Download PDF
ads:
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA
–
INPA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
–
UFAM
Programa de Pós
-Graduação em Biologia Tropical e Recursos Naturais –
PPG
/
BT
RN
DINÂMICA DA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO EM
ECOSSISTEMAS DE FLORESTA SECUNDÁRIA SOBRE SOLOS
ANTR
ÓPICOS
E SOLOS NÃO-ANTRÓPICOS (
ADJA
CENTES
) NA
AMAZÔNIA CENTRAL
LUCERINA TRUJILLO CABRERA
Manaus
,
A
mazonas
2009
ads:
Livros Grátis
http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
ii
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS DA AMAZÔNIA
–
INPA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
–
UFAM
Programa de Pós
-Graduação em Biologia Tropical e Recursos Naturais –
PPG
/
BTRN
DINÂMICA DA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO EM
ECOSSISTEMAS DE FLORESTA SECUNDÁRIA SOBRE SOLOS
ANTR
ÓPICOS
E
SOLOS
NÃO
-ANTRÓPICOS (
ADJACENTES
) NA
AMAZÔNIA CENTRAL
LUCERINA TRUJILLO CABRERA
Orientador : Dr. Flávio J. Luizão (INPA)
Co
-
orientador:
Dr.
Johannes Lehmann (Cornell University, USA)
Fonte Financiadora: National Science Foundation/ Cornell University/ ASSAI: Projeto
“Carbon Cycling in Amazonian Forests as Affected by Black Carbon in Soil” e P
rojeto
LBA.
Tese de doutorado apresentada ao programa de
Pós
-Graduação em Biologia Tropical e
Recursos Naturais do convênio INPA/UFAM,
como parte dos requisitos para obtenção do
título de doutor em Ecologia.
Manaus
,
A
mazonas
2009
ads:
iii
Tese aprovada, junto ao Curso de Pós-Graduação em Ecologia, do Instituto Nacional de
Pesquisas da Amazônia –
INPA
BANCA EXAMINADORA
Dra. Brigitte J. Feigl
USP
–
CENA
Dra. Dirse Clara Kern
Museu Emilio Goeldi
Dra. Elisa W
a
ndelli
Embrapa
-
CPAA
Dr.
Carlos E. Cerri
USP
-
CENA
Dr.
Hedi
naldo N. Lima
UFAM
Dr. Steel Vasconcelos
Embrapa
-
CPATU
Dr.
Wenseslau
G.
Teixeira
Embrapa
–
CPAA
Manaus,
01
de
outubro
de 2009
iv
Ficha catalográfica
Sinopse
Estudou
-se a dinâmica do carbono e os principais fatores que controlam
os
processos de estocagem e mineralização do carbono em solos antr
ópicos
e solos não-antrópicos (
adjacentes
), sob floresta secundária da Amazônia. O
delineamento experimental foi de blocos
enteiramente
ao acaso, com cinco
réplicas e três tratamentos: Terra Preta do Índio (TPI), solo de transição
entre TPI
-
solo adjacente (ST) e solo adjacente (SA).
Palavras chav
es: Terra Preta do Índio, ciclagem do carbono, floresta
secundária, Amazônia central.
T866 Trujillo Cabrera, Lucerina
Dinâmica da matéria orgânica do solo em ecossistemas de floresta
secundária sobre solos antrópicos e solos não
-
antrópi
cos (adjacentes) na
Amazônia central / Lucerina Trujillo Cabrera.
---
Manaus: outubro, 2009.
xv, 63 f. : il. color.
Tese
(doutorado)
--
INPA/
UFAM,
Manaus, 2009
Orientador : Flávio J. Luizão
Co
-
orientador : Johannes Lehmann
Área de concentração : Ecologia
1. Solos antrópicos
–
Amazônia. 2. Terra Preta do Índio
–
Amazônia.
3. Ciclagem do carbono. I. Título.
CDD 19. ed. 574.526404
v
“ Ó, Senhor, quão variadas são as tuas obras! Todas as coisas as fizeste com
sabedoria; cheia está a terra das tuas riquezas”
Salmos 105, 24
A Deus, amigo fiel e guia da minha vida,
Aos meus quer
idos pais Ezequiel e Lucerina, sempre em meu coração,
A meu esposo Jorge, o meu amor e companheiro,
Aos meus filhos Marcus e Daniel, benç
ão
s de Deus,
DEDICO
vi
AGRADECIMENTOS
A Deus, que pelo seu amor e misericórdia me deu a vida, e permitiu a
conclusão
deste trabalho.
Ao Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA) e à Coordenação de
Pesquisas em Ecologia (CPEC), pela oportunidade da realização deste curso de pós-
graduação.
À CAPES
, pela bolsa concedida
.
Ao meu orientador, Dr. Flávio J. Luizão, pela sua amizade, confiança, apoio e
pelas
suas
valiosas sugestões
e idéias
.
A
o meu co-
orientador
Dr. Johannes Lehmann, pela sua ajuda, pelo convite
para
treinamento
em
Cornell University, pela confiança e pelas
suas valiosas sugest
ões.
Ao
P
rojeto LBA, pelo apoio logístico
durante as coletas das amostras no campo
.
À National Science Foundation/ Cornell University, pelo apoio financeiro através d
o
Projeto “Carbon Cycling in Amazonian Forests as Affected by Black Carbon in
Soil”
.
A C
ornell University, pelo estágio
como visitante,
oferecido nessa instituição.
À ASSAI, pelo apoio com a administração financeira dos fundos utilizados para o
desenvolvimento do projeto de tese.
À Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa),
espec
ialmente o
Dr. Wenceslau Teixeira e
Estevão que
me ajud
aram
com as análises de
carbono
d
o solo
.
A todos os pesquisadores professores do curso de Pós-graduação em Ecologia, pel
a
ajuda
e colaboração.
À Dra. Regina Luizão
,
pela colaboração durante o
desenvolvimento do trabalho.
Às pessoas que fazem parte do Projeto LBA, especialmente à Erika, o Rubenildo,
Ruth, Alexandre (in memorian) e Fabr
í
cio
,
pela ajuda
, amizade
e colabo
ração.
Aos amigos do laboratório de solos e plantas do INPA, especialmente à Tânia,
Edivaldo, Orlando, Jonas, Raimundo e Luan
,
pela
colaboração nas análises
laboratoriais
.
Ao
s
funcionários
da secretaria da
Coordenação
de Pesquisas em Ecologia (CP
EC
)
,
especialmente
à
Walmira, Lourival e
Sr.
João, pela colaboração.
À secretaria de
pós
-graduação em Ecologia,
especialmente
à
Beverly
e à Rosi, pela
amizade e colaboração.
vii
A os integrantes do projeto “Ciclagem do C
na
Terra Preta
”
, Pedro, Marcelo, Lidiane
(In memorian),
Jéssica
,
Rosângela
, Veber
e a Rubia
, pela respons
a
bilidade e colab
oração.
A
o Gi
ovann
e Ribeiro pela ajuda na procura das áreas de estudo e demarcação das
parcelas.
Ao
Sr. Clécio
,
à
Sra Francisca,
ao
Sr. José Ricardo (In memorian) e a
o
Sr João, p
or
autorizar
o desenvolvimento do trabalho de pesquisa nas
sua
s
propriedades particulares.
Ao
J.
Julio
e
à
Romilda
pela colaboração nas análises estatísticas
e sugestões
.
Aos meus colegas e amigos Jean, Rubem, Fabiane, Erick, Romilda,
Terezinha,
Cilene, Rejane,
Thelma
, Rejane e Suely,
pela amizade,
sugestões e c
ol
aboração.
A minha querida amiga Sandra Tapia, pela ajuda que me ofereceu quando mais
estava
precisando
, pela amizade e colaboração.
Ao meu amor Jorge e
à
minha amiga Graça, pelo grande apoio e incentivo durante
todo este tempo.
A todos aqueles que colaboraram e contribuíram na realização e conclusão deste
trabalho
de tese
.
viii
SUMÁRIO
Página
LISTA DE FIGURAS
..............................................................
..........................
x
LISTA DE TABELAS
..........
............................................................................
..
xi
LISTA DE APÊNDICES
......................................................
..........................
....
xii
RESUMO
GERAL
...................................................
.................
.............
............
xi
ii
GENERAL
ABSTRACT
..................................................................
........
..........
xv
INTRODUÇÃO
GERAL
...........................................................
.........................
16
MAPA DE LOCALIZAÇÃO GEOGRAFICA ...................................................
18
CAPITULO 1: Estoque e frações da matéria orgânica em solos antropogênicos
da Amazônia
................................................
............................
...........................
19
Resumo
................................................................................................................
Introdução
.....................................
.......................................................
...............
Material e métodos
...
.......
.............................
.....................................................
Área
de estudo
..............................................
.....
...
.....................
..........................
Amostrage
m solo .........................
............
..................
.......
..............................
.....
.
Análises fisico
-
químicas do solo
............................
....................................
...........
Análises estatísticas
.
...................
........................
..............................
..
..................
Resultados
............................................................................................................
Estoque de carbono orgânico no solo....................................................................
Carbono nas frações da MOS................................................................................
Discussão
................................................................................................
.............
Estoque de carbono no solo...................................................................................
Carbono nas frações da MOS ...............................................................................
Conclusões
..............
..........................................................................................
..
.
Referências biblio
g
ráficas
..................................................................................
19
20
22
22
24
24
26
26
26
27
29
29
30
31
32
CAPIT
ILO 2: Dinâmica do carbono em solos antropogênicos de ecossistemas
florestais .......
........................................................................................................
37
Resumo
......................................................
.........................................................
Introdução
.....................................
........................................................
.............
Material e métodos
...
.......
.............................
.....................
................................
Área de estudo e
d
elineamento experimental
..........................
.........................
..
Amostragem de liteira e solo .........................
...............................................
.....
..
Análises
físicas
........................
.................
......................
....................................
..
Análises bioquímicas ...........................................................................................
Análises química da liteira .............
......................................................................
Coeficiente de decomposição (k
L
) .......................................................................
Efluxos de CO
2
do solo .........................................................
.......
.....................
..
37
38
38
40
42
43
44
45
45
46
ix
Mineralização de carbono do solo
..................................
.........................
.........
.
..
Análises estatísticas
.
...........................................
.................................................
Resu
ltados
......................................................................................................
.
...
Umidade e temperatura do solo ...........................................................................
Produção e estoque de liteira ......
......................................................................
.
..
Entradas de carbono na liteira ..........................................................................
.
...
Mineralização de carbono ...............................................
.................................
.
...
Características bioquímicas do solo .....................................................................
Fatores controladores da dinâmica da M.O.S. ...............................................
.
.....
Discussão
....
.........................................................................................................
Dinâmica da matéria orgânica ..............................................................................
Fatores controlando a dinâmica da M.O.S. .
.....................................................
.
...
Conclusões
.......................................................................................................
....
Referências bibliográficas
....................................................
..............................
Considerações finais
...........................................................................................
46
46
47
47
47
50
51
52
53
56
56
59
61
62
68
A
pêndice
......
..................
...........
......................................................................
......
69
x
LISTA DE FIGURAS
Figura
1
Localização geográfica das cinco áreas de estudo: Rio Urubú, Rio
Pret
o, Lago Grande, Encontro das Águas e Autaz Mirim,
encontradas na Amazônia central
18
CAPITULO I
Figura
2
Distribuição porcentual das frações da matéria orgânica do solo
(%), até 40 cm de profundidade, nos solos de Terra Preta, solo de
transição e s
olo adjacentes da Amazônia central
29
CAPITULO II
Figura
1
Produção mensal de liteira (
Mg
ha
-1
)
e precipitação mensal
(mm)
nas áreas com solos de Terra Preta do Índio, solos de transição e
solos adjacentes.
48
Figura
2
Estoques de liteira (Mg ha
-1
) em diferentes meses do ano e
estoque médio anual nos solos de Terra preta do Índio, solos de
transição e solos adjacentes.
49
Figura
3
Mineralização acumulativa de carbono durantes 35 dias de
incubação nos solos T
erra
P
reta
,
solo de transição e
solo
adjacente
.
52
Figura 4
Gráfico das relações entre variáveis definidas pelo componente
principal 1 (PC1) e o componente principal 2 (PC2).
55
xi
LISTA DE TABELAS
CAPITULO I
Tabela 1
Atributos
fisico
-
químic
o
s dos solos na
camada 0
-
10 cm
, em
Terra
Preta do Índio (TPI), solos de transição (ST) e solos adjacentes
(SA) da Amazônia central.
23
Tabela 2
Estoques de carbono orgânico nas diferentes camadas do perfil do
solo até 1 m de profundidade, em Terra Preta do
Ín
dio (TPI),
solos de transição (ST) e solos adjacentes (SA) da Amazônia
central.
27
Tabela 3
Teores
de carbono (g kg
-1
) nas frações da matéria orgânica do
solo
, até 40 cm de profundidade, nos diferentes solos estudados:
TPI, ST e SA, seguido do desvio
-
padrão.
28
CAPITULO II
Tabela 1
Atributos
fisico-
químic
os dos solos na camda 0-10 cm, em Terra
Preta do Índio (TPI), solos de transição (ST) e solos adjacentes
(SA) da Amazônia central.
41
Tabela 2
Estoques de carbono orgânico nas diferentes camadas do perfil do
solo até 1 m de profundidade, em Terra Preta do
Ín
dio (TPI),
solos de transição (ST) e solos adjacentes (SA) da Amazônia
central.
47
Tabela 3
Teores
de carbono (g kg
-1
) nas frações da matéria orgânica do
solo
, até 40 cm de profundidade, nos diferentes solos estuda
dos:
TPI, ST e SA, seguido do desvio
-
padrão.
49
Tabela
4
Entradas de carbono através da liteira
fina
nos diferentes
componentes, em solos de TPI, ST e SA. Os valores são as
médias de cinco réplicas
, seguida dos desvios-
padrão.
50
Tabela 5
Qualidade
química de componentes da liteira, em solos de TPI,
ST e SA. Os valores são as médias de cinco réplicas, seguida dos
desvios
-
padrão.
51
Tabela 6
Características bioquímicas dos solos de Terra Preta do Índio,
solos de transição e solos adjacentes nos diferentes períodos
climáticos. Os valores são médias de cinco réplicas com seus
desvios
-
padrão.
53
Tabela 7
Peso de cada variável nos diferentes componentes principais em
Terra Preta, solo de transição e solo adjacente.
54
xii
LISTA DE APÊNDICES
Apên
dice 1
Precipitação mensal e anual (mm) de cada local de estudo.
69
Apêndice 2
Fotos de perfis de solo nas Terras Pretas, solos de transição e
solos
adjacentes
nos locais de estudo, na Amazônia central
.
70
Apêndice 3
Fotos de amostras de cerâmicas en
contradas n
as Terras Pretas
do Índio,
Rio Urubú
, municipio de Rio Preto da Eva, amazonas
.
71
Apêndice 4
Fotos de florestas secundárias antigas utilizadas no estudo
na
área de Autaz Mirim (a), município de Careiro e Encontro das
Águas (B), Manaus, Amazona
s
72
Apêndice 5
Composição granulométrica e densidade
do solo
nos primeiros
10 cm de profundidade,
nos diferentes locais e tipos de
solo.
73
Apêndice 6
Médias das propriedades químicas do solo nos diferentes locais
e tipos de solo
.
74
Apêndice 7
Médi
as das variáveis medidas em cada local de estudo e tipo de
solo.
75
Apêndice 8
Médias da
qualidade da liteira e as entradas de carbono em cada
local e tipo de solo.
76
Apêndice 9
Valores médios do estoque de carbono e o fracionamento da
MOS
em cada loc
al de estudo
.
