Soil mineral N dynamics beneath mixtures of leaves from legume and fruit trees in Central Amazonian multi-strata agroforests

ABSTRACT

Long term applications of leguminous green mulch could increase mineralizable nitrogen (N) beneath cupuaçu trees produced on the infertile acidic Ultisols and Oxisols of the Amazon Basin. However, low quality standing cupuaçu litter could interfere with green mulch N release and soil N mineralization. This study compared mineral N, total N, and microbial biomass N beneath cupuaçu trees grown in two different agroforestry systems, north of Manaus, Brazil, following seven years of different green mulch application rates. To test for net interactions between green mulch and cupuaçu litter, dried gliricidia and inga leaves were mixed with senescent cupuaçu leaves, surface applied to an Oxisol soil, and incubated in a greenhouse for 162 days. Leaf decomposition, N release and soil N mineralization were periodically measured in the mixed species litter treatments and compared to single species applications. The effect of legume biomass and cupuaçu litter on soil mineral N was additive implying that recommendations for green mulch applications to cupuaçu trees can be based on N dynamics of individual green mulch species. Results demonstrated that residue quality, not quantity, was the dominant factor affecting the rate of N release from leaves and soil N mineralization in a controlled environment. In the field, complex N cycling and other factors, including soil fauna, roots, and microclimatic effects, had a stronger influence on available soil N than residue quality.

RESUMO

Aplicações a longo prazo de leguminosas como adubo verde podem aumentar o nitrogênio (N) mineralizável sob árvores de cupuaçu em solos pouco férteis e ácidos (Ultisols e Oxisols) da Bacia Amazônica. Entretanto, a baixa qualidade da liteira de cupuaçu pode influênciara liberação de N do adubo verde e a mineralização deste no solo. Neste estudo foram comparados o N mineral, N total, e o N da biomassa microbiana sob árvores de cupuaçu cultivadas em dois sistemas agroflorestais, ao norte de Manaus, Brasil, as quais receberam diferentes aplicações de adubo verde sob sua liteira natural durante sete anos. Para testar as interações entre o adubo verde e a liteira de cupuaçu, folhas secas de gliricídia e ingá foram misturadas com as folhas senescentes de cupuaçu, distribuídas na superfície de um solo Oxisol, e incubadas em casa de vegetação durante 162 dias. A decomposição das folhas, a liberação de N e mineralização do N no solo foram periodicamente mensurados nos tratamentos de mistura de liteira de diferentes espécies e comparados com as aplicações de liteira de apenas uma espécie. O efeito da biomassa de leguminosas e da liteira de cupuaçu no N mineral do solo foi aditivo, indicando que o uso de adubação verde em plantas de cupuaçu pode ser baseado na dinâmica do N em cada espécie usada como adubo verde. Os resultados demonstraram que a qualidade do resíduo, e não a quantidade, foi o principal fator que influenciou a taxa de liberação de N das folhas e a mineralização deste no solo, em ambiente controlado. No campo, o complexo ciclo do N e outros fatores tais como a fauna do solo, raízes e os efeitos do microclima, tiveram uma influência mais forte na disponibilidade de N no solo do que a qualidade d o resíduo vegetal.