Irrigated sugarcane crops improve the quality of soil organic carbon over time / O cultivo da cana-de-açúcar irrigada melhora a qualidade do carbono orgânico do solo ao longo do tempo

The substitution of native vegetation in agricultural systems can cause several changes in the chemical and physical soil attributes, and in the dynamics of soil organic carbon. This study aimed to evaluate changes in soil physical attributes and carbon stock in soil organic matter fractions in irrigated sugarcane crops, as a function of land use and straw management practices over time, in the North of Minas Gerais State, Brazil. Four sugarcane fields with different ages and management systems were studied: Cane 6, Cane 7, Cane 8, and Cane 10. The data obtained were compared with a native vegetation area located near the sugarcane fields, and used as reference for unmanaged soil. In each system, soil samples were collected in the 0-10, 10-20, and 20-30 cm depth layers, to determine the physical attributes, the total organic carbon, and the physical fractions of the soil organic matter. We found that the sugarcane management with the maintenance of a part of the straw on the soil surface contributes to the preservation of the soil structure and the most stable fractions of organic carbon over time. However, in the regions with high annual mean temperature and in the irrigated systems, the soil tillage for the renewal of the sugarcane fields significantly decreases the total soil organic carbono.(AU)

A substituição de áreas de vegetação nativa em áreas agrícolas pode causar diversas alterações nos atributos químicos e físicos e na dinâmica do carbono orgânico do solo. Este estudo teve como objetivo avaliar mudanças nos atributos físicos e no estoque de carbono nas frações de matéria orgânica do solo em canaviais irrigados, em função do uso da terra e das práticas de manejo da palhada, no Norte do Estado de Minas Gerais. Foram estudados quatro canaviais com diferentes idades e sistemas de manejo: Cana 6, Cana 7, Cana 8 e Cana 10. Os dados obtidos foram comparados com os do solo de área de vegetação nativa, próxima aos canaviais, como referência de solo não manejado. Em cada uma das áreas foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-10, 10-20, and 20-30 cm de profundidade, para a determinação dos atributos físicos, carbono orgânico total e fracionamento físico da matéria orgânica do solo. De acordo com os resultados obtidos, o manejo dos canaviais com a manutenção de parte da palha na superfície do solo contribui para a preservação da estrutura do solo e das frações mais estáveis do carbono orgânico ao longo do tempo. Porém, em regiões de alta temperatura média anual e em sistemas irrigados, o preparo do solo para a renovação dos canaviais diminui significativamente o carbono orgânico total do solo.(AU)

Fractions of soil organic matter in the vineyards of altitude regions in Santa Catarina / Compartimentos da matéria orgânica do solo em vinhedos altomontanos em Santa Catarina

The implementation of agricultural systems such as viticulture can quantitatively and qualitatively affect the contents of soil organic matter (SOM). These changes may modify the edaphic features of the soil as well as the soil quality. The objective of this study was to evaluate the chemical and physical fraction of SOMand to analyze changes in the carbon stock and C management index in areas of implanted vineyards in altitude regions of Santa Catarina. Four regions were selected: Region I (Urubici); Region II (San Joaquim); Region III (Campos Novos) and Region IV (Água Doce). In each region, we selected vineyards implanted between 2001 and 2005 as well as surrounding forested areas. Disturbed and undisturbed samples were collected from the 0-5, 5-10, and 10-20 cm layers of the soil. Samples were prepared in the laboratory to obtain air-dried soft soil, which was then used for the analysis of several parameters, namely total organic carbon (TOC), carbon stock,and chemical fractionation of the soil. The chemical fractionation was then used to determine carbon content in the fulvic acid fraction (C-FAF), humic acid fraction (C-HAF), and humin fraction (C-HUM). We also analyzed particle size, quantified the levels of particulate carbon (COp) and carbon associated with clay and silt (COam), and calculated the carbon management index (CMI). We evaluated normality and homogeneity for all data. The resultswere evaluated with an analysis of variance and subsequent F-test. Mean values were compared using a5% Students t-test and subsequently submitted to a Tukeys test. The highest TOC levels were observedin Region II in the 0-5 cm layer in both vineyard and forested areas. Vineyard areas exhibited lowervalues of TOC, Cop, and COam compared to forested areas indicating that the management adopted inthese areas contributed to the reduction of these fractions. Forested areas exhibited a higher proportionof Cop compared to vineyard areas...(AU)