77
xiii
RESUMO GERAL
As Terras Pretas do Índio
são
horizontes de solo
caracterizad
os
pelas
altas quantidades de
matéria orgânica estável, que
foram
estocadas nestes solos po
r
centenas ou
milhares de anos,
mesmo
sob
condições edafoclimáticas tropicais, que
normalmente
favorecem
a rápida
mineralização do carbono (C) do solo. O entendimento da dinâmica da matéria orgânica do
solo (MOS)
e
dos mecanismos de
sua
estabilização são e
ssenciais para o estabelecimento de
sistemas agro-
ec
ológicos que favoreçam o seqüestro de C no solo, como
uma
alternativas
para mitigar o aumento das emissões de dióxido de carbono (
CO
2
) na atmosfera. Os
objetivos deste estudo foram: i)
Comparar
a dinâmica da matéria orgânica em solos
antr
ópicos
e
solos
não
-antrópicos (
adjacentes
) da Amazônia Central, 2) Identificar os
principais fatores que controlam a dinâmica da matéria orgânica e, 3) Determinar os
estoques de carbono orgânico no solo, bem como a distribução do C associado a cada fração
física
da matéria orgánica, nas Terras Pretas do Índio e solos adjacentes. O estudo foi
realizado em cinco locais diferentes que apresenta
ram
solos antr
ópicos
sob floresta
secundária de 20 a 30 de idade, localizados na Ama
zônia
central. O delineamento
experimental foi de blocos
enteiramente
ao acaso, localizados em cinco áreas distintas; cada
bloco constituido por três
tratamentos
: Terra Preta do Índio (TPI), solo de transição entre
TPI
-solo adjacente (ST) e solo
adjacente
não
-
antrópico
(SA)
. Cada tratamento foi
estabelecido em parcelas de 1600 m
2
,
totalizando 15 pontos de amostragem. Amostras de
solo e liteira foram avaliadas para estimar o C estocado no solo, na biomassa microbiana e
na liteira, a proporção do C em cada fr
ação física da matéria orgânica,
a mineralização do C
e
os fluxos de CO
2
.
A dinâmica da matéria orgânica foi similar nos diferentes solos
estudados
,
mostrando efeitos sazonais, com ciclagem mais rápida no período chuvoso
do
que no período seco
.
Porém, as TPI apresent
aram
biomassa microbiana 32 % maior do que
n
os
SA
, o
que
pode indicar que est
es
solos
est
ejam
beneficiando a população microbiana,
tornando
-se esta, uma importante estocadora de C lábil nestes sistemas. Em ambientes
naturais de floresta secundária, os principais fatores que influenciaram a dinâmica da
matéria orgânica nos três tipos de solos foram a sazonalidade, a temperatura e a textura do
solo.
Em
condições controladas de temperatura e umidade (em experimentos de incubação
de solo em laborat
ório
), os fluxos de CO
2
fo
ram
menores
nas TPI, indicando
que
outros
fatores
podem
influencia
r fortemente a atividade microbiana e os processos de
decomposição da MOS nas TPI. As TPI
apresentaram
estoques de C 45% maiores do que
nos SA
,
porém
não houve evidências de acúmulo do C recente (liteira fresca) nestes
xiv
sistemas, e nem de que o C lábil estimule a decomposição do C estável. A maior proporção
de C foi associada às frações mais finas,
argila
e
silte
, evidenciando a importância dos
mecanismos de proteção física na estabilização do C. A aplicação dos
princ
í
pios
de
estabilização do C das Terras Pretas do Índio
para
de
senvolve
r novas Terras Pretas nos
trópicos
, apresenta importantes implicações na retenção de carbono no solo e
na
mitigação
do efeito estufa
.
xv
GENERAL ABSTRACT
The Amazonian Dark Earths are characterized by high contents of stable organic
matter
which are stored in soil for hundreds or thousands of years, even under tropical
edaphoclimatic conditions, which favor fast soil carbon (C) mineralization. Understanding
the dynamics of this organic matter and the mechanisms of C stabilization are essential for
the establishment of agro-ecological systems that foster C sequestration in the soil, as an
alternative to mitigate the increase of CO
2
in the atmosphere. The objectives of this study
were: i) to investigate the dynamics of organic matter in anthrop
ic
and adjacent soils; 2) to
identify key factors that control the dynamic of organic matter, and 3) to determine the
stocks of total-C in soil, as well as the stocks associated to each organic matter physical
fraction in the
Indian
Dark Earth, adjacent soil and transition soil. The study was carried out
in five different locations in central Amazonia, where anthrop
ic
soils under old secondary
forest were located. The experimental design had randomized blocks with five replications
and three treatments: Indian Dark Earth (TPI), the transition soil between TPI and adjacent
soil (ST), and adjacent soil (SA). Soil and litter samples were evaluated for C stored in soil,
in microbial biomass-C and in litter, the proportion of C in each fraction of
soil
organic
ma
tter, the mineralization of C, and the fluxes of soil CO
2
. The organic matter dynamics
was similar in different soils, showing seasonal effects, with
faster
cycling in the rainy
season and slow
than
in
the
dry season.
Higher amounts of microbial biomass we
re found in
the TPI, which may indicate that these soils are benefiting the microbial population, which
become an important storage pool of labile C these systems. In the natural environments of
secondary forests, the main factors influencing the dynamics of soil organic matter (SOM)
in the three soil types were the
season
, the temperature, and soil texture. However, under
controlled temperature and moisture (in the incubation in laboratorial
experiment
s), the
SOM dynamics was slower in the TPI, indicating that other factors may strongly influence
the processes of SOM decomposition in these soils. The TPI contains high stocks of
humified C, but there was neither no evidence of accumulation of new C in these systems,
no evidence that the presence of labile C stimulates the decomposition of stable soil C. The
largest proportion of C was found in the fraction associated with the silt
and
clay, stressing
the importance of the physical protection mechanisms in the stabilization of the C in soils.
The application of the principles of C stabilization in the
antropogenic
Dark Earths
to
develop new dark earths in the tropics is an interesting alternative to sequester carbon in
soils thus mitigating part of the CO
2
emissions to the atmosphere.
16
INTRODUÇÃO GERAL
A atual preocupação da sociedade
com
o aumento das emissões de dióxido de
carbono (
CO
2
) na atmosfera, um dos principais gases do efeito estufa, e as
possíveis
mudanças no clima global,
tem
despertado o interesse
em
estudar a
dinâmica
da matéria
orgânica do solo (MOS), os fatores que controlam os processos de estabilização do carbono
no solo (Follet, 2007), e o potencial de
seq
u
estrar
carbono nos diferentes ecossistemas
(Schlesinger, 1999; Six et al., 2002).
O
solo representa o maior reservatório de C da
superfície
terrestre, estocando aprox
imadamente
1500 Pg de C até 1 m de profundidade
;
funciona como fonte ou sumidouro de CO
2
atmosférico
(Lugo
and
Brown, 1993),
dependendo da taxa de formação e decomposição da M.O.S. (Van B
reemen
and
Feijtel,
1990). A acumulação do C no solo é obtida pelo balan
ço
positivo entre as entradas e as saídas
do C do estoque de matéria orgânica do solo, sendo ess
es
processos
controlados pelas
condições ambientais e
pelo
uso do solo (Marschener, 2008
).
A atuação dos microrganismos na decomposição da matéria orgânica resulta em
transformações biogeoquímicas no ciclo global de carbono (Juma
and
McGill, 1986;
Whitman et al., 1998) e dos nutrientes no solo. Os elementos mineralizados podem ser
lixiviados
no solo, aproveitados pelas plantas e microrganismos ou retidos n
a
fração sólida.
A
matéria orgânica do solo pode ser dividida em fração lábil, de rápida ciclagem, e fração
estável, de ciclagem muito lenta (Parton et al., 1987). As taxas de decomposição de
stas
frações estão relacionadas com o conteúdo de materiais recalcitrantes
d
o substrato
,
resistentes
à decomposição microbiana (Anderson
and
Ingram, 1993; Moreira, 2007). O fracionamento
da matéria orgânica se baseia no conceito de que os estoques da matéria orgânica do solo
associados com partículas primárias inorgânicas de vários tamanhos, classes e composição
mineralógica diferem em estrutura e função (diferentes graus de humificação); portanto,
teriam diferentes funções na reciclagem da matéria orgânica
(Christensen, 1992).
Nas regiões tropicais, a substituição de
ecossistemas
naturais
por
agro
s
sistemas
simplificados,
favorecem as perdas de carbono do solo. Por tanto, práticas conservacionistas
que contribuam para a fixação do C são necessárias para promover o
seq
u
estro
de C no solo,
aumentar a produtividade do solo, e ajudar na mitigação das mudanças climáticas. Neste
contexto, as Terras Pretas do
Índio
da Amazônia (TPI) são importantes pelo elevado estoque
de matéria orgânica estável, ar
ma
zenada
há milhares de anos. Existem evidências de que
materiais carbonizados provenientes da
combustão
incompleta de resíduos orgânicos são os
17
responsáveis pela manutenção de altos níveis de matéria orgânica estável e nutrientes
disponíveis nestes solos (Glaser, 1999;
Glaser et al., 2000; Glaser et al., 2001b). A ocorrência
de carvão e de fragmentos de cerâmica indica que a origem destes solos
está
ligada a
processos antr
opogênicos
(Denevan, 1996; Woods
and
McCann, 1999; Glaser et al., 2001).
As áreas das Terras Pretas seriam antigas aldeias indígenas (Silveira, 2007). Provavelmente,
os sedimentos acumulados sobre o solo aumentaram como resultado de ocupações repetitivas
do local, dependendo do tempo de ocupação e a densidade de pessoas que habitaram o local
(Woods, 1995), por populações pré-colombianas, 500 a 2500 anos atrás (Petersen et al.,
2001; Neves et al., 2003).
O estudo da dinâmica da matéria orgânica
nas TPI
é importante para
a quantificação do
potencial para
seq
u
estr
ar
carbono
no solo; a dinâmica e os processos de estabilização da
matéria orgânica são pouco conhecidos nestes sistemas. As TPI
pode
m vir a ser um
reservatório importante do CO
2
atmosférico, participando no seqüestro de C (Smidth e
Noack, 2000) e, provavelmente, na redução da liberação de gases do efeito estufa para
a
atmosfera. No futuro, com o conhecimento dos processos de estabilização do carbono nas
TPI e o surgimento de práticas de manejo que incentivem à acumulação de carbono no solo
seguindo o príncipio das TPI, não só seriam possíveis a recuperação de muitos solos inférteis
das áreas degradadas da Amazônia, mas também a obtenção de um considerável aumento da
produtividade destas terras, com manejo sustentável do solo, que beneficiariam grandemente
à população amazônica, sem a necessidade de praticar novos desmatamentos de floresta
primária. Este estudo teve como objetivos: 1)
co
mparar a dinâmica da matéria orgânica
em
solos antrópicos (Terras Pretas do
Índio
) e solos
não
-antrópicos (
adjacentes
) da Amazônia
c
entral,
2)
i
dentificar os
princi
pais
fatores que controlam
a dinâmica do C e
, 3)
Determinar o
s
estoques de carbono orgânico no solo, bem como a distribução do C associado a cada fração
da matéria orgánica
,
nas Terras Pretas do
Índio
e
solos
adjacentes.
18
CAPITULO 1
Figura 1.
Localização
geográfica
das cinco áreas de estudo: Rio Urubú, Rio Preto, Lago
Grande,
Encontro das Águas
e Autaz Mi
rim, encontradas
na Amazônia
c
entral
rio Urubu
Manaus
Rio Preto
Lago Grande
rio
Autaz
Mirim
BR
-
010
BR
-
319
América do
sur
F
onte: imagery © 2005 digital globe
rio Urubu
Manaus
Rio Preto
Lago Grande
rio
Autaz
Mirim
BR
-
010
BR
-
319
América do
sur
Manaus
Rio Preto
Lago Grande
rio
Autaz
Mirim
BR
-
010
BR
-
319
América do Sul
Fonte: imagery © 2005 digital globe
60
o
W
3
o
S
19
CAPITULO I
ESTOQUE E FRAÇÕES DA MATÉRIA ORGÂNICA EM SOLOS
ANTR
ÓPICOS
E SOLOS NÃO-ANTRÓPICOS (ADJACENTES)
DA
AMAZ
Ô
NIA
CENTRAL
(Preparado de acordo com as
normas da revista “Soil Science Society of America
J
ournal”)
RESUMO
As
Terra
s Pretas do Índio são horizontes antrópicos que ocorrem sobre diversas classes
de solo
na
Amazônia
; contêm altas quantidades de matéria orgânica estável, podendo
funcionar como sumidouros de carbono (C), importantes para diminuir as perdas de carbono
na forma de CO
2
para a atmosfera, e contribuir na mitigação do efeito estufa. O entendimento
dos processos de estabilização da matéria orgânica nestes solos é essencial para o
est
abelecimento de práticas de manejo que favoreçam a redução das emissões e
o
seqüestro
de C em agrosistemas tropicais. O objetivo deste trabalho foi determinar os estoques de
carbono orgânico no solo, bem como a distribução do C associado a cada fração da m
atéria
orgánica,
nas Terras Pretas do Índio e
solos
adjacentes.
O delineamento experimental foi de
blocos enteiramente ao acaso, localizados em cinco áreas distintas; cada bloco constituido
por três tratamentos: Solo antrópico (Terra Preta do Índio -
TPI),
solo de transição entre TPI-
solo adjacente (ST) e solo
não
-antrópico (
adjacente
-
SA)
, estabelecidos em parcelas de
1600 m
2
, totalizando 15 pontos de amostragem. Foram feitos três perfis de solo até 1 m de
profundidade para coletar amostras de solo nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-40, 40-70 e
70
-100 cm. O carbono orgânico no solo e das frações da matéria orgânica foi determinado
por combustão via seca em auto-analisador CHN. A densidade aparente do solo até 1 m de
profundidade foi
determinada
utiliz
ando anéis de Kopecky para calcular os estoques de
carbono
no solo
.
O estoque de carbono
orgânico
até 1 m de profundidade foi
45
%
maior
nas
Terras Pretas do
Índio
e
19
%
maior
nos solos de transição do que nos solos adjacentes.
Nos
primeiros 40 cm da superficie do solo e
ncontrou
-se uma maior proporção de carbono
orgânico na
s
fraç
ões mais finas, associadas a silte e argila, contribuindo na TPI
com
73
%
do
total do C
extraído,
no ST com 71 %
e no SA com 75%
, indicando q
ue
a proteção física é um
importante me
canismo de estabilização do C tanto nas TPI como nos SA
.
20
INTRODUÇÃO
O aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera e seu potencial para
alterar o clima do planeta tem resultado no interesse de
estudar
o
seqüestro
de carbono e a
cap
acidade que os diferentes
ecossistemas
têm
para estocá-
lo
no solo (Schle
sin
ger, 1999). A
matéria orgânica do solo é considerada um importante reserv
atório
de carbono que pode agir
como sumidouro ou fonte de CO
2
atmosférico (Paul, 1984; Lugo
and
Brown, 1993
),
dependendo das taxas de
acúmulo
e decomposição da matéria orgânica (Van Breeman
and
Feijtel, 1990). Em ambientes tropicais, pluviosidade e temperaturas elevadas
estimulam
a
atividade dos microrganismos, acelerando a mineralização da
matéria
orgânica (Tiessen et
al., 1994; Zech et al., 1997).
A substituição de florestas naturais em agrosistemas favorece as perdas de carbono e a
fertilidade, aumentando as
emissões
de CO
2
do solo para a atmosfera. Adubações
com
resíduos orgânicos são freqüentemente usadas para aumentar a fertilidade do solo nestes
sistemas, porém, a rápida ciclagem da matéria orgânica diminui sua eficiência para estocar o
carbono no solo (Tiessen et al., 1994),
somente
uma pequena parte do carbono é estabilizada
e estocada em longo prazo
,
em quanto que a maioria é continuamente liberada para a
atmosfera na forma de CO
2
(Fearnside, 2000). Práticas conservacionistas que favoreçam o
acúmulo de carbono no solo,
são
importantes alternativas para mitigar o aumento das
emissões de CO
2
para atmosfera (Lal, 1997). Para isto é
necessário
tornar a ciclagem de
carbono lenta e aumentar o tempo de permanência
do carbono no solo (Jastrow, 2007).
Os métodos de fracionamento da matéria
orgânica
procuram separar frações quanto à
natureza,
à dinâmica e à função (Christensen, 2000), quantificando os estoques de carbono
em compartimentos que a matéria
orgânica
possa estar associada, para mostrar os
mecanismos da
dinâmica
da
matéria
orgânica
e a sua estabilidade, em resposta às mudanç
as
no estabe
lecimento de de
terminado
sistema de manejo
(Golchin et al., 1997; Six et al., 1998)
.
