Carbono da biomassa microbiana e nas frações húmicas do solo sob diferentes sistemas de uso e manejo no cerrado mineiro
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
Os sistemas integrados de produção agrícola são vistos como alternativas viáveis para o uso sustentável
do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos microbiológicos e as frações húmicas da
matéria orgânica do solo em áreas submetidas a diferentes sistemas de uso e manejo do solo no
município de Curvelo – MG. O estudo foi conduzido na Fazenda Experimental do Moura da Universidade
Federal dos Vales Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), localizada no Município de Curvelo - MG. Para isso
foram selecionados sete sistemas de uso: três sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta, com
variações de cultivos entre o Eucalipto urograndis, milho, capim-marandu e java; monocultivos de java
(JAVA) e capim-marandu (MAR); consórcio entre java e o capim-maradu (J+M) e pastagem de baixa
produtividade (PAST). As amostras de solo foram coletadas, no inverno (julho de 2015) e verão (janeiro
de 2016), em três profundidades para determinar o carbono da biomassa microbiana (C-BMS), a
respiração basal (C-CO2) e os quocientes microbiano e metabólico do solo. Para o fracionamento das
SHs em fração humina (HUM), fração ácidos húmicos (FAH) e fração ácidos fúlvicos (FAF), coletaram-se
amostras apenas no verão (janeiro de 2016) nas três profundidades. Calculou-se a relação FAH/FAF e a
relação entre o extrato alcalino (FAF+FAH) e a HUM (EA/HUM). Os atributos microbiológicos do solo
foram mais influenciados pela época do ano do que pelos sistemas de manejo. O carbono na biomassa
microbiana variou entre 79 e 598 mg kg
-1de solo e o quociente microbiano entre 0,40 e 2,84 %, sendo
estes valores maiores no período chuvoso. Já o quociente metabólico variou entre 0,18 e 2,03 e foi
menor neste mesmo período, o que indica que os microorganismos gastaram menos energia, ao utilizar
o substrato disponível, incorporando mais C à sua biomassa. A respiração basal do solo não diferiu, para
as duas épocas, com exceção do MAR que apresentou médias menores para o período seco. No
período seco, para a profundidade de 5-10 cm, o ILPF-J apresentou valor de C-BMS de 222 mg kg-1de
solo superior àqueles encontrados nos monocultivos e na PAST. Os maiores valores de COT e NT e C
das frações húmicas foi encontrado na VN. A FAF diminuiu em camadas mais profundas de solo,
principalmente na VN, por ser uma fração bastante solúvel no solo. Os valores de relação FAH/FAF
acima de 1,0 comprovaram o predomínio da fração FAH em relação à FAF, resultado atribuído à intensa
humificação da MOS. A fração HUM foi superior às demais frações, em todas as profundidades
avaliadas, e os baixos valores da relação EA/HUM indicam maior recalcitrância da MOS nos sistemas
avaliados. O sistema ILPF-M apresentou aumento no teor de NT e C-HUM, em relação à PAST, e estes
resultados estão relacionados ao grau de degradação em que a pastagem se encontra, aportando menor
quantidade de material vegetal ao solo. A VN, por se tratar de um ambiente em equilíbrio dinâmico,
apresentou melhor qualidade de solo (QS), quando comparada com os demais tratamentos. Porém os
sistemas integrados de produção (ILPF e ILP) apresentaram melhorias na QS, em relação à pastagem
de baixa produtividade, podendo ser indicados para recuperação de solos degradados.
Abstract
The Integrated agricultural production systems are seen as viable alternatives to sustainable land use.
This work aimed to evaluate the microbiological attributes and the humic fractions of soil organic matter in
areas submitted to different systems of land use and management in the city of Curvelo - MG. This work
was conducted at Fazenda Experimental do Moura da Universidade Federal dos Vales Jequitinhonha e
Mucuri, UFVJM (Experimental Farm of Moura, Federal University of Jequitinhonha and Mucuri Valleys -
UFVJM), located in the city of Curvelo, in the State of Minas Gerais. Seven systems of use were selected:
three crop-livestock-forest integration systems, with crop variations among Eucalyptus urograndis, maize,
marandu grass and java; Monocultures of java (JAVA) and marandu grass (MAR); consortium between
java and maradu grass (J + M) and low productivity pasture (PAST). The soil samples were collected in
winter (July 2015) and summer (January 2016) at three depths to determine microbial biomass carbon
(C-BMS), basal respiration (C-CO2), and the microbial metabolic quocient of soil. For the fractionation of
SHs in humic fraction (HUM), humic acid fraction (FAH) and fulvic acid fraction (FAF), samples were
collected only in summer (January 2016) at the three depths. The FAH / FAF ratio and the relation
between the alkaline extract (FAF + FAH) and the HUM (EA / HUM) were calculated. Soil microbiological
attributes were more influenced by the time of year than by the management systems. The carbon in the
microbial biomass varied between 79 and 598 mg kg-1 of soil and the microbial quotient between 0.40 and
2.84%, being these values higher in the rainy period. The metabolic quotient ranged from 0.18 to 2.03
and was lower in the same period, indicating that the microorganisms spent less energy by using the
available substrate, incorporating more C to their biomass. The basal respiration of the soil did not differ
for the two seasons, with the exception of the MAR that presented smaller averages for the dry period. In
the dry period, for the depth of 5-10 cm, the ILPF-J presented a C-BMS value of 222 mg kg-1 of soil
superior to those found in monocultures and in PAST. The highest values of TOC and NT and C of the
humic fractions were found in the VN. The FAF decreased in deeper layers of the soil, mainly in the VN,
being a very soluble fraction in the soil. The values of FAH / FAF ratio above 1.0 showed the
predominance of FAH fraction in relation to FAF, a result attributed to intense humification of MOS. The
HUM fraction was higher than the other fractions in all evaluated depths, and the low values of the EA /
HUM ratio indicate higher recalcitrance of the MOS in the evaluated systems. The ILPF-M system
presented an increase in NT and C-HUM content in relation to PAST, and these results are related to the
degree of degradation that the pasture is, contributing with less amount of plant material to the soil. As
the VN is an environment in dynamic equilibrium, the environment presented better soil quality (QS) when
compared to the other treatments. However, the integrated production systems (ILPF and ILP) presented
improvements in QS in relation to low yield pasture and may be indicated for the recovery of degraded
soils.
Assunto
Palavras-chave
Biomassa Microbiana, Respiração Basal, Fracionamento Químico