R.; BARROS,
N.F.; MELLO, J.W.V. & COSTA, L.M., eds. Tópicos em
ciência do solo. Viçosa, MG, Sociedade Brasileira de
Ciência do Solo, 2002. v.2. p.196-275.
YEOMANS, J.C. & BREMNER, J.M.. A rapid and precise
method for routine determimation of organic carbon in
soil. Comm. Soil. Sci. Plant Anal., 19:1467-1476, 1988.
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