A fração leve representa a
matéria
orgânica
recente,
não
ligada a minerais e de rápida
ciclagem
, e a fração pesada é tida como material formando complexos organo-
minerais
:
é
a
matéria
orgânica
de ciclagem lenta e estável (Marschener, 2008). Os compartimentos da
matéria orgânica são dinâmicos, mutuamente dependentes e controlados por fatores
climáticos, edáficos e antrópicos (Schlensinger, 1999). As taxas de decomposição des
tas
frações estão também relacionadas com o conteúdo de materiais
recalcitrantes
no substrato
(Anderson
and
Ingram, 1993).
21
Os
solos de Terra Preta do
Índio
da
Amazônia
, estocam grandes quantidades de
matéria
orgânica
mantidas há
vários
séculos
, mesmo nas condições edafoclimáticas
existentes na região. Glaser et al., 2000, encontr
aram
altos estoques de carbono nas Terras
Pretas,
quando comparado
s aos dos solos adjacentes não-
antrópicos
. A
ocorrência
de carvão
vegetal
nas Terras Pretas possivelmente é o fator chave para a
manutenção
da
matéria
orgânica
altamente estável (Sombroek, 1966; Glaser, 1999; Glaser, 2000), pois a maioria das
TPI contém aproximadamente 35% de carvão, teor significativamente maior do que nos solos
adjacentes
não
-
antrópicos
. A
presença
de carvão e fragmentos de cerâmica indica que a
origem
das Terras Pretas
está
ligada a processos antropogênicos (Denevan, 1996; Woods
and
McCann, 1999; Glaser et al., 2001)
;
estes locias seriam antigas aldeias indígenas (Silveira,
2007).
Todas as for
mas de carvão apresentam alta aromaticidade e recalcitrância que leva
à
sua
acumulação no solo (Seiler
and
Crutzen, 1980; Skjemstad et al., 1996) ou ao seu transporte
nos sedimentos dos rios (Mitra et al., 2002) e deposição nos sedimentos marinhos (Masiell
o
and
Druffel, 1998).
Os
anéis aromáticos policíclicos contidos no carvão
são
abundantes e
,
contêm
grande quantidade de pequenos poros, torna
ndo
o carvão
inacessíve
l para os
microrganismos,
o que dificulta a degradação microbiana da MOS
(Smith
and
Noack, 2
000).
Por outro lado, substâncias orgânicas dissolvidas
são
frequentemente adsorvidas pelo carvão
devido à hidrofobicidade dos materiais orgânicos (Gustafsson et al., 1997; Braida et al.,
2003). A presença de carvão pode ter um maior impacto sobre a composição e reciclagem da
matéria orgânica, especialmente em
áreas
de floresta
tropical
e savanas (Fearnside, 1985;
Sanford et al., 1985), mas ainda faltam pesquisas
sobre
os efeitos do carvão na dinâmica da
MOS
.
As Terras Pretas do Índio podem
representar
um reservatório importante do CO
2
atmosférico, participando significativamente no seqüestro global de C (Smidth
and
Noack,
2000) e, provavelmente, na redução da
emissão
de gases do efeito estufa para atmosfera.
No
futuro, com o conhecimento dos processos de estabilização do carbono nas TPI e o
surgimento de práticas de manejo que incentivem à acumulação de carbono no solo seguindo
o príncipio das TPI, não só seriam possíveis a recuperação de muitos solos inférteis das áreas
degradadas da Amazônia, mas também a obtenção de um considerável aumento da
produtividade destas terras, com manejo sustentável do solo, que beneficiariam grandemente
à população amazônica, sem a necessidade de praticar novos desmatamentos de floresta
primária.
Este estudo procura
quantif
icar o carbono orgânico estocado no solo, assim como
o
22
carbono
associado
a cada fraç
ão
da matéria orgânica, em solos de Terra Preta do Índio, solos
de transição
e
solos
djacentes
.
MATERIAL E MÉTODOS
Área
s
de estudo
O estudo foi realizado em cinco áreas: Encontro das Águas (
EA
), Lago Grande (
LG
),
Rio Preto da Eva (
RP
), Rio Urubu (
URU)
e Autaz Mirim (
AUT
),
próximas de Manaus,
Amazonas
,
Brasil
.
O clima da região é tropical úmido e quente, com precipitação média
anual de 2500 mm, temperatura média anual de 24 a 26
o
C e umidade relativa do ar de 80 a
93%. O solo predominante na região é classificado como Latossolo Amarelo distrófico álico
(Oxisol), com alto teor de argila (> 60%), baixos níveis de nutrientes e pH muito ácido
(Teixeira & Bastos, 1989).
Os solos com horizontes antrópicos (Terras Pretas do Índio)
são
solos formados por
populações pré-
colombian
as 500 a 2500 anos atrás (Heckenberger et al., 1999; Neves et al.,
2003),
apresentam
coloração escura, com presença de cerâmicas e carvão, elevados e
stoques
de matéria orgânica estável e nutrientes, especialmente o fósforo (Tabela 1), Ca, Mg, Zn e
Mn
,
ocorrendo sobre Latossolos (oxissolos)
,
Argissolos (
Ultissolos
)
,
Cambissolos
(
Inceptissolos
)
ou
Es
podossolos
(podzóis)
, formando um horizonte A antr
ó
pico
(Smith, 1980,
Andrade, 1986). Geralmente
ocorre
m em áreas com pequenas manchas a
té
90 ha (Smith,
1980; Donatti, 2003)
,
e
apresentam
um horizonte A antrópico de 40 a 150 m de profundidade
(Neves et al., 2003).
Os solos de t
ransição,
denominados por
Sombroek
,
(1966)
de “Terras Mulatas”, são
solos
de coloração
marr
on,
localizados
em
á
reas
próxim
as às Terras Pretas,
com
pouca ou
nenhuma cerâmica, horizonte A antrópico menos profundo, menor quantidade de carvão e
menor quantidade de C e nutrientes,
quand
o
comparadas com as Terras Pretas (Kämpf, et al.,
2003).
Acredita-se que estas áreas com solos de transição
foram
usadas para o
estabelecimento de cultivos de longa permanência, próximas às aldeias indígenas
,
sendo
mantid
a
s pela adição de resíduos orgânico
s (
Sombroek, 1966;
Denevan, 1996).
Os solos não-
antr
ópicos (adjacentes), são àreas próximas aos solos de transição
,
onde o
solo é
o
original
,
sem
manipulação antrópica ou acumulação de matéria orgânica estável nos
horizontes superficiais
.
Geralmente,
os solos a
dja
centes
utilizados neste
estudo
foram da
classe
dos
Latossolos
, E
spodossolos
ou A
rgissolos
frequentes na Amazônia. Estes solos são
altamente lixiviados,
pobres em nutrientes
e
com
baixa capacidade de troca catiônica
.
23
Tabela 1.
Atributos
fisico-
químic
os dos solos na camada 0-10 cm, em Terra Preta do Í
ndio
(TPI), solos de transição (ST) e solos adjacentes (SA) da Amazônia central.
Os
valores são
médias de cinco réplicas (n=5) com seus desvios
-
padrão
Tipo de solo
Local
N
P disponível
K
C organico
Densidade
argila
areia
silte
(g kg
-1
)
(mg kg
-1
)
(cmolc kg
-1
)
(%)
(g cm
3
)
(%)
EA
0,19 ± 0,06
112± 4,7
0,08± 0,03
3,9± 0,5
1,1± 0,07 60,5± 3,0
23,6± 2,4 15,9± 3,1
URU
0,14± 0,03
13,2± 4,1
0,03± 0,01
3,8± 0,7
1,2± 0,04
7,5± 0,5
85,9± 0,8
6,6± 0,3
TPI
AUT
0,13± 0,2 10,9± 1,9
0,07± 0,01
3,0± 0,2
1,2± 0,05 19,3± 2,8
65,4± 2,2 15,2± 0,7
RP
0,17± 0,04
4,7± 1,1
0,03± 0,01
2,6± 1,1
1,2± 0,04 15,5± 4,7
79,5± 3,2
5,0± 1,6
LG
0,36± 0,03
901± 253
0,14± 0,09
5,1± 0,5
1,0± 0,14 42,0± 2,2
39,7± 2,5 18,3± 0,4
EA
0,16± 0,03
26,0± 4,1
0,09± 0,06
2,2± 0,4
1,1± 0,04
19± 3,0
73,8± 3,6
7,1± 0,5
URU
0,17± 0,05
6,0± 1,3
0,03± 0,01
3,2± 0,2
1,2± 0,05 25,8± 1,0
66,9± 4,0
7,3± 4,4
ST
AUT
0,13± 0,05
6,4± 1,3
0,05± 0,01
2,9± 0,2
1,2± 0,04 25,5± 4,0
60,6± 3,4 13,9± 0,6
RP
0,09± 0,04
3,7± 2,2
0,04± 0,01
2,3± 1,1
1,2± 0,03 40,0± 4,5
51,4± 3,9
8,6± 1,8
LG
0,18± 0,03
62,7± 19,1 0,03± 0,01
2,6± 0,6
1,0± 0,06
36± 26,0 55,6± 27
8,4± 2,1
EA
0,19± 0,02
7,1± 2,2
0,06± 0,01
2,5± 0,3
1,1± 0,05 74,5± 4,3
14,0± 1,3 11,5± 3,0
URU
0,18± 0,04
3,5± 1,0
0,05± 0,02
2,5± 0,3
1,2± 0,10 61,8± 2,8
27,2± 3,1 11,0± 5,5
SA
AUT
0,12± 0,03
3,1± 0,6
0,06± 0,02
1,4± 0,6
1,2± 0,07 78,5± 1,3
5,7± 0,6
15,8± 0,8
RP
0,12± 0,03
2,3± 1,3
0,03± 0,01
1,6± 0,3
1,2± 0,07 30,8± 8,8
59,7± 10,3
9,5± 4,1
LG
0,15± 0,01
1,8± 0,3
0,06± 0,04
2,0± 0,1 1,0± 0,0
28,5± 3,3
61,3± 3,2 10,2± 1,7
Nas
áreas
de estudo
predomina
m
floresta
s
secundária
s de aproximadamente 20-30 anos
de idade, com abundância de palmeiras principalmente tucumã (Astrocaryum aculeatum
),
buriti (Mauritia flexuosa), limorana (Chomelia anisomeris), leguminosas como o Ingá (
Ingá
sp
), também espécies pioneiras como lacre (Vismia sp.) e embaúba (Cecropia sp.) entre
outras.
O sitio EA, localizado nas coordenadas geográficas 3
o
06’53” S e 59
o
54’31” W, dentro
do perímetro urbano de Manaus, foi uma área de pastagem abandonada
há
25 anos atrás,
onde cresceu uma floresta secun
dá
ria.
O LG, localizado a 3
o
13’45” S e 60
o
15’56” W, no municipio de Iranduba, foi uma á
rea
de exploração madeireira, e depois sistemas de roças tradicionais, sendo abandona
da
s há
aproximadamente 20 anos atrás. Nesta área, o local da TPI foi também um antigo sítio, com
abund
â
ncia de palmeiras
e
árvores frutíferas.
Na área do URU
,
localizado a 2
o
23’39” S e 59
o
34’29” W,
no municipio de Rio Preto da
Eva; na área do solo de transição foi realizada a extração de madeira na área,
depois
estabelecidas roças tradicionais, sendo abandonadas aproximadamente 20 anos atrás. A área
da TPI foi menos explorada, e a floresta
secund
á
ria
é mais antiga
do
que
a
área
do solo de
transição
. No solo adjacente foi realizada a exploração de madeira aproximadamente
30
anos
atrás.
24
No sitio RP, localizado a 02
o
40’51” S e 59
o
43’15” W, no municipio de Rio Preto da
Eva,
no local da TPI foram estabelecidas roças tradicionais, depois pastagens e roças
novamente, sendo abandonadas aproximadamente 20 anos atrás; no local d
o solo de transi
ção
e do solo adjacente, foi realizada exploração madeireira, sistema de roças, e depois estas
áreas foram abandonadas.
Na área do
AUT,
localizado a 3
o
22’
47
” S e 59
o
41’49” W, no municipio de
Careiro
, a
área do solo de transição é uma floresta secundária muito antiga com mais de 30 anos de
idade, sendo desconhecido o seu histórico de manejo, antes de se tornar uma capoeira
. A área
da TPI foi cultivada de forma intensiva com roças tradicionais, pastagens e novamente roças,
sendo abandonada aproximadamente 20 anos atrás. No solo adjacente, a área foi desmatada e
utilizada durante pouco tempo no sistema de roças, sendo abandonada há mais de 20 anos
atrás.
Utilizou
-se o delineamento experimental blocos
inteiramente
ao acaso, com
cinco
repetições
(loc
ais)
e
três
tratamentos: Terra Preta
do Índio
(TP
I
),
solo de transição
(
ST)
e solo
adjacente (SA)
; c
ada parcela tem uma área de 1600 m
2
; n
o total foram 15
parcelas (pontos de
amostragem. Estas áreas de floresta secundária foram escolhidas por terem aproxi
madamente
a mesma idade de abandono (20 a 30 anos) e serem de acesso
relativamente fácil
.
Os solos de
TPI e ST foram identificados pelo horizonte antrópico de coloração escura, presença de
restos de cerámicas índígenas e análises químicas de fósforo e carb
ono orgânico do solo
.
Amostragem do solo
Foram
escavados
três
perfis de solo em cada
parcela
, totalizando quarenta e cinco perfis
em
todos os locais de estudo. Para realizar a amostragem de solo destinada à
avaliação
do
teor de
carbono orgânico
,
te
or de
C nas frações da matéria orgânica
e a densidade aparente do
solo.
Na parcela de cada solo estudado
foram coletadas
três
amostras de solo,
nas
camadas de
0-10, 10-20, 20-40, 40-70 e 70-100 cm, totalizando 225 amostras de solo nos cinco locais.
Para a avaliação da densidade do solo, nas mesmas profundidades mencionadas
anteriormente, foram retiradas quatro amostras indeformadas em cada profundidade
,
utilizando um anel volu
métrico
; as amostras de solo foram colocadas em estufa a 105
o
C
durante 24 horas e
depois pesad
a
s. A densidade aparente
foi calculada pela fórmula:
25
Densidade aparente (g cm
3
)
=
massa
da amostra seca de solo (g) / volume do
solo
coletado (cm
3
)
Os valores da densidade aparente foram utilizados para calcular os estoques de carbono
d
o solo até 1 m de profundidade
.
Análises f
í
sico
-químicas do solo
Para as análises do carbono orgânico, nitrogênio e o C nas
fra
ções
da matéria
orgânica
, as amostras de solo foram secas ao ar (M
étodo
Terra Fina Seca ao Ar -
TSFA),
destorroadas, passadas em peneira de malha de 2 mm, e guardadas em sacos plásticos. Uma
porção aproximada de 50 g de cada amostra foi triturada e passada em pen
eira
de malha de
0,210 mm, para
a
análise
de C org
ânico
e nitrogênio. A porção restante das amostras até os
40 cm de pro
fundidade
,
foi reservada para o fracionamento da matéria orgânica do solo.
O carbono orgânico e o
nitrogênio
do solo f
oram
determinados no aparelho Auto-
Analisador de C de fase gasosa da marca Fisons, modelo NA 1500. Os estoques de carbono
em cada profun
didade foram calculados através da seguinte fórmula:
Estoque de carbono (Mg ha
-1
) = teor de carbono orgânico do solo (%) * d
ensidade
solo (
g
cm
-3
)
*
espessura da camada
do solo
(cm).
Para
efetuar
o fracionamento físico da matéria orgânica foi seguida a metodologia
adaptada de Sohi et al. (2001)
adaptada
por Machado (2002). O método separa o C nas
frações leve (fração leve livre e fração leve intra-agregada) através do fracionamento
densimétrico, e a fração pesada (C das frações areia, silte e argila) através do fracionamento
granulométrico
. A fração leve (FL) foi isolada por flotação em solução de iodeto de Na,
densidade de 1,8 g cm
3
; o material presente na superfície da solução foi aspirado e filtrado
utilizando filtro de fibra de vidro Whatman tipo GF/A de
1,6
µm de porosidade, em um
sistema com vácuo (Sistema Asséptico Sterifil, 47 mm – Millipore). O material obtido foi
seco em estufa à temperatura de 65
0
C por 72 h. O C da fração leve intra-agregada (FLI), foi
obtid
o após aplicação de
ultra
-
som
durante 3 minutos, equivalente a uma intensidade de 400
J mL
-1
com o objetivo de desagregar e dispersar o solo. Posteriormente foi realizada a
centrifugação, filtragem e lavagem, repetindo o procedimento anterior para a coleta da fração
leve livre. O C das frações FLL e FLI foi quantificado por combustão via seca em analisador
elementar automático CHNS.