A implantação de sistemas agrícolas como a viticultura pode afetar quantitativamente e qualitativamente o conteúdo de matéria orgânica no solo (MOS). Estas transformações podem modificar os atributos edáficos do solo, bem como sua qualidade. Assim, o objetivo desse estudo foi de avaliar a compartimentalização da MOS, com o emprego do fracionamento químico e físico da MOS e verificar as mudanças no estoque de carbono e no índice de manejo de C em áreas de vinhedos implantados nas regiões de altitude de SC. Foram selecionadas quatro regiões de altitude: Região I (Urubici); Região II (São Joaquim); Região III (Campos Novos); Região IV (Água Doce). Em cada região foram selecionadas áreas de vinhedos implantados entre os anos de 2001 e 2005 e também áreas de floresta. Foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas camadas de 0-5; 5-10;10-20 cm. As amostras foram preparadas em laboratório para obtenção da terra fina seca ao ar, material este que foi utilizado para realizar as análises de carbono orgânico total (COT), o estoque de carbono no solo, fracionamento químico, determinando-se os teores de carbono na fração ácido fúlvico (C-FAF), fração ácido húmico (C-FAH) e fração humina (C-HUM) e granulométrico, quantificando-se os teores de carbono particulado (COp) e o associado a argila e silte (COam), além do cálculo do índice de manejo do carbono. Para todos os dados foi realizada a avaliação da normalidade e homogeneidade. Os resultados foram submetidosà análise de variância com aplicação do teste F e os valores médios comparados entre si pelo teste ta 5%, e, posteriormente, submetidos ao teste de Tukey. Os maiores teores de COT foram observadosna região II, na camada de 0-5cm, tanto nas áreas dos vinhedos como na área de floresta. As áreas dosvinhedos apresentaram menores valores de COT, COp e COam quando comparadas as de floresta o queindica que o manejo adotado nessas áreas está contribuindo para a redução dessas frações...(AU)

Fractions of soil organic matter in the vineyards of altitude regions in Santa Catarina / Compartimentos da matéria orgânica do solo em vinhedos altomontanos em Santa Catarina

The implementation of agricultural systems such as viticulture can quantitatively and qualitatively affect the contents of soil organic matter (SOM). These changes may modify the edaphic features of the soil as well as the soil quality. The objective of this study was to evaluate the chemical and physical fraction of SOMand to analyze changes in the carbon stock and C management index in areas of implanted vineyards in altitude regions of Santa Catarina. Four regions were selected: Region I (Urubici); Region II (San Joaquim); Region III (Campos Novos) and Region IV (Água Doce). In each region, we selected vineyards implanted between 2001 and 2005 as well as surrounding forested areas. Disturbed and undisturbed samples were collected from the 0-5, 5-10, and 10-20 cm layers of the soil. Samples were prepared in the laboratory to obtain air-dried soft soil, which was then used for the analysis of several parameters, namely total organic carbon (TOC), carbon stock,and chemical fractionation of the soil. The chemical fractionation was then used to determine carbon content in the fulvic acid fraction (C-FAF), humic acid fraction (C-HAF), and humin fraction (C-HUM). We also analyzed particle size, quantified the levels of particulate carbon (COp) and carbon associated with clay and silt (COam), and calculated the carbon management index (CMI). We evaluated normality and homogeneity for all data. The resultswere evaluated with an analysis of variance and subsequent F-test. Mean values were compared using a5% Student’s t-test and subsequently submitted to a Tukey’s test. The highest TOC levels were observedin Region II in the 0-5 cm layer in both vineyard and forested areas. Vineyard areas exhibited lowervalues of TOC, Cop, and COam compared to forested areas indicating that the management adopted inthese areas contributed to the reduction of these fractions. Forested areas exhibited a higher proportionof Cop compared to vineyard areas...

A implantação de sistemas agrícolas como a viticultura pode afetar quantitativamente e qualitativamente o conteúdo de matéria orgânica no solo (MOS). Estas transformações podem modificar os atributos edáficos do solo, bem como sua qualidade. Assim, o objetivo desse estudo foi de avaliar a compartimentalização da MOS, com o emprego do fracionamento químico e físico da MOS e verificar as mudanças no estoque de carbono e no índice de manejo de C em áreas de vinhedos implantados nas regiões de altitude de SC. Foram selecionadas quatro regiões de altitude: Região I (Urubici); Região II (São Joaquim); Região III (Campos Novos); Região IV (Água Doce). Em cada região foram selecionadas áreas de vinhedos implantados entre os anos de 2001 e 2005 e também áreas de floresta. Foram coletadas amostras deformadas e indeformadas nas camadas de 0-5; 5-10;10-20 cm. As amostras foram preparadas em laboratório para obtenção da terra fina seca ao ar, material este que foi utilizado para realizar as análises de carbono orgânico total (COT), o estoque de carbono no solo, fracionamento químico, determinando-se os teores de carbono na fração ácido fúlvico (C-FAF), fração ácido húmico (C-FAH) e fração humina (C-HUM) e granulométrico, quantificando-se os teores de carbono particulado (COp) e o associado a argila e silte (COam), além do cálculo do índice de manejo do carbono. Para todos os dados foi realizada a avaliação da normalidade e homogeneidade. Os resultados foram submetidosà análise de variância com aplicação do teste F e os valores médios comparados entre si pelo teste ta 5%, e, posteriormente, submetidos ao teste de Tukey. Os maiores teores de COT foram observadosna região II, na camada de 0-5cm, tanto nas áreas dos vinhedos como na área de floresta. As áreas dosvinhedos apresentaram menores valores de COT, COp e COam quando comparadas as de floresta o queindica que o manejo adotado nessas áreas está contribuindo para a redução dessas frações...

