Impact of sugarcane cultivation on the biological attributes of an oxisol in the brazilian savannah / Impacto do cultivo da cana-de-açúcar nos atributos biológicos em latossolo no cerrado brasileiro

Sugarcane is fundamental for the energy matrix in Brazil. The evaluation of biochemical attributes in different sugarcane production systems provides information on their environmental sustainability. Altogether, soil biochemical attributes are considered very sensitive indicators of changes in soil properties and of alterations caused by soil management and land-use systems. The aim of this work was to study the effect of organic and conventional sugarcane cultivation systems on microbial soil properties. Changes in carbon (C) and nitrogen (N) microbial and microbial activity were evaluated in a Cerrado Oxisol in the state of Goiás, Brazil, cultivated with sugarcane in three different production systems: organic (Organic Cane - OC), conventional with burning (Burned Cane - BC), and conventional without burning (Raw Cane - RC). The native Cerrado (NC) and other cultivated pasture (PT) were used as references. The soil samples were collected during the dry and rainy seasons from two depths: 0-10 and 10-20 cm. The chronological order of the implementation of the land-use (NC, PT and sugarcane) and cultivation (RC, BC, OC) systems were: NC, PT, RC/BC, OC. The microbial biomass C (CSMB), microbial biomass N (NSMB), basal respiration (Br), metabolic quotient (qCO2) and the CSMB/Corg, NSMB/Ntotal and CSMB/NSMB ratios were determined. The different land-use and cultivation systems influenced microbial biomass and activity. The replacement of conventional tillage for organic system recovered CSMB and NSMB levels and improved recycling of nutrients in the microbial biomass (NSMB/Ntotal). The conventional tillage system with burning (BC) was less efficient in use of energy and carbon (high qCO2), resulting in a loss of C-CO2 to the atmosphere.

A cana-de-açúcar é de suma importância na matriz energética brasileira. A avaliação dos atributos bioquímicos do solo nos diferentes sistemas de produção da cana-de-açúcar fornece informações sobre a sustentabilidade ambiental destes sistemas de produção. Os atributos bioquímicos do solo são considerados indicadores muito sensíveis às alterações causadas nas propriedades do solo, em função do manejo nos diferentes sistemas de produção agrícola. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do cultivo de cana-de-açúcar em sistema orgânico e convencional nas propriedades microbiológicas do solo. As alterações no carbono (C) e nitrogênio (N) microbiano e na atividade microbiana foram avaliadas em um Latossolo Vermelho sob Cerrado no estado de Goiás, Brasil, cultivado com cana-de-açúcar em três diferentes sistemas de produção: cultivo orgânico (CO), convencional com queima (CQ) e cultivo convencional sem queima da palhada e cana crua (CC). Uma área de cerrado nativo (CN) e outra cultivada com pastagem (PT) foram usadas como referências. As amostras de solo foram coletadas em duas épocas: seca e chuvosa; e em duas profundidades: 0-10 cm e 10-20 cm. A ordem cronológica de implementação do uso da terra foram: CN, PT e cana-de-açúcar; os sistemas de cultivo foram: CN, PT, CC/CQ, OC. O carbono da biomassa microbiana do solo (CBMS), nitrogênio da biomassa microbiana do solo (NBMS), respiração basal (Rb), quociente metabólico (qCO2) e as razões CBMS/Corg e NBMS/NTotal foram determinados. Os diferentes sistemas de produção da cana-de-açúcar alteraram a biomassa e a atividade microbiana. A substituição do sistema de cultivo convencional pelo sistema de cultivo orgânico recuperou os teores de CBMS e NBMS e melhorou a reciclagem de nutrientes na biomassa microbiana (NBMS/NTotal). O sistema de cultivo convencional com queima (CQ) foi o menos eficiente na utilização do carbono como energia (alto qCO2), resultando em perdas de C-CO2 para a atmosfera.

Fracionamento químico da matéria orgânica e características de ácidos húmicos de solos com horizonte a antrópico da amazônia (Terra Preta) / Chemical fractionation of organic matter and humic acid characteristic in anthropogenic dark earth soils of brazilian amazonic region

Os solos da Amazônia que possuem horizonte A antrópico (Au) apresentam elevada fertilidade natural geralmente atribuída ao teor elevado de matéria orgânica e à sua elevada reatividade. Neste estudo foram quantificadas as substâncias húmicas e caracterizados os ácidos húmicos (AH) extraídos da camada 0-20 cm de solos com horizonte Au do estado do Amazonas (Terra Preta de índio) sob floresta e cultivo agrícola. Também foram investigadas amostras de solos adjacentes sem o horizonte antrópico. A caracterização dos AH foi realizada através de análise termogravimétrica, análise da composição elementar e quantificação dos grupos funcionais (total, carboxílica e fenólica). Os horizontes A de solos antropogênicos apresentaram maior teor de carbono total, comparados aos de solos adjacentes. Entre as frações húmicas, a mais abundante foi a humina. A fração de ácidos húmicos (AH) foi a dominante das frações alcalino-solúveis nos solos estudados. Os AH dos solos antropogênicos tanto sob floresta como sob cultivo agrícola apresentaram maior grau de humificação quando comparados aos AH dos solos sem o horizonte Au. O cultivo agrícola também teve efeito na estabilidade e reatividade dos AH nos solos antropogênicos.

Amazonian dark earth soils that have anthropogenic A horizon (Au) present high natural fertility usually attributed to their high organic matter content and to their higher reactivity. In this study humic substances were quantified and the humic acids (HA) extracted from the 0-20 cm layer of Amazonian dark earth soils (Terra Preta do índio) under forest and agricultural use were characterized. Adjacent soils with no Au horizon were also investigated. The HA were characterized through the thermogravimetric analysis, elemental composition analysis and characterization of functional groups (total, carboxylic, and phenolic). The A horizon of the anthropogenic soils presented higher total carbon level compared to adjacent soils. Among the humic fractions, the humin was the most abundant. The humic acid fraction (HA) was the dominant among the alkaline soluble fractions. The humic acids of the anthropogenic soils, both under forest and cultivation, showed higher humification degree compared to the non-anthropogenic soils. The agricultural cultivation affected the humic acids stability and reactivity in the anthropogenic soils.