26
A fração pesada (carbono associado às frações areia, silte e argila do solo), foi obtida
com o material restante da amostra, utilizando a metodologia proposta por Gavinelli et al.
(1995).
Adicionou
-se 0,5 g de hexametafosfato de sódio (HMP) à amostra residual e agitou-
se durante 14 horas, visando à dispersão total da amostra do solo. O carbono da fração
associada à areia (> 53 µm) foi obtido por peneiramento úmido. O carbono associado às
frações silte (2-53 µm) e argila (0-2 µm), fo
i
obtid
o por sedimentação. Após coletadas, as
frações foram secas em estufa a 65
o
C, pesadas, maceradas e realizada a determinação em
auto
-analizador CHNS. O teor de carbono na fração silte foi obtido indiretamente, pela
diferença entre as frações argila+silte e argila.
A
nálises
estatísticas
An
álises de variância (ANOVA) foram realizadas para verificar a
existência
de
diferenças significativas entre os diferentes tratamentos (Terra Preta, solo de transição e solo
adjacente)
,
nas variáveis estoque de carbono e carbono nas diferentes frações da MOS; e as
diferenças
e
ntre
os tratamentos e
as
diferentes
profundidades
(
0-
10, 10
-
20, 20
-
40, 40
-70 e 70-
100 cm). Para os dados que apresentaram diferenças significativas, foi aplicado o teste de
Tukey a nível de 5
% de significância.
RESULTADOS
Estoques de carbono
orgânico
no solo
Os teores de carbono
orgânico
do solo foram maiores nas TPI e menor
es
nos SA
(ANOVA; F= 13,3; P<0,001),
decre
scendo com a profundidade em todos os tipos de solo
(Tabela
2
).
A relação CN do solo foi
significativamente
maior nas TPI e ST do que nos SA
(ANOVA; F= 9,9,
p
< 0,001).
Aproximadamente 32% do total de carbono
orgânico
do solo
está
estocado nos
primeiros 20 cm de profundidade em todos os tipos de solo (Tabela 2)
.
Quantificando os
estoques
totais
de carbono no solo
até 1 m de profundidade
, estes foram
45
% e
19
% maiores
nas TPI e ST, comparadas com os SA (ANOVA; F= 6,15, p< 0,01). Mesmo nas camadas até
70 cm, os estoques de C nas TPI continuaram sendo maiores do que nos SA. As proporções
de C foram
distribuídas
de maneira similar em todos os tipos de solos estudados, sendo
maiores
proporções nas camadas superficiais até os 20 cm de profundidade, e me
nore
s
pro
porç
ões
nas camadas
mais profundas.
27
Tabela
2
.
Estoques de carbono
orgânico
nas diferentes camadas do perfil do solo até 1 m de
profundidade,
em Terra Preta do
Ín
dio
(TPI), solos de transição (ST) e solos adjacentes (SA)
da Amazônia central. Os valores
são médias de cinco réplicas (n=5) com seus desvios-
padrão
Tipos solo
Profundidade
C orgânico
C:N
Estoque de C
Proporção C
Estoque Total
(cm)
(%)
(Mg C ha
-1
)
%
(Mg C ha
-1
)
0-10
3,7±
1,2
20± 4,6
40,6± 7,2
17,5
10.20
2,8± 1,5
16± 1,7
33,6± 12,2
14,5
Terra Preta
20-40
2,4± 0,5
18± 3,5
61,3± 13,3
26,5
232± 59
40-70
1,6 ± 0,7
20± 8,8
63,0± 27,6
27,2
70-100
0,8± 0,4
14± 1,8
33,2± 9,4
14,3
0-10
2,7± 0,6
19± 7,1
32,5± 5,5
20,5
10.20
2,0± 1,4
14± 4,3
26,3± 14,8
16,5
S. Transição
20-40
1,5± 0,4
13± 3,6
40,8± 15,7
25,7
159± 53
40-70
0,6± 0,3
15± 5,4
37,2± 16,5
23,4
70-100
0,5± 0,2
11± 1,1
21,9± 6,8
13,8
0-10
2,0± 0,5
13± 1,0
20,5± 5,2
16,0
10.20
2,0± 0,5
14± 1,6
21,7± 3,7
16,9
S. Adjacente
20-40
1,4 ± 0,6
14± 3,8
33,0± 6,2
25,8
128± 23
40-70
0,8± 0,3
11± 1,9
30,7± 9,0
24,0
70-100
0,6± 0,2
10± 1,3
22,2± 6,2
17,3
Carbono nas frações da MOS
Os maiores teores de C foram encontrados na fração silte+argila,
representando
73
%
do C total extraído nas TPI, 71 % nos ST, e 7
5
% nos SA. O C na fração silte+ar
gila
dim
inuiu com a profundidade, sendo maior nas camadas superficiais, e menor nas camada
s
mais profundas, em todos os tipos de solo (Tabela 3). O segundo maior teor de C foi
encontrado
na fração leve livre
,
sendo
men
or nas TPI e ST, e maior nos SA. Os teores de
carbono nesta fração
diminuíram
com a profundidade em todos os tipos de solo. Os teores de
carbono na fração areia foram maiores nas TPI comparada com os ST e SA (ANOVA, F=
6,2; p<0,0
05)
diminuindo com a profundidade. O menor teor de C foi encontra
do
na fraç
ão
intra
-
agregada
, sendo similar entre os tipos de solo estudados; também d
iminui
u com a
profundidade
.
28
A porcentagem
média
de recuperação do carbono, do total de carbono extraído
através do método de fracionamento da MOS
utilizado,
foi
em média,
de 6
0 %
nas TPI,
69
%
nos ST
, e
de
10
5
% nos solos adjacentes
.
Tabela 3
.
Teores
de carbono (g kg
-1
) nas frações da matéria orgânica do solo, até 40 cm de
profundidade, nos diferentes
solos
estudados: TPI, ST e SA, seguido do desvio-padrão. A
letra
m
aiúscula
indica a diferença entre tratamentos, e a
minúscula
, diferenças entre as
profundidades em cada tratamento
Tipos solo
Profundidade
Leve livre
Intra-agregada
Areia
Argila+silte
Recuperação de C
(cm)
----------------------------------- (g kg
-1
) ------------------------------------------
%
0-10
3,5± 1,0 Aa
0,6± 0,3 Aa 2,4± 1,2 Aa
15,1± 10 Aa
57± 19
Terra Preta
10.20
1,9± 0,9 Aa
0,3± 0,2 Aa 1,3± 0,6 Aa
13,8± 7,9 Aa
63± 24
20-40
2,1± 0,4 Ab 0,2± 0,2 Ab
0,9± 0,2 Ab
11,2± 4,8 Aa
61± 18
0-10
3,8± 2,5 Aa
0,4± 0,2 Aa
1,3± 0,6 Ba
10,5± 2,3 Aa
62± 19
Solo transição
10.20
2,3± 0,8 Aa
0,2± 0,1 Aa
0,9± 0,5 Bb
10,2± 2,8 Aa
78± 29
20-40
2,1± 1,2 Ab 0,1± 0,1 Ab
0,7± 0,4 Bb
7,4±3,4 Aa
67± 26
0-10
6,8± 4,5 Ba
0,6± 0,6 Aa
1,0± 0,5 Ba
16,6± 7,1 Aa
110± 41
Solo adjacente
10.20
4,9± 2,8 Ba
0,5± 0,3 Aa
0,8± 0,3 Bb
14,5± 5,8 Aa
101± 24
20-40
3,3± 2,4 Bb
0,2± 0,2 Ab
0,4± 0,2 Bb
12,3± 5,6 Aa
105± 28
Do
total
de C
extraído
, as maiores proporções de C foram encontradas na fração
argila+silte, seguida da fração leve livre em todos os tipos de solo (
Figura
2), e as menores
proporções foram encontradas na fração intra-agregada. Em profundidade, a proporção de C
na fração argila+silte aumentou com a profundidade, de 66 % para 77 % nas TPI, de 66
%
para 73 % nos ST, e de
71
% para
80
% nos SA. A proporção de C na fração FLL em todos
os tipos de solo diminuiu com a profundidade: nas TPI de
18
% para 1
5
%, nos ST diminuiu
de 2
3
% para
20
% e nos SA de 2
3
% para 1
5
%. As menores proporções de C foram
encontradas na fraç
ão
intra
-
agregada
em todos os tipos de solo
,
diminuindo com a
profundidade do solo, exceto na camada 0-
10
dos solos adjacentes
,
que
apresentaram
proporções de C
similares em todas as profundidades
estudadas
.
29
% do total de carbono
0
20 40
60 80
100
Profundidade (cm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Leve livre
Intra-agregada
areia
argila+silte
0-10
0-10
0-10
10-20
10-20
10-20
20-40
20-40
20-40
Solo adjacente
Solo transição
Terra Preta
Figura 2
.
Distribuição porcentual das frações da m
atéria
orgânica do solo (%), até 40 cm de
profundidade, nos solos de Terra Preta, solo de transição e solo adjacentes da Amazônia
central
DISCUSSÃO
Estoque de
c
arbono no solo
M
aior
es
estoques de carbono
orgânico
até 1 m de profundidade nas TPI, comparados
com
os SA,
foram
re
latados
por Glaser, et al. (
2003
)
,
com estoques de 147 – 506 Mg C
ha
-1
nas Terra Pretas e 72 – 149 Mg C
ha
-1
nos solos adjacentes, concordando com os resultados
encontrados neste estudo (165 – 313 Mg C
ha
-1
nas TPI, e 86 – 150 Mg C
ha
-1
nos SA). Em
solos predominantes da floresta amazônica, Moraes et al. (
1995
) encontr
aram
80 - 130 Mg C
ha
-1
; Batjes
and
Dijkshoorn
(
1999
),
encontraram 98 Mg C ha
-1
.
A
recalcitrância
química do C
pirogênico ou
carvão
, encontrado abundantemente nas TPI, evidenciam que é o fator
responsável pela alta estabilidade
do
C nestes solos (Glaser, 1999, 2000, Solomon, 2007;
Liang, 2008). Desta forma, a proteção química
é
um importante mecanismo de estabilização
do C
,
dificultando a sua degradação microbiana. A proteção fí
sica
dos compostos orgânicos
pode
ser
um mecanismo importante, formando complexos organo-minerais (Glaser, 2000;
30
Sombroek, 2003; Liang, 2008), associados
especialmente
à argila e ao silte
,
como foi
obse
rvado também
no presente
estudo
.
Os estoques de C no solo diminuem com a profundidade, o que é explicado pelo
cont
ínuo aporte de l
iteira
sobre a superfície do solo
em
sistemas florestais, aumentando desta
forma o estoque nas camadas superficiais
.
As Terras Pretas do
Índio
apresentaram m
aior
estoque de
car
bono
comparadas com os
solos adjacen
tes;
porém,
não foram encontradas
evid
ências de
um
maior
acúmulo
de carbono
recente
proveniente da liteira fina nas TPI. Para conhecer o potencial de acúmulo do carbono
proveniente da matéria orgânica nova nos diferentes tipos de solo
estudados
, serão
necessários estudos específicos sobre os processos de humificação do carbono lábil. No
entanto,
estudo
s com solos da Amazônia, mostram que
os
solos
de
Terra Preta de Índio
são
mais eficientes em estocar
c
arbono do que os so
los
adjacentes
(
Soares, 2007).
Carbono nas frações da MOS
A maior parte do carbono orgânico em todos os solos estudados,
foi
associada às
fraç
ões mais finas
,
associada a silte e argila, contribuindo
em
uma média de 73 % nas TPI,
71 % nos ST e 75 % nos SA
,
do total do C estocado no solo
.
Este resultado
sugere
que a
proteção física
também
é um importante mecanismo de estabilização do C nos solos
estudados
,
impedindo a decomposição do material orgânico. Liang et al. (
2008
) encontr
aram
baix
a proporção de carb
ono
na fração
solúvel
e leve, e altas proporções de C na
fração
organo
-mineral nas TPI (72 – 90 %) comparado com os SA (2 – 70 %), e
concluíram
que a
recalcitrância
e a proteção física contribuem para a estabilidade do C nas TPI. Glaser et al
.
(
2000
) mostram que a
recalcitrância
química é o principal fator responsável pela alta
estabilidade do C nas TPI;
embora
a proteção física também
tenha
contribuído
em menor
proporção para
a estabilização do C.
O carvão
abund
ante em
anéis aromáticos policíclicos
na sua
composição
, contém uma
grande quantidade de pequenos poros, que se tornam inacessíveis para os microrganismos,
dificultando o ataque microbiano a compostos orgânicos (Smith
and
Noack, 2000), tornando-
se resistente à degradação bacteriana.
Freixo
(
2002
) encontrou alta proporção de
carbono
na
fração pesada
em
todas as profundidades, especialmente nas frações silte e argila. Geralmente
o teor de C aumenta com a diminuição do tamanho das partículas (Glaser, 2001).
Solomon
(
2002
) encontrou que o C ligado à fraç
ão
argila é mais estável do que o carbono ligado às
frações
areia e o silte. Neves et al., (
2005
), conclui
ram
que o C associado às frações mais
finas encontram-se em estágio de decomposição mais avançado do que a matéria orgânica
31
associada
às frações maiores. Marschener (
2008
) encontrou que a matéria orgânica
humificada
foi associada com os minerais do solo. Grandy e Robertson (
2007
) conclu
íram
que
o C associado à fração pesada tem um alto potencial de acúmulo do C, sendo a proteção
fisico
-
química
um
import
ante mecanismo para o
seqüestro
do C nos solos (Jastrow, 2007).
Existe uma relação entre a matéria orgânica e a fração mineral do solo, formando complexos
organo
-minerais (Schnitzer, 1986), principalmente
em
Latossolos
, devido à proteção física
proporciona
da
pela argila
contra a
ação dos microrganismos (Feller, 1997).
A menor proporção de carbono na fração leve e intra-
agregada
(Tabela 3)
indicam
possivelmente uma alta
ciclagem
do C
d
est
a
fração
, possivelmente pela rápida decomposição
microbiana do carbono lábil fornecido pela liteira das plantas (Christensen, 2000), favorecida
pelas temperaturas elevadas e alta precipitação (Paul, 20
08)
. A fração leve é mais disponível
para a microbiota do que a fração pesada,
diminuindo
, desta forma, os estoques de C nest
a
fração.
As baixas taxas de recuperação do C do solo nas TPI e ST (60 e
69
%) comparadas
com os SA (105 %), podem ser em parte, devidas à maior quantidade de
C
microbian
o
nas
TPI do que nos SA, e que não estão acrescentadas n
estes
cálculos da porcentagem de
recuperação
.
Liang
et al. (
2009
) encontr
aram
altas quantidades de C na biomassa microbiana
em TPI comparada com os SA. No capítulo II deste trabalho,
se
mostram resultados
similares, encontrando alto C da biomassa microbiana nas TPI.
Os resultados indicam que a proteção física é um importante mecanismo de
estabilização do C tanto nas TPI como nos solos adjacentes, podendo aumentar o tempo de
residência
do C e estocando-o por longo
período
.
Não foi medido o quanto este mecanismo
contribui para a estabilização do C no solo, pelo que serão
necessários
estudos direcionados
para est
a finalidade
.
CONCLUS
ÕES
O estoque
total
de carbono
orgânico
, até 1 m de profundidade, é maior nos solos que
apresentam horizontes antrópicos (Terras Pretas do
Índio
e solos de transição) comparada
com os estoques nos solos
não
-antrópicos (solos
adjacentes
)
,
estando a maior proporção de
carbono orgânico associado às frações mais finas da matéria orgânica, silte e
à
argila
,
evidenciando
a
importância
da
proteção
física do material orgânico para a estabilização do C
em solos antrópicos e solos não-
antrópicos
, estocando-o por longo tempo
.
Sendo a pr
oteção
física um importante mecanismo de estabilização do C tanto nas TPI como nos solos
32
adjacentes
, é necessário conhecer o quanto este mecanismo contribui para a estabilização do
C.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Accardi
-
Dey, A., 2003.
Black carbon in marine sediments: quantification and implications
for the sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons.