Recuperação de carbono obtida por três métodos em frações da matéria orgânica de latossolo, sob consórcio milho-forrageiras, no cerrado / Carbon recovery obtained by three methods in organic matter fractions of latosol under maize-grass intercropping in the cerrado

A dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) pode ser melhor compreendida após identificadas suas frações lábeis (> 53 µm) e estáveis (< 53 µm). Diante da importância crescente do uso de técnicas de fracionamento físico da MOS, torna-se necessário avaliar se a recuperação de carbono nessas frações é influenciada pelos métodos utilizados para sua determinação. O objetivo deste trabalho foi avaliar os teores de carbono, por três métodos, em diferentes frações da matéria orgânica, num Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico sob consórcio milho-forrageiras e em sistema solteiro. Foram determinados os teores de carbono das frações: (i) particulada da matéria orgânica (COP) e naquela (ii) associada aos minerais da matéria orgânica (COM). Determinou-se ainda, o teor de (iii) carbono orgânico total do solo (COT) na matéria orgânica não fracionada. Três métodos de determinação do carbono orgânico do solo foram utilizados: (i) Walkley & Black modificado, (ii) Mebius modificado, e (iii) combustão via seca, em analisador elementar (CHN). Foram utilizadas amostras de solos de três sistemas de manejo dispostos em delineamento em blocos casualizados, com três repetições para determinação do carbono orgânico do solo: (i) milho solteiro; (ii) milho consorciado com capim colonião (Panicum maximum cv. Aruana); e (iii) milho consorciado com braquiária (Brachiaria humidicola). As amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0 ­ 5 cm. O método Walkley & Black apresentou menores valores de COT em relação ao CHN nos sistemas de manejo milho/braquiária e milho solteiro, e mostrou valores de COP semelhantes àqueles obtidos pelo CHN nos sistemas de manejo milho solteiro e milho/braquiária. Valores de COT, COP e COM obtidos pela metodologia de Mebius modificado foram semelhantes àqueles obtidos pelo analisador elementar, para todos os sitemas de manejo. O COP, quando avaliado pelas metodologias de Mebius e CHN, mostrou-se significativamente mais sensível às alterações de manejo em relação ao COT e COM.

Soil organic matter alterations can be better understood when it is fractionated for the identification of its labile (> 53 µm) and stable (< 53 µm) fractions. Because of the increasing and important use of soil organic matter fractionation techniques, it becomes necessary to evaluate if the carbon recovery in these fractions is influenced by methods used for its determination. The aim of this work was to evaluate the content of organic carbon in soil organic matter fractions, by three different methods, under maize-grass intercropping and sole maize in a dystrophic Red-Yellow Latosol (Oxisol). The following carbon contents were determined from the fractions: (i) of the particulate soil organic matter (POM) and from that (ii) of mineral-associated soil organic matter (MOC). The content of total organic carbon (TOC) was also determined in the non-fractionated soil organic matter. Three methods for the determination of soil organic carbon were used: (i) Walkley & Black modified, (ii) Mebius modified, and (iii) dry combustion in a CHN elemental analyzer. The experimental design was a randomized block design with three replications. Soil samples were collected from three management systems: (i) sole corn; (ii) maize-Panicum maximum intercropping; and (iii) maize- Brachiaria humidicola intercropping. Soil samples were collected from the depth of 0 ­ 5 cm. Lower TOC were found in the Walkley & Black method in relation to the CHN elemental analyzer, under the management systems sole maize and maize-Panicum maximum intercropping. However, the Walkley & Black method showed similar POM in relation to CHN analyzer method, under the management systems sole maize and maize-Brachiaria humidicola intercropping. TOC, POM and MOC obtained from the Mebius modified method were similar to those obtained from the elemental analyzer, under the three management systems. The POM when evaluated by the Mebius and CHN methods, showed to be more sensible to soil management alterations.