T
hesis, MIT
-
WHOI.
Anderson
, J.M.
and
Ingram
, J.S.I. 1993. Tropical Soil Biology and Fertility: a Handbook of
Methods. CAB International, Wallingford, 221 p.
Batjes, N. H., Dijkshoorn, J.A. 1999. Carbon and nitrogen stocks in the soils of the Amazon
Region.
Geoderma 89:273
–
286.
Bernoux, M., Ar
rouays,
M., Cerri, C.C., Volkoff, G.
A.
and Triech, J. 1998. Estimation des
stocks de carbone des sols du Rondonia (Amazonie brésilienne). Études et gestion des
sols 5:31
–
42.
Braida, W.J., Pignatello, Y.F., Lu, P.I., Ravikovitch, P.I., Neimark, A.V. and Xing, B.S.
2003.
Sorption hysteresis of benzene in charcoal particles. Environ. Sci. Technol. 37:
409
-
417.
Christensen, B.T.
2000.
Organic matter in soil – structure, funtion and turnover. In: Plant
Production, Tjele, 95 p.
Denevan, W.M. 1996. A bluff bodel of riverine settlement in prehistoric Amazonia.
Annals
of the Association of American Geographers 86:654
-
681.
Feller, C., Beare, M.H. 1997.
Physical
control of soil organic matter dynamics in the tropics.
Geoderma 79:69
-
116.
Fearnside, P.M. 1985. Brazil`s Amazon forest and the global carbon problem. Interciência
10:179
-
186.
Fearnside
, P.M.
2000
. Global warming and tropical land-use change: greenhouse gas
emissions from biomass burning, decomposition and soils in forest conversion, shifting
cultivation and se
condary vegetation.
Climatic Change 46:115
–
158
Glaser, B. 1999. Eigenschaften und Stabilität des Humuskörpers der “Indianerschwarzerden”
Amazoniens. Bayreuther Bodenkundliche Berichte 68, University of Bayreuth, Germany,
196 p.
Glaser, B., Balashov E., Haumaier, L., Guggenberger, G
.,
Zech, W. 2000. Black carbon in
density fractions of anthropogenic soils of the Brazilian Amazon region.
Organic
Geochemistry 31:669
-
678.
Glase
r B., Haumaier L., Guggenberger G., Zech W. 2001. The Terra Preta phenomenon - a
mod
el for sustainable agriculture in the humid tropics. Naturwissenschaften 88:37–
41.
33
Glaser, B., Lehmann, J., Zech, W. 2002. Ameliorating physical and chemical properties of
highly weathered soils in tropics with charcoal – a review. 2002. Biology and fertil
ity
Soils 35:219
–
230.
Glaser B., Guggenberger, G., Zech, W., Ruivo, M. L. 2003. Soil organic matter stability in
Amazonian dark earths. In: Lehmann, J
.,
Kern, D.C., Glaser, B. and Woods, W.I. (eds.)
Amazonian Dark Earths: Origin, Properties, Management. Kluwer Academic Publishers,
The Netherlands, 141
-
158 p.
Golchin, A., Clarke, P., Baldock, J.A., Hogashi, T., Skejemtad, J.O., Oades, J.M. 1997. The
effects of vegetation and burning on the chemical composition of soil organic matter in a
volcanic ash soil as shown by 13C NMR spectroscopy: I whole soil and humic acid
fraction. Geoderma 76:155
-
174.
Grandy, A.S. and Robertson, G.P. 2007. Land-use intensity effects on soil organic carbon
accumulation rates and mechanisms. Ecosystems 10:58
-
73.
Gustafsson, O., Haghseta, F., Chan, C., MacFarlane, J., Gschwend, P.M., 1997.
Quantification of the dilute sedimentary soot phase: implications for PAH speciation and
bioavailability. Environmental Science and Technology 31(1)
:
203
–
209.
Heckenberger, M.J., Petersen, J.B. and Neves, E.G. 1999. Village size and permanence in
Amazonia: Two archaeological examples from Brazil. Latin American Antiquity 10:353-
376.
Jastrow, D.J., Amonette, J.E. and Bailey, V.L. 2007. Mechanisms controlling soil carbon
turnover and their potential application for enhancing carbon sequestration. Climatic
Change 80:5
-
23.
Juma, R.A. and Mcgill, W.B. 1986. Community-level interactions control proliferation of
Azospirillum Brasilense Cd in microcosms. Soil Biology & Biochemistry 27:189-
196.
Kämpf, N. and Kern, D.C. 2003. Classification of Amazonian Dark Earths in the Brazilian
Amazon. In: L
ehmann,
J.; K
ern
, D.C.; G
laser
, B.; W
oods
, W.I. (Eds), Amazonian Dark
Earths: Origin, Properties, Management The Netherlands: Kluwer Academic Publisher,
pp.
77
-
102.
Krull
, E., Baldock, J., Skjemstad, J. 2001. Soil texture effects on decomposition and soil
carbon storage In: Kirschbaum, M., Mueller, R. (eds) pp. 103-
110
. Net
Ecosystem
Exchange, Canberra: Cooperative Research Centre for Greenhouse Accounting.
L
al
, R., K
imble
, J., F
ollet
, R. F. 1997. Pedospheric processes and the carbon cycle. In: L
al
, R.,
B
lum
, W.H., V
alentine
, C., S
tewart
, B.A. (Eds) Methods for assessment of soil
degradation. Boca Raton: CRC Press, 1
-
8.
34
Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Kinyangi J., Gros
sman
, J., O'Neill, B., Skjemstad, J.
O., Thies, J., Luizão, F.J., Petersen, J. and Neves, E.G. 2006. Black carbon increases
cation exchange capacity in soils.
Soil Sci
. Soc
.
Am
.
J
.
70
:
1719
-
1730.
Liang, B., Lehmann, J., Solomon, D., Sohi, S., Thies, J. E., Skjemstad, J.O., Luizão, F.J.,
Engelhard, M. H., Neves, E., Wirick, S. 2008. Stability of biomass-derived black carbon
in soils. Geochimica et Cosmochimica Acta 72:6069–
6078.
Liang,
B., Lehmann, J., Sohi, S.P., Thies, J.E., O’Neill, B., Trujillo, L., Gaunt, J., Solomon,
D., Grossman, J., Neves, E.G., Luizão, F.J. Black carbon affects the cycling of non-
black
carbon without priming of aged black carbon in soil.
Organic
Geoch
e
mi
stry
(no prelo).
Lehmann J., Kern D.C., Glaser B.
and
Woods W. I. 2003.
Amazonian
Dark Earths: Origin,
Properties, Management. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands. 505 p.
Lehmann, J.; Gaunt, J. Rondon, M. 2006. Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems -
A
review. Mitigation and
A
daptation
S
trategies for
G
lobal
C
hange 11
:
403
–
427.
Lugo, A.E.
and
Brown, S. 1993. Management of tropical soils as sinks or sources of
a
tmospheric carbon.
Plant and Soil 149:27
–
41.
Machado, P.L.O.A. 2002. Fracionamento físico por densidade e granulometria para
quantificação de compartimentos da matéria orgânica do solo – um procedimento para a
estimativa pormenorizada do seqüestro de carbono pelo solo. Rio de Janeiro, Embrapa
Solos, (comunicado técnico, 9), 6 p.
Madari, B.E., Sombroek, W.G., Woods, W.I.
2004.
Research on the ant
h
ropogenic
dark earth
soils of Amazonia (Terra Preta e Terra Mulata). Could it be a solution for sustainable
agricultural development in the Amazon? In: Glaser, B., Woods, W.I. (Org). Explorations
in Amazonian Dark Earths, 1 ed.
Heidelberg. Springer
-
Verlag pp. 169
-
200.
Marsch
ener, B., Brodowski, S., Dreves, A., Gleixner, G., Gude, A., Grootes, P.M., Hamer,
U., Heim, A., Rong, J., Kaiser, K., Kalbitz, K.
,
Kramer,
C., Leinweber, P., Rethemeyer,
J., S
chäffer,
A., Schmidt, M.W.
Schwark,
L., Wiesenberg, G.L. 2008. How relevant is
re
calcitrance for the stabilization of organic matter in soils? J. Plant Nutr. Soil Sci. 171:
91
–
110
.
Mitra, S. 2002. Sources of terrestrially-derived organic carbon in Lower Mississippi River
sediments: implications for differential sedimentation and transport at the coastal margin.
Marine Chemistry 77
:
211
–
223.
Moraes, J.L., Cerri, C.C., Melillo, J.M., Kicklighter, D., Neill, C., Skole, D.L.
and
Steudler,
P. 1995. Soil carbon stocks of the Brazilian Amazon basin. Soil Science Society of
America 59 (1):244
–2
47.
35
Moreira, A. Fertilidade, material orgânica e substâncias húmicas em solos antropogênicos da
Amazônia ocidental. Bragantia
, Campinas
66(2):307
-
315.
Neves, C.S.V., Feller, C., Larré-Larrouy, M. 2005. Matéria orgânica nas frações
granulométricas de um
L
at
ossolo
V
ermelho
D
istrof
érrico sob diferentes sistemas de uso e
manejo. Revista de Ci
ê
ncias
A
grárias
, Londrina 26(1):
17
-
26.
Pabst, E. 1991. Critérios de distinção entre Terra Preta e Latossolo na região de Belterra e os
seus significados para a discussão pedogenêtica. Boletim do Museu Paranaense Emilio
Goeldi, Série Antropologia 7(1):5
-
19.
Paul, E.A. 1984. Dynamics of organic matter in soils.
Plant and
S
oil 76:275
-
285.
Paul, S., Flessa, H., Veldkamp, E., López-Ulloa, M. 2008. Stabilization of recent soil car
bon
in the humid tropics following land use changes: evidence from aggregate fractionation
and stable isotope analyses. Biogeochemistry 87:247
–
263.
Sanford R.L., Saldarriaga, J., Clark, K.E., Herrera, R. 1985. Amazon rain-forest fires.
Science 227:53–
55.
S
chmidt, M.
and
Noack, A. 2000. Black carbon in soils and sediments: Analysis, distribution,
implications, and current challenges. Global Biochemical Cycles 14 (3):777
-
793.
Schlesinger, W.H. 1999. Carbon sequestration in soils. Science 284:2095
.
Schnitzer M. and Preston C.M. 1986. Analysis of humic acids by solution and solid-
state
carbon
-
13 nuclear magnetic
resonance.
Soil Sci. Soc. Am. J.
50
:
326
-
331.
Seiler W.
and
Crutzen P.J. 1980. Estimates of gross and net fluxes of carbon between the
biosphere and the
atmosphere from biomass burning. Climate Change 2:207
-
247.
Skjemstad, J.O., Clarke, P., Taylor, J.A., Oades, J.M.
and
McClure, S.G. 1996. The
chemistry and nature of protected carbon in soil. Australian Journal Soil Research 34:
251
–
271.
S
ilveira
MI, KERN DC, OLIVEIRA ER, FRAZÃO, FJL (2007) Seriam as Terras Pretas
Arqueológicas grandes áreas contínuas? O caso dos sítios Bitoca 1 e Bitoca 2 na região
de Carajás-PA In: Anais do XI Congresso da Sociedade Brasileira de Estudos do
Quaternário
-
ABEQUA
.
Museu Goel
di
, B
elém
,
P
A, Brasil
Six, J., Callenwaert, S., Lenders, S., Gryze, S., Morris, S.J., Gregorich, E.G., Paul, E.A. and
Paustian, K. 2002. Measuring and understanding carbon storage in afforested soils by
physical fractionation.
Soil Sci. Am. J. 66:1981
–
198
7.
Six, J., Elliot, E.T, Paustian, K., Doram, J.W. 1998. Aggregation and soil organic matter
accumulation in cultivated and native grassland soils.
Soil. Sci
. Soc. Am. J. 62:1367
-
1377.
36
Soares, R. 2007. Agregação e distribuição da matéria orgânica em solos de Terra Preta do
Ìndio da
Amazônia
central. Dissertação de mestrado. Niterói UFF. 107 p.
Sohi, S.P., Mahieu N., Arah J.R. M., Powlson D.S., Madari B., and Gaunt J.L. 2001.
A
procedure for i
solating
s
oil
o
rganic
m
atter
f
ractions
suitable for m
odeling.
Soil
Sci
.
Soc
.
Am
.
J
. 65
:
1121
-
1128.
Solomon, D., Lehmann, J., Thies, J., Schäfer, T., Liang, B., Inyangi, J.K., Neves, E.,
Petersen, J., Luizão, F., Skjemstad, J. 2007. Molecular signature and sources of
biochemical recalcitrance of organic C in Amazonian Dark Earths
.
Geochimica et
Cosmochimica Acta 71
:
2285
–
2298
.
Sombroek W. 1966. Amazon Soils – a reconnaissance of soils of the Brazilian Amazon
region. Centre for Agricultural Publications and Documentation, Wageningen,
Netherlands, 292
p
.
Sombroek
, W.G., Nacht
ergaele
, F.O. and Hebel A. 1993. Amounts, dynamics and
sequestering of carbon in tropical and subtropical soils.
Ambio 22:417
-
426.
Sombroek, W.G., Ruivo, M.D.L., Fearnside, P.M., Glaser, B., Lehmann, J. 2003.
Amazonian
Dark Earths as carbon stores and sink
s.
In: Lehmann, J
.,
Kern, D.C., Glaser, B., Woods,
W. Amazonian Dark Earths – Origin, Properties, and Management. Dordrecht, Kluwer
Academic Publisher,
pp.
125
-
139.
Teixeira, L.B. and Bastos, J.B. 1989. Matéria orgânica nos ecossistemas de floresta primári
a
e pastagens na Amazônia Centra
l.
Boletim de P
esquisa
99. EMBRAPA/ CPATU, Belém,
26 p.
Tiessen, H., Cuevas, E., Chacon, P. 1994. The role of soil organic matter in sustaining soil
fertility.
Nature 371:783
–
785.
Van Breemen, N. and Feijtel, T.C.J. 1990. Soil processes and properties involved in the
production of greenhouse gases, with special relevance to soil taxonomic systems In:
Bouwman, A.F. (ed). Soils and the greenhouse effect. John Wiley & Sons, Chichester,
UK.
pp.195
-
220.
Whitman, W.B., Coleman, D.C. and Wiebe, W.J. 1998. Prokaryotes: The unseen majority.
Proceeding of the National Academy of Science USA 95:6578
-
6583.
Woods, W.I.
and
McCannm J.M. 1999. Antropogenic origin and persistence of Amazonian
dark earths. Yearbook of the Conference of
L
atin
Americanist Geographers 25:7
–
14.
Zech, W., Guggenberger, G., Zalba, P. Peinemann, N. 1997. Soil organic matter
transformation in Argentinian Hapludolls, Z. Pflanzenernaehr Bodenkd 160:563
–
571.
37
CAPITULO 2
A DINÂMICA
ATUAL
DO CARBONO EM SOLOS ANTRÓPICOS E
NÃO
-ANTRÓPICOS (ADJACENTES)
EM
FLORESTA SECU
NDÁRIA
DA
AMAZÔNIA CENTRAL
(Preparado de acordo com as normas da revista “
Biogeochemistry
”)
R
esumo
Os solos de Terra Preta do Índio contêm altas quantidades de matéria orgânica
estável, estocada no solo por centenas ou milhares de anos, mesmo em condições
edafoclimáticas tropicais. O entendimento da dinâmica da matéria orgânica e os mecanismos
de estabilização
de
carbono (
C)
nes
s
es solos
é
essenci
al
para o estabelecimento de práticas de
manejo que visem a fixação do carbono no solo, diminuindo as perdas na forma de CO
2
para
a atmosfera. O objetivo foi
estudar
a dinâmica da matéria orgânica em solos antr
ópicos
(Terras Pretas do Índio) e
não
-
antrópic
os (solos
adjacentes
),
e identificar os fatores que
controlam
a dinâmica
do C
. O estudo foi realizado em cinco locais diferentes que apresentam
solos
de Terra Preta do Índio sob florestas secundárias antigas, localizadas na Amazônia
central.
O delineamento experimental foi de blocos
inteiramente
ao acaso, localizados em
cinco áreas distintas; cada bloco
constituído
por três tratamentos: Terra Preta do Índio (TPI),
solo de transição entre TPI-solo adjacente (ST) e solo adjacente não-
antrópico
(SA). Cada
trat
amento foi estabelecido em parcelas de 1600 m
2
, totalizando 15
parcelas
(pontos de
amostragem)
. Foram avaliados o teor de carbono orgânico do solo, os fluxos de CO
2
, a
biomassa microbiana, a porcentagem de
umidade
do solo, a temperatura do solo e do ar, a
textura
do solo, as entradas de C através da liteira e a qualidade da liteira. Os resultados
mostraram que a dinâmica da matéria orgânica apresentou influência sazonal,
sendo
foi
similar entre os tipos de solos estudados, exceto a biomassa microbiana e o c
arbono orgânico
,
que fo
ram
maior
es
nas TPI.
Os
principais fatores que influenciam a dinâmica da matéria
orgânica nos três tipos de solos
foram:
a sazonalidade, a temperatura do ar e a textura do
solo
; sendo
est
e efeito maior sobre os ST do que
na
TPI e SA. A decomposição do carbono
lábil das plantas
(liteira)
em solos de T
erra
Preta do Índio e solos adjacentes foi similar
,
libera
ndo a mesma quantidade de CO
2
do solo para a atmosfera em ambiente natural. Porém,
em ambiente controlado, as TPI emitiram menos CO
2
para a atmosfera. Não
houve
evid
ências de que o carbono lábil estimule as perdas do carbono estável que está estocado no
solo por milhares de anos. O carbono estocado no solo das TPI pode estar beneficiando o
crescimento
da população microbiana, sendo os mecanismos ainda desconhecidos. O alto
38
potencial de retenção do carbono encontrado nos solos de TPI, onde são menores
as
perdas
de CO
2
para a atmosfera por unidade de C do solo
,
apre
sentam importantes implicações na
redução do efeito estufa e das mudança
s climáticas.
Palavras
-
chave
Terras Pretas do Índio, Fluxos de CO
2
do solo, floresta secundária,
Amazônia central.
I
ntrodução
O incremento excessivo do CO
2
na atmosfera e o seu potencial para alterar o clima do
planeta, por ser um dos principais gases causadores do efeito estufa, tem despertado interesse
em compreender melhor a dinâmica da matéria orgânica do solo e a capacidade que esta tem
para seqüestrar carbono
em
diferentes ecossistemas terrestres (Schlesinger, 1999; Houghton,
2003; Paul, 2008). A matéria orgânica do solo (MOS)
,
é considerada o maior reservatório
terrestre
de carbono do planeta, estocando aproximadamente 1500 Pg de C orgânico nos
primeiros 100 cm,
o
que correspondem 75% do estoque de C orgânico terrestre (Post et al.,
1982). Dependendo do uso e manejo do solo, a MOS pode funcionar como sumidouro ou
fonte do CO
2
atmosférico (Lugo & Brown
, 1993).
Em ambientes tropicais, as mudanças no uso da terra são de grande importância,
uma
vez que ecossistemas tropicais contêm grandes estoques de C (Moraes et al., 1995; Bernoux,
1998; Cerri et al., 1999) e uma reciclagem de C mais rápida do que em sistemas temperados
(Trumbore et al., 1995), acelerada pelas rápidas mudanças no uso da terra que estão
acontecendo na região (Skole & Tucker, 1993, Neill et al., 1997). Os solos da Amazônia
geralmente são ácidos, com baixa capacidade de troca catiônica e baixa quantidade de
nutrientes (Moreira & Malavolta, 2002). Nesta região, a disponibilidade e a manutenção d
os
nutrientes em ecossistemas naturais, dep
ende
m em grande parte, da entrada de C e nutrientes
depositados através da liteira, que são
consequentemente
disponibilizados pelos
microorganismos para as plantas (Schubart et al., 1987), A velocidade de disponibilização de
nutrientes
depend
e da taxa de d
ecomposição,
que é controlada pela temperatura, umidade,
textura e qualidade do material orgânico (Zech et al, 1997). Com a substituição das florestas
naturais
por
agroecossistemas, o aporte de material orgânico ao solo é reduzido, e alteram-
se
drasticamen
te os processos biogeoquímicos, ocorrendo
geralmente
perdas de matéria
orgânica e degradação destes solos em pouco tempo de cultivo (Fernandes et al., 1997; Shang
& Tiessen 1997; Silva et al., 1999).
39
O
aumento dos estoques de matéria orgânica em agroecossistemas tropicais por longo
tempo
, poderia diminuir a emissão de gases para a atmosfera e ajudar na mitigação do efeito
estufa, e, simultaneamente, melhorar a produtividade vegetal (Nissen & Wonder, 2003).
É
necessário
o desenvolvimento de práticas de manejo e sistemas de produção sustentáveis que
sejam produtivos e que visem promover a manutenção do estoque de C e sirvam como
sumidouros.
Em contraste com a maioria dos solos da região, as Terras P
reta
s do Índio (TPI)
da Amazônia são solos férteis, com alta capacidade de troca catiônica (Liang et al., 2006) e
quantidades
excepcionalmente altas de matéria orgânica estável (Kern & Kämp, 1989; Pabst,
1991; Costa & Glasser, 2001; Lima et al., 2002), estocada no solo por centenas de anos
(Glaser et al., 2000, Madari et al., 2004), mesmo sob as condi
ções
edafoclimáticas da
Amazônia.
A ocorrência de carvão e de fragmentos de cerâmica indicam que a origem destes
solos
está
ligada a processos antr
opogênicos
(Denevan, 1996; Woods & McCann, 1999;
Glaser et al., 200
1)
; sendo as áreas d
e
Terra Preta antigas aldeias indígenas (Silveira, 2007).
A razão provável da estabilidade do carbono orgânico das Terras Pretas do Índio é a
abundância
de carbono pirogênico derivado do carvão (Sombroek, 1966;
Glaser,
2000;
Cunha 2005, Lehmann et al., 2006), produto da combustão incompleta da biomassa vegetal
(Smith, 1980; Glaser, et al., 2001), que, devido à sua composição química altamente
recalcitrante
, o carvão pirogênico é altamente resistente à degradação microbiana (
Skjemstad
et
al., 1996
; Golchin et al., 1997; Schmidt et al., 2002; Liang, 200
8
).
Vários estudos têm demonstrado que o BC pode influenciar as dinâmicas de C e
nutrientes no solo (Glaser et al., 2001; Lehmann et al., 2003; Steiner, 2002, Liang et al.,
2006; Major et al., 2008). A presença de
BC
pode ter um maior impacto sobre a composição
e reciclagem da matéria orgânica, especialmente em solos de floresta tropical e áreas de
savanas (Fearnside, 1985; Sanford et al., 1985). Existem poucos estudos e ainda não
estão
claro
s os processos de estocagem da matéria orgânica nas TPI, e os mecanismos que
c
ontrolam a estabilização do C nestes solos.
As TPI poderiam funcionar como sumidouros de CO
2
atmosférico, importantes para
a mitigação do efeito estufa e das mudanças climáticas globais (Schmidt & Noack, 2000;
Marris, 2006). O entendimento da dinâmica da matéria orgânica, assim como os fatores que
controlam os estoques de C nas TPI
,
são
essencia
is
para o desenvolvimento de práticas de
manejo e usos da terra que visem aumentar os estoques de carbono no solo, e melhorar a
produtividade dos agroecossistemas tropicais.
Os
objetivo
s
deste trabalho fo
ram
: 1)
Estudar
a
dinâmica da matéria orgânica do solo em TPI e solos adjacentes (não-
antrópicos)
e, 2)
Identificar os fatores que
controlam
a dinãmica do C nestes solos
.
40
M
ateria
l
e m
é
todos
Área de estudo e d
elineamento
experimental
O estudo foi realizado em cinco áreas na Amazônia central: Encontro das Águas (3
o
06’
S 59
o
54’
W)
, Lago Grande (
3
o
13’ S 60
o
15’ W
), Rio Preto
da Eva
(
02
o
40’ S 59
o
43’ W
), Rio
Urubu (2
o
23’
S, 59
o
34’ W) e Autaz Mirim (3
o
3’ S 59
o
65’ W
),
todas no estado do
Amazonas
, Brasil. O clima da região é tropical úmido e quente, com precipitação média
anual de 2500 mm, temperatura média anual de 24 a 26
o
C e umidade relativa do ar de 80 a
93
%. O solo predominante na região é classificado como Latossolo Amarelo distrófico álico
(Oxisol
o), com alto teor de argila (> 60%), baixos níveis de nutrientes, pH muito ácido (4,0–
4,5) e baixos teores de carbono orgânico no
solo (Teixeira & Bastos, 1989).
Os solos com horizontes antrópicos (Terras Pretas do Índio)
são
solos formados por
populações pré-
colombian
as 500 a 2500 anos atrás (Heckenberger et al., 1999; Neves et al.,
2003),
apresentam
coloração escura, com presença de cerâmicas e carvão, elevados
estoques
de matéria orgânica estável e nutrientes, especialmente o fósforo (Tabela 1), Ca, Mg, Zn e
Mn,
ocorrendo sobre Latossolos (oxissolos)
,
Argissolos (
Ultissolos
)
,
Cambissolos
(
Inceptissolos
)
ou
Es
podossolos
(podzóis)
,
formando um horizonte A antr
ó
pico (Smith, 1980,
Andrade, 1986). Geralmente ocorrem em áreas com pequenas manchas até 90 ha (Smith,
1980; Donatti, 2003), e apresentam um horizonte A antrópico de 40 a 150 m de profundidade
(Neves et al., 2003).
Os solos de t
ransição,
denominados por Sombroek, (1966) de “Terras Mulatas”, são
solos
de coloração
marron
,
localizados em áreas
próxim
as às Terras Pretas,
com
pouca ou
nenhuma cerâmica, horizonte A antrópico menos profundo, menor quantidade de carvão e
menor quantidade de C e nutrientes,
quando
comparadas com as Terras Pretas (Kämpf, et al.,
2003).
Acredita-se que estas áreas com solos de transição foram usadas para o
estabelecimento de cultivos de longa permanência, próximas às aldeias indígenas, sendo
mantida
s pela adição de resíduos orgânicos (Sombroek, 1966; Denevan, 1996).
Os solos não-antrópicos (adjacentes), são àreas próximas aos solos de transição, onde o
solo é o original, sem manipulação antrópica ou acumulação de matéria orgânica estável nos
ho
rizontes superficiais. Geralmente, os solos adjacentes utilizados neste estudo foram da
classe dos Latossolos, Espodossolos ou Argissolos frequentes na Amazônia. Estes solos são
altamente lixiviados, pobres em nutrientes e com baixa capacidade de troca cat
iônica.
41
Tabela 1
Atributos
fisico-
químic
os dos solos na camada 0-10 cm, em Terra Preta do Í
ndio
(TPI), solos de transição (ST) e solos adjacentes (SA) da Amazônia central. Os valores são
médias de cinco réplicas com seus
respectivos
desvios
-
padrão.
Tipo de solo
Local
N
P disponível
K
C organico
Densidade
argila
areia
silte
(g kg
-1
)
(mg kg
-1
)
(cmolc kg
-1
)
(%)
(g cm
3
)
(%)
EA
0,19 ± 0,06
112± 4,7
0,08± 0,03
3,9± 0,5
1,1± 0,07
60,5± 3,0
23,6± 2,4 15,9± 3,1
URU
0,14± 0,03
13,2± 4,1
0,03± 0,01
3,8± 0,7
1,2± 0,04
7,5± 0,5
85,9± 0,8
6,6± 0,3
TPI
AUT 0,13± 0,2 10,9± 1,9
0,07± 0,01
3,0± 0,2
1,2± 0,05
19,3± 2,8
65,4± 2,2 15,2± 0,7
RP
0,17± 0,04
4,7± 1,1
0,03± 0,01
2,6± 1,1
1,2± 0,04
15,5± 4,7
79,5± 3,2
5,0± 1,6
LG
0,36± 0,03
901± 253
0,14± 0,09
5,1± 0,5
1,0± 0,14
42,0± 2,2
39,7± 2,5 18,3± 0,4
EA
0,16± 0,03
26,0± 4,1
0,09± 0,06
2,2± 0,4
1,1± 0,04
19± 3,0
73,8± 3,6
7,1± 0,5
URU
0,17± 0,05
6,0± 1,3
0,03± 0,01
3,2± 0,2
1,2± 0,05
25,8± 1,0
66,9± 4,0
7,3± 4,4
ST
AUT
0,13± 0,05
6,4± 1,3
0,05± 0,01
2,9± 0,2
1,2± 0,04
25,5± 4,0
60,6± 3,4 13,9± 0,6
RP
0,09± 0,04
3,7± 2,2
0,04± 0,01
2,3± 1,1
1,2± 0,03
40,0± 4,5
51,4± 3,9
8,6± 1,8
LG
0,18± 0,03 62,7± 19,1 0,03± 0,01
2,6± 0,6
1,0± 0,06
36± 26,0 55,6± 27
8,4± 2,1
EA
0,19± 0,02
7,1± 2,2
0,06± 0,01
2,5± 0,3
1,1± 0,05
74,5± 4,3
14,0± 1,3 11,5± 3,0
URU
0,18± 0,04
3,5± 1,0
0,05± 0,02
2,5± 0,3
1,2± 0,10
61,8± 2,8
27,2± 3,1 11,0± 5,5
SA
AUT
0,12± 0,03
3,1± 0,6
0,06± 0,02
1,4± 0,6
1,2± 0,07
78,5± 1,3
5,7± 0,6
15,8± 0,8
RP
0,12± 0,03
2,3± 1,3
0,03± 0,01
1,6± 0,3
1,2± 0,07
30,8± 8,8
59,7± 10,3
9,5± 4,1
LG
0,15± 0,01
1,8± 0,3
0,06± 0,04
2,0± 0,1 1,0± 0,0
28,5± 3,3
61,3± 3,2 10,2± 1,7
Nas áreas de estudo
predomina
m florestas secundárias de aproximadamente 20-30 anos
de idade, com abundância de palmeiras principalmente tucumã (Astrocaryum aculeatum
),
buriti (Mauritia flexuosa), limorana (Chomelia anisomeris), leguminosas como o Ingá (
In
gá
sp
), também espécies pioneiras como lacre (Vismia sp.) e embaúba (Cecropia sp.) entre
outras.
O sitio EA, localizado nas coordenadas geográficas 3
o
06’53” S e 59
o
54’31” W, dentro
do perímetro urbano de Manaus, foi uma área de pastagem abandonada
há
25 anos atrás,
onde cresceu uma floresta secund
á
ria.
O LG, localizado a 3
o
13’45” S e 60
o
15’56” W, no municipio de Iranduba, foi uma á
rea
de exploração madeireira, e depois sistemas de roças tradicionais, sendo abandona
da
s há
aproximadamente 20 anos atrás. Nesta área, o local da TPI foi também um antigo sítio, com
abund
â
ncia de palmeiras
e á
rvores frutíferas.
Na área do URU
,
localizado a 2
o
23’39” S e 59
o
34’29” W,
no municipio de Rio Preto da
Eva; na área do solo de transição foi realizada a extração de madeira na área, depois
estabelecidas roças tradicionais, sendo abandonadas aproximadamente 20 anos atrás. A área
da TPI foi menos explorada, e a floresta
secundária
é mais antiga
do
que
a área do solo de
transição
. No solo adjacente foi realizada a exploração de madeira aproximadamente
30
anos
atrás.
42
No sitio RP
,
localizado a 02
o
40’51” S e 59
o
43’15” W,
no municipio de Rio Preto da Eva,
no local da TPI foram estabelecidas roças tradicionais, depois pastagens e roças novamente,
sendo abandonadas aproximadamente 20 anos atrás; no local do solo de transição e do solo
adjacente, foi realizada exploração madeireira, sistema de roças, e depois estas áreas foram
abandonadas.
Na área do
AUT,
localizado a 3
o
22’
47
” S e 59
o
41’49” W, no municipio de Careiro, a
área do solo de transição é uma floresta secundária muito antiga com mais de 30 anos de
idade, sendo desconhecido o seu histórico de manejo, antes de se tornar uma capoeira
. A área
da TPI foi cultivada de forma intensiva com roças tradicionais, pastagens e novamente r
oças,
sendo abandonada aproximadamente 20 anos atrás. No solo adjacente, a área foi desmatada e
utilizada durante pouco tempo no sistema de roças, sendo abandonada há mais de 20 anos
atrás.
Utilizou
-se o delineamento experimental blocos
inteirament
e ao acaso, com
cinco
repetições
(locais)
e
três
tratamentos: Terra Preta
do Índio
(TP
I
),
solo de transição
(
ST)
e solo
adjacente (SA)
; c
ada parcela tem uma área de 1600 m
2
; n
o total foram 15
parcelas (pontos de
amostragem. Estas áreas de floresta secundária foram escolhidas por terem aproximadamente
a mesma idade de abandono (20 a 30 anos) e serem de acesso
relativamente fácil
.
Os solos de
TPI e ST foram identificados pelo horizonte antrópico de coloração escura, presença de
restos de cerámicas índígenas
e análises químicas de fósforo e carbono orgânico do solo.
Amostragem de liteira
e solo
As coletas
para estimar
a produção de liteira
fina
foram realizadas quinzenalmente, no
período de janeiro de 2006 a janeiro de 2007. Foram
instalados
12 coletores fixos de 50 x 50
cm, com armação de tubos PVC e malha de nylon de 1 mm, distribuídos de forma aleatória
em cada
parcela
. As amostras coletadas foram secas ao ar e então, separadas nos
seus
principais
componentes
:
folhas, material lenhoso com diâmetro <2 cm, ma
terial reprodutivo e
fragmentos finos. As coletas da camada de liteira depositada na superfície do solo foram
realizadas a cada 3 meses, iniciando em janeiro de 2006 e finalizando em outubro de 2006.
Foi utilizado um quadro de madeira de 20 x 20 cm, coletando aleatoriamente quatro
amostras
, compostas com 5 sub-amostras de liteira. As amostras coletadas foram secas ao ar
e depois separadas em folhas inteiras (L), folhas quebradas ou fermentadas (F) e material
lenhoso. Ambas, as frações das amostras provenientes da camada da liteira e do coletor
suspenso
, foram secas em estufa a 65
o
C por 72 horas e depois pesadas. Posteriormente foram
43
moídas utilizando um moinho tipo Wiley, passadas na peneira de 1 mm (20 mesh) e
guardadas em frascos plásticos para posteriore
s análises químicas de C, N e lignina.
As coletas de solo foram realizadas em campanhas intensivas de 3 dias, em cada área
de estudo, nas épocas seca, chuvosa e transição, sendo iniciadas em março de 2006 e
finalizadas em novembro de 2006. Foram coletadas seis amostras compostas de solo na
profundidade de 0-10 cm para a estimativa de biomassa microbiana-C e umidade do solo.
Uma única coleta de solo foi realizada, para quantificar o estoque de carbono no solo ate 1 m
de profundidade, determinar a textura do solo e realizar o fracionamento da matéria orgânica
nas diferentes profundidades; para isto foram abertos três perfis de 100 cm de profundidade
em cada local, e fo
i
coletada
uma amostra de solo em cada perfil, nas profundidades de 0-
10,
10
-20, 20-50 e 50–100 cm. Simultaneamente, foram coletadas quatro amostras de solo em
cada perfil, nas diferentes profundidades até 1 m, usando
anéis de
aço (
Kope
cky)
para avaliar
a densidade aparente. As amostras foram secas ao ar, destorroadas e passadas em peneira de
ma
lha de 2 mm. Dados de precipitação e temperatura para a área de estudo do Encontro das
Águas
, em Manaus, foram obtidos no Instituto de M
eteorologia
–INMET em Manaus; nas
demais
áreas de estudo foi medida diariamente a água das chuvas, usando-se um pluviôme
tro
construído
com funil metálico de
20 cm de diâmetro e um frasco plástico de 1 L.
Análises físicas
A textura do solo foi determinada pelo método da pipeta (Embrapa, 1997), usando o
peróxido de hidrogênio a 30 % (H
2
O
2
) para digerir a matéria orgânica existente na amostra e
um dispersante químico pirofosfato de sódio (Na
4
P
2
O
7
) para fazer a separação da argila e o
silte
.
Após a dispersão das partículas, foram pipetados 100 ml da suspensão, colocados em
estufa
a 105
o
C durante 48 horas e
depois
pesado
s. As frações grosseiras (areia fina e grossa)
foram separadas por tamisação, secas em estufa e pesadas. O silte corresponde ao
complemento dos porcentuais para 100
%.
Para estimar a densidade aparente do solo foi utilizado o método do anel volumétric
o,
que consiste na coleta de amostras indeformadas de solo com através de um anel
de
aço
(Kopecky)
com volume interno conhecido. As amostras dentro do anel foram colocadas na
estufa a 105
0
C durante 48 horas e pesadas. Os cálculos são:
Densidade aparente
(g cm
3
)= peso da amost
ra seca / volume do anel
44
A determinação da umidade do solo foi realizada com 10 g de amostra fresca
colocada na estufa a 105
o
C durante 48 horas. Os cálculos são:
Umidade
(%)
=
(
Peso
amostra
úmid
a -
peso
amostra
sec
a
/ peso
amostra
sec
a)
x 100.
An
á
lises
bioquímicas
As análises de carbono total do solo foram realizadas no aparelho Auto-
Analisador
CHN de fase gasosa da marca
Fis
ons
, modelo NA 1500. Para a quantificação do C nas
diferentes frações da MOS, foi utilizada a metodologia de Sohi et al. (
2001
), para obter o C
das frações le
ve
(f
ração
l
eve
-livre e intra-agregada) e passiva (fração organo-
mineral)
da
matéria orgânica. A fração le
ve
foi separada por flotação em solução de iodeto de sódio, com
densidade de 1,8 g cm
3
, e succionada no sobrenadante por filtração a vácuo (Millipore), com
filtros de acetato de celulose (47 mm de diâmetro e 0,45 µm – Millipore) previamente
pesados. Depois, a fração foi seca à temperatura de 65
o
C por 72 h. A fração leve intra-
agregada foi isolada após a aplicação de ultra-som por 3 minutos na solução de NaI, a uma
intensidade de 400 Jml-1; depois foi realizado o mesmo processo descrito para a fração leve-
livre. A fração organo-mineral foi obtida a partir da amostra de solo residual, onde foi
reali
zado o fracionamento granulométrico, e separadas as frações argila, silte e areia,
seguindo a metodologia de Gavinelli et
al.
(
1995
). Os teores de carbono de todas as frações
foi quantificado por combustão via seca em analisador CHN. Para a determinação do C e N
no material vegetal, foi utilizado o aparelho Auto-Analisador de CHN de fase gasosa da
marca Fisons, modelo NA 1500.
A estimativa do C da biomassa microbiana do solo foi feita pelo método da
fumigação
-
extração
(Brookes et al., 1985
;
Vance et al., 1987), modificado
por
Witt et al.
(
2000
). Foram pipetados 60 ml de K
2
SO
4
0.5 M, e adicionados em frascos de vidro contendo
30 g de solo fresco. Nas amostras fumigadas foi adicionado 1 ml de clorofórmio livre de
etanol. As amostras foram agitadas em agitador horizontal durante 4.5 h. O sobrenadante foi
filtrado em papel de filtro de 2 µm de porosidade, livre de cinzas. O clorofórmio foi
removido das amostras por evaporação através de burbulhamento com ar durante 15 minutos
(modificado de Fierer & Schimel, 2003). A determinação da concentrção de C foi realizada
pelo método de Walkley-Black (Jackson, 1958) com aquecimento. A biomassa microbiana
foi calculada pela relação:
Biomassa
-
C (µg
g solo) =
(
C fum
-
C não fum
)
/ 0
,
26
(K
EC
calculado por
Feigl et al., 1
995)
45
Também foi utilizado um fator para corrigir a retenção da biomassa microbiana pelo
carbono preto, que é variável em todos os solos, sendo maior nas Terras Pretas do Índio. Os
fatores usados foram 0,43 para as TP
e
0,64 para os solos adjacentes (Liang
et al., 2009). Para
os solos de transição foi utilizada a média entre o fator das TPI e SA, que foi de 0,53.
Análise
química de
liteira
Para a
determinação da porcentagem de lignina na liteira foi utilizado o método TSBF
(Anderson & Ingram, 1993), ba
seado no mêtodo ADF (Acid Detergent Fibre)
, de extração de
fibra
s do material vegetal (Van Soest, 1963). O método
consiste
na destruição da celulose
com uma solução de H
2
SO
4
e cetiltrimetil brometo de amônio (CTAB). A celulose é
destruída com ácido sulfúri
co
a 72 %, e a lignina é determinada p
ela
diferença de peso
(Anderson & Ingram, 1993)
.
O carbono e o nitrogênio da liteira
foram
determina
dos,
utilizando o aparelho Auto-
Analisador de CHN de fase gasosa da marca Fisons, modelo NA 1500.
Coeficiente de Dec
omposição (k
L
)
O coeficiente de decomposição (k
L
) da liteira foi calculado pela relação entre a
produção anual de liteira
(LF)
e a média anual da camada de liteira acumulada na
superfície
do solo
(CL), expressos em
Mg ha
-1
,
a partir da
equação proposta po
r
Olson
(
1963
):
k
L
=
LF
/ CL
Os
valores de K
L
> 1 indicam uma rápida decomposição da liteira, depositada sobre
a
superfície
d
o solo.
M
ineralização de carbono no solo
Para avaliar a mineralização de carbono foi utilizada a metodologia de Jenkinson &
Powlson
(
1976
), que mede o C-
CO
2
liberado pelos microrganismos em um frasco hermético,
em um
determinado tempo de incubação,
à
temperatura de 25
o
C. Foram pesados 50 g de solo
(isento de raízes e carvão) provenientes dos primeiros 10 cm de profundidade de cada local
de estudo, e colocados em frascos de vidro com volume de 500 ml. Junto com o solo foram
colocados 10 ml de NaOH 1N em um frasco de plástico de 20 ml, e, em outro frasco, 10 ml
de água destilada. Os frascos foram hermeticamente fechados e incubados durante 180 dias.
Para conhecer a mineralização acumulativa, foram realizadas
seis
trocas de NaOH na mesma
amostra de solo, aos 15, 30, 60, 120 e 180 dias. O CO
2
capturado
em cada intervalo de tempo
46
pe
lo
NaOH foi medido por titulometria potenciométrica com HCl 0,05 N. A mineralização
do carbono pelos microrganismos foi calculada a partir da
equação
:
µg de C
-
CO
2
/ g de solo =
(
HCl gasto amostra
–
branco x 0,6 mg x 1000 µg
)/
peso solo
,
O
nde
,
1 ml de HCl
0,05 N equivale a 0,6 mg de C
-
CO
2
.
Efluxos de CO
2
do solo
As medidas de CO
2
foram iniciadas em março de 2006 e finaliza
das
em novembro de
2006, nas diferentes áreas de estudo, em campanhas intensivas de 3 dias, simultaneamente
com as coletas de solo para determinar a biomassa microbiana-C e umidade do solo. Para as
medidas foi utilizado um analisador de gás por infravermelho portátil (EGM-3, PP Systems,
U. K.), conectado a uma câmara de fluxo de CO
2
do solo (SCR
-
1, PP Systems, U. K.). Foram
realizadas
s
eis
medidas aleatórias das emissões de CO
2
por tratamento, em cada medida
foram realizadas
três
sub
-
medidas
para realizar uma média em cada ponto amostrado. A
câmara foi introduzida nos primeiros 3 cm da superfície do solo para não permitir a entrada
de ar na interface solo-atmosfera. Os dados registrados pelo aparelho (em ppm) foram
multiplicados por 6,312 para obter os resultados em µmol m
-2
s
-
1
que é a unidade mais
comumente utilizada. Foram realizadas medidas simultaneas da temperatura do solo, usando
um termômetro digital com sonda de aço inoxidável; e da temperatura do ar com um
term
ô
metro digital.
Análises estatístic
as
Analises de variância (ANOVA) “Two Way” foram realizadas para comparar os
efeitos dos tratamentos (TPI,
ST
e
SA
) sobre as variáveis (carbono
orgânico
do solo,
biomassa microbiana, respiração do solo, produção de liteira e camada de liteira) e o perí
odo
(c
huvoso, seco e seco
-
chuvoso). Para os dados que apresentaram diferenças significativas, foi
aplicado o teste de Tukey a nível de 5 % de significância. Foram realizadas análises de
componentes principais (PCA) para identificar todas as possíveis relações existentes entre as
variáveis estudadas. A partir d
a
análise
PCA
, foram realizadas regressões
múltiplas usando os
dados dos fluxos de CO
2
(variável dependente) e os valores dos eixos 1, 2 e 3 resultantes da
orden
ação do PCA (variáveis independentes), p
ara
identificar as
possíveis
variáveis que
afetam
a dinâmica da matéria orgânica.
Os dados
não foram transformados po
is
apresentaram
distribuição
considerada
normal.
47
R
esultados
Umidade e temperatura do solo
e do ar
A media anual da umidade do solo nos solos adjacentes (26 %) foi maior do que nas
TPI e ST (19%) (ANOVA, F= 7,8; p< 0,01), Também apresentou influência sazonal
(ANOVA, F= 3,52; p< 0,05), sendo maior no período chuvoso e seco-chuvoso do que no
período seco (Tabela 2).
A temperatura do solo
foi
similar nos três tipos de solos, com temperaturas médias
anuais de 25,6
o
C na TPI; 25,3
o
C no ST e 25,1
o
C no SA. Entretanto, a temperatura do solo
apresentou variação sazonal significativa (p<
0,05),
sendo a temperatura maior nas épocas
seca e seca
-
ch
uvosa do que na chuvosa (Tabela 2).
A temperatura do solo foi similar nos três tipos de solos, com temperaturas médias
anuais de
30,1
o
C na TPI;
30,5
o
C no ST e
29,5
o
C no SA. Entretanto, a temperatura do solo
apresentou variação sazonal significativa (p< 0,05), sendo a temperatura maior nas épocas
seca e seca
-
chuvosa do que na chuvosa (Tabela 2).
Tabela 2
Umidade e temperatura
dos
solos de Terra Preta do Índio, solos de transição e solos
adjacentes
em
diferentes períodos climáticos. Os valores são médias de cinco réplicas
com
seus desvios-padrão. As letras maiúsculas diferentes representam as diferenças entre os
tratamentos e as minúsculas entre
os
períodos climáticos
Tipo solo
Período
Umidade solo
Temperatura solo Temperatura do ar
(%)
(
o
C)
(
o
C)
chuvosa
22,3± 5,6 Aa
24,8± 1,1 Aa
29,1 ± 0,7 Aa
Terra preta
seca
15,0± 3,7 Ab 26,0± 1,3 Ab
31,6 ± 3,1 Ab
seca-chuvosa
19,1± 4,5 Ab 25,9± 0,9 Ab
29,7± 1,2 Aa
chuvosa
21,4± 3,3 Aa
24,0± 2,2 Aa
29,1 ± 1,0 Aa
S. transição
seca
17,7± 6,1 Ab 26,2± 0,8 Ab
32,2 ± 1,2 Ab
seca-chuvosa
18,9± 4,1 Ab 25,7± 0,8 Ab
30,3± 1,2 Aa
chuvosa
27,6± 4,7 Aa
24,2± 1,5 Aa
29,2 ± 1,5 Aa
S. adjacente
seca
23,3± 6,8 Ab 25,6± 0,7 Ab
30,1 ± 1,5 Aa
seca-chuvosa
26,2± 7,1 Ab 25,7± 0,7 Ab
29,4± 1,4 Aa
Produção e estoque de liteira
A produção de liteira das diferentes florestas secundárias foi similar nos diferentes
tipos de solo, com produção média anual de 9,2 Mg
ha
-1
a
-1
nas TPI,
8,8
Mg
ha
-1
a
-1
nos ST e
8,9
Mg
ha
-1
a
-1
nos SA; a média mensal foi de aproximadamente 0,7 Mg
ha
-1
nos três tipos de
48
solo. Entretanto, houve variação sazonal significativa (ANOVA, F= 41,1; p<0,001): a
produção foi maior no período seco, com pico de produção nos meses de julho e agosto,
quando acontecem as menores precipitações, e produção mais baixa nas épocas de transição
seca
- chuvosa e chuvosa,
períodos com maiores precipitações (
Figura
1
).
Meses
Produção de liteira (Mg ha
-1
)
0,0
0,5
1,0
1,5
Precipitação (mm)
0
100
200
300
Terra Preta
S. transição
S. adjacente
Precipitação
J F
M A M J
J
A
S
O
N
D
Fig
ura
1 Produção mensal de liteira (
Mg
ha
-1
)
e precipitação mensal (mm) nas áreas com
solos de Terra Preta do Índio, solos de transição e solos adjacentes. Os valores são médias de
cinco réplicas
(n=5)
correspondentes a cinco áreas de estudo, cada uma com 10 coletores de
liteira. As barras verticais representam os desvios-padrão; a linha horizontal indica a
precipitação mensal
Os estoques de liteira sobre o solo foram similares nos três tipos de solo (ANOVA,
F= 0,10; p=0,91). Apesar de não apresentar variação sazonal significativa (ANOVA, F= 2,76;
p= 0,07), os estoques foram mais acentuados no mês de ju
lho
(início do período seco) e
meno
r
no mês de
junho
(
final do
pe
ríodo chuvoso). A média anual do estoque de liteira foi de
3,3 Mg
ha
-1
nas TPI e nos SA, e 3,1 Mg
ha
-1
nos ST (Figura 2).
49
Estoque de liteira (Mg ha
-1
)
0
2
4
6
Terra Preta
S. transição
S. adjacente
julho
outubro
media anual
Meses
junho
Fig
ura
2
Estoques de liteira
(
Mg
ha
-1
) em diferentes meses do ano e estoque médio anual nos
solos de Terra preta do Índio, solos de transição e solos adjacentes. Os valores são médias de
cinco réplicas (n=
5)
correspondentes a cinco áreas de estudo, cada uma com 5 amostras
compostas de liteira
; as barras verticais representam os desvios
-
padrão
Os coeficientes de decomposição (k
L
) foram similares entre os tipos de solo
estudados
,
todos
apresentando valores > 1; isto indica que nestes sistemas, acontece uma
rápida decomposição da litei
r
a (Tabela 3).
Tabela 3 Valores do coeficiente de decomposição (k
L
) nas Terras Pretas do Índio, solo de
transição e adjacente. Os valores são médias de cinco réplicas (n=5) correspondentes a cinco
áreas de estudo
e seus respectivos desvios
-
padrão
Tipo de solo
Produção de liteira
Estoque de liteira
k
L
(Mg ha
-1
ano
-1
)
(Mg ha
-1
)
Terra Preta
9,2
±
1,7
3,3± 1,4
2,9
S. transição
8,8± 1,3
3,1± 1,2
3,0
S. adjacente
8,9± 0,6
3,3± 1,0
2,8
50
Entradas de carbono
pel
a liteira
As entradas d
e carbono para o solo, provenientes da liteira fina nova produzida, foram
similares entre os três tipos de solo (ANOVA, F=0,39; p= 0,68); porém, houve diferenças
entre os componentes da liteira (ANOVA, F= 496; p<0,001). O componente que mais
aportou carbono, em todos os tipos de solo, foi o formado pelas folhas, com uma proporção
média de C de 80 % do total; o menor aporte foi encontrado no material reprodutivo, com
proporção média de 7 % do total de C (Tabela 3). A entrada anual de carbono, somando
todos o
s componentes, foi de 4,4 Mg
ha
-1
a
-1
nas TPI, 4,2 Mg
ha
-1
a
-1
nos ST e 4,1 Mg
ha
-1
a
-1
nos solos adjacentes
(Tabela 4)
.
Tabela
4
Entradas de carbono através
da liteira
fina
nos diferentes componentes, em solos de
TPI, ST e SA. Os valores são as médias de cinco réplicas, seguida dos desvios-padrão. As
letras maiúsculas diferentes representam as diferenças entre os tratamentos e as minúsculas
entre os componentes
Tipo solo
Componente
Produção de liteira
Entrada de C
Proporção de C
(Mg ha
-1
ano
-1
)
(Mg ha
-1
a
-1
)
(%)
Foliar
7,1 ± 1,3 Aa
3,4± 0,5 Aa
77,2 ± 3,9 Aa
Terra Preta
Lenhoso
1,5 ± 0,3 Ab
0,7± 0,1 Ab
16,0 ± 1,7 Ab
Reprodutivo
0,6 ± 0,3 Ab
0,3± 0,1 Ab
6,7 ± 3,1 Ac
Foliar
7,1 ± 1,1 Aa
3,4± 0,5 Aa
80,6 ± 1,0 Aa
S. transição
Lenhoso
1,1 ± 0,2 Ab
0,5± 0,1 Ab
12,5 ± 1,8 Ab
Reprodutivo
0,6 ± 0,2 Ab
0,3± 0,1 Ab
7,0 ± 1,6 Ab
Foliar
6,9 ± 0,5 Aa
3,3± 0,2 Aa
82,1 ± 6,4 Aa
S. adjacente
Lenhoso
1,4 ± 0,3 Ab
0,5± 0,3 Ab
11,2 ± 6,8 Ab
Reprodutivo
0,6 ± 0,3 Ab
0,3± 0,1 Ab
6,7 ± 2,9 Ab
A qualidade da liteira foi avaliada pela análise do conteúdo de lignina e pela relação
C:N, comumente usados como indicadores da qualidade do substrato vegetal. O conteúdo de
lignina foi similar entre os três tipos de solo (Tabela 5); entretanto, apresentou diferenças
entre os componentes (ANOVA, F= 51,7; p<0,001), sendo que as folhas, apre
sentaram
menor conteúdo de lignina do que os materia
is
lenhoso e o reprodutivo (Tukey, p<0,05). A
51
relação C:N foi igual entre os três tipos de solo (Tabela 5), sendo maior no material lenhoso
do que nas folhas e no material reprodutivo (ANOVA, F= 10,4; p<0
,001).
Tabela
5 Qualidade química de componentes da liteira, em solos de TPI, ST e SA. Os
valor
es são as médias de cinco réplicas, seguida dos desvios-padrão. As letras maiúsculas
diferentes representam as diferenças entre os tratamentos e as minúsculas entre os
componentes
Tipo solo
Componente
C total
C:N
Lignina
%
(%)
Foliar
47,4± 2,4
30,0± 7,9 Aa
25,1± 1,7 Aa
Terra Preta
Lenhoso
46,8± 1,4
36,9± 13 Aa
35,7± 2,1 Ab
Reprodutivo
46,8± 1,9
25,5± 3,8 Ab 41,8± 8,6 Ab
Foliar
47,6± 2,0
27,6± 3,5 Aa 26,1± 2,0 Aa
S. transição
Lenhoso
45,7± 2,1
34,3± 9,2 Aa
38,1± 3,5 Ab
Reprodutivo
47,1± 1,4
26,2± 3,7 Ab 40,6± 4,7 Ab
Foliar
48,3± 1,6
29,7± 2,0 Aa 26,0± 3,0 Aa
S. adjacente
Lenhoso
47,2 ± 1,3
39,9± 6,1 Aa
37,9± 3,1 Ab
Reprodutivo
48,2± 2,3
26,1± 5,3 Ab
40,7± 5,3 Ab
Mineralização do carbono
A mineralização de carbono durante a incubação de 35 dias diferiu entre os tipos de
solo
(ANOVA, F=5,8; p= 0,007), sendo a mineralização no final da incubação 36 % maior
nos SA (309 µg C-
CO
2
g solo
-1
) e 30 % maior nos ST (281 µg C-
CO
2
g solo
-1
)
do
que nos
solos TPI, que tiveram valores de 197 µg C-
CO
2
g solo
-1
(Figura
3). Nos primeiros 5 dias de
incubação, observou-se uma alta mineralização de C em todos os tipos de solo, com poucas
difere
nças entre estes; depois de 17 dias a evolução do CO
2
diminuiu, porém a diferença na
mineralização dos SA e ST comparados às TPI foram marcantes, e aos 35 dias manteve-
se
uma evolução similar. Imprevistos nas análises das amostras impediram a obtenção dos
resultados da minerali
za
ção acumulativa até os 180 dias de incubação; porém, resultados
obtidos dos últimos 40 dias de incubação (dia 140 até o dia 180), mostraram que a evolução
de CO
2
, apesar de não apresentar diferença significativa entre os tipos de solos (ANOVA, F=
1,45; p= 0,27), continuou sendo maior nos SA (246
µg C
-
CO
2
g solo
-1
) e ST (237
µg C
-
CO
2
52
g solo
-1
) do que nas TPI (167
µg C
-
CO
2
g solo
-1
).
Dias de incubação
Mineralização de C (µg C-CO
2
g solo
-1
)
0
100
200
300
35
17
5
Solo adjacente
Solo de transição
Terra preta
Fi
gura
3 Mineralização acumulativa de carbono durantes 35 dias de incubação nos solos
T
erra
P
reta
,
solo de transição e
solo adjacente
. Os valores são as médias de cinco réplicas.
A
s
barras verticais representam os desvios
-
padrão
Características bioquímicas do solo
O carbono do solo foi maior nos solos TPI do que no ST e SA (ANOVA, F= 13,3;
p<0,001). O carbono da biomassa microbiana
também
foi
maior nas TPI do que nos ST e SA
(ANOVA, F= 5,44; p< 0,01) com valores médios anuais de 540
µg g
solo
-1
nas TPI; 368 µg
g
solo
-1
nos ST e 384 µg g solo
-1
nos SA, apresentando influência sazonal (ANOVA, F=11,6;
p<0,001);
com
maiores valores no período chuvo
so
do que nos períodos seco e seco-
chuvoso
(Tabela
6
).
Os efluxos de CO
2
foram similares nos três tipos de solos estudados, apresentando
valores médios anuais de 6,5
µmol m
2
s
-
1
nas TPI; 5,3 µmol m
2
s
-
1
nos ST e de 6,6 µmol m
2
s
-
1
nos SA. Entretanto, os efluxos de CO
2
mudaram sazonalmente em todas as áreas
(ANOVA,
F= 6,22; P<0,01), encontrando-
se
os maiores fluxos no período seco-chuvoso e menores no
período seco
(Tabela 6)
.
53
Tabela
6 Características bioquímicas dos solos de Terra Preta do Índio, solos de transição e
solos adjacentes nos diferentes períodos climáticos. Os valores são médias de cinco réplicas
com seus desvios-padrão. As letras maiúsculas diferentes, representam as diferenças entre os
tratamentos e as minúsculas entre
os
períodos climático
s
Tipo de solo
Período
Biomassa microbiana-C
Fluxos de CO
2
(µg g solo
-1
)
(µmol m
2
s
-1
)
chuvoso
749± 280 Aa
6,6± 1,2 Aab
Terra Preta
seco
448± 236 Ab
5,3± 1,9 Aa
seco-chuvoso
424± 118 Ab
7,5± 1,6 Ab
chuvoso
516± 160 Ba
5,7± 1,5 Aab
S. transição
seco
297± 28 Bb
4,3± 1,4 Aa
seco-chuvos
290± 79 Bb
6,0± 1,5 Ab
chuvoso
508± 191 Ba
6,6± 0,6 Aab
S. adjacente
seco
342± 64 Bb
5,7± 1,5 Aa
seco-chuvoso
301± 52 Bb
7,4± 1,3 Ab
Fatores controladores da dinâmica da M.O.S.
Os resultados das análises dos componentes principais realizada em cada tipo de solo,
foram obtidos a partir de dez variáveis e 15 amostras de solo. Os valores maiores ou iguais a
0,50 foram cons
iderados contribuidores com maior importância em cada componente (Tabela
7
).
Nas Terras Pretas do Índio, os três primeiros componentes explicaram
71
% da
variância total dos dados, sendo que o primeiro componente explicou 35 % da variabilidade,
e
se
r
elacion
ou
positivamente com a biomassa microbiana, porcentagem de argila e teor de
carbono do solo; e negativamente com a densidade do solo
,
porcentagem
de areia e teor de
lignina da liteira. O segundo componente explicou 20 % da variância dos dados e foi
relacionado positivamente com a temperatura do solo e a densidade do solo, e negativamente
com
o C do solo e a relação C:N da liteira. O terceiro componente
explicou
16 % da
variabilidade, e está relacionado positivamente com a temperatura do solo e negati
vamente
com a
densidade
do solo
e biomassa microbiana
.
54
Nos solos de transição entre as TPI e os solos adjacentes, os três primeiros
componentes explicaram 80 % da variância total dos dados, sendo que o primeiro
componente explicou 3
6
%, sendo relacionad
o positivamente com os efluxos de CO
2
,
a razão
C:N da liteira,
a
lignina da liteira e % de argila no solo, e negativamente com a densidade e a
% de areia. O segundo componente explicou 28 % da variância dos dados, relacionado
positivamente com os efluxos de CO
2
, a umidade do solo, o C da biomassa microbiana, a
lig
nina
da liteira e a % de areia, e negativamente com a temperatura do solo, a produção de
liteira
e
a % de argila
. O terceiro componente explicou 1
6
% e está relacionado positivamente
com a produção
de liteira
,
e negativamente com a biomassa microbiana e o C do solo.
Nos solos adjacentes, os três primeiros componentes explicaram
71
% da variância
total dos dados, sendo que o primeiro componente explicou
40
%, sendo relacionado
positivamente com
a
% areia e a densidade do solo, e negativamente com a umidade do solo,
a lignina da liteira e a % argila. O segundo componente explicou 17 % da variância, e está
relacionado positivamente com
os
efluxos de CO
2
e a razão C:N da liteira, e negativamente
com a produção de liteira. O terceiro componente explicou 14 % e está relacionado
positivamente com
os efluxos de CO
2
, e negativamente com
a umidade do solo
.
Tabela
7 Peso de cada variável nos diferentes componentes principais em Terra Preta, solo
de transição e solo adjacente. Valores em negrito indicam valores maiores ou iguais a 0,50,
principais contribuidores da variação dentro de cada componente
principal
Variável
PC1 PC2 PC3
PC1
PC2 PC3 PC1
PC2
PC3
Efluxos de CO
2
-0,32
-0,45
-0,47
0,69 0,53
0,13
0,27
0,85
0,59
Biomassa microb-C
0,50 0,28
-0,60
0,00 0,51
-0,69 -0,45
0,11
0,08
Umidade do solo
0,25 0,44 0,22 0,49 0,60
-0,03 -0,75 -0,03
-0,77
Temperatura do solo
0,32 0,54 0,75
-0,44
-0,57
0,34
0,07
0,12
-0,47
Produção de liteira
0,28 0,39
-0,11
-0,22
-0,61
0,57
0,15
-0,70
-0,20
C:N da liteira
-0,20
-0,77
0,02 0,89 0,32
0,01
0,25
0,64
-0,07
Lignina da liteira
-0,58
0,32
-0,07
0,75 0,64
0,49
-0,90
0,11
0,17
% argila
0,96 0,09 0,10 0,62
-0,68 -0,38 -0,96
0,02
0,33
Densidade do solo
-0,81
0,52
-0,62
-0,79
0,23
0,20
0,87
-0,24
0,08
Carbono do solo
0,56
-0,60
0,22 0,25 0,48
-0,61 -0,34 -0,31
-0,29
Var. explicada (%)
35 20 16 36 28 16 40
17
14
Terra Preta
Solo transição
Solo adjacente
55
Para cada tipo de solo foram plotados
somente
os componentes PC1 e PC2 para
facilitar a visualização das posi
ções
das variáveis no plano, e as possíveis relações entre as
variáveis em cada tipo de solo (
F
igura
4
).
Em regressões múltiplas lineares realizadas entre os fluxos de CO
2
e os valores dos
eixos dos componentes PC1, PC2 e PC3, para encontrar os possíveis fatores que influenciam
a dinâmica da matéria orgânica, estes foram relacionados com o componente principal 2,
onde
a temperatura do solo e a textura (% argila)
fo
ram
os fator
es
que mais influenci
aram
esta dinâmica em todos os tipos de solos (r
2
= 0,25; p=0,009)
.
Quando foram realizadas as
regressões
com os valores dos componentes para cada tipo de solo, observ
ou
-se que nas TPI
a dinâmica não apresentou relação significativa com algum componente principal (r
2
=
0,23;
p=
0,40)
;
porém
, no
gráfico das relações entre as variáveis definidas pelos componentes
(
Figura
4)
, observ
ou
-
se que
a temperatura do solo
pode ser um fator importante influenciando
a
dinâmica
da MOS. Os solos de transição foram relacionados com o componente principal 1
e 2
,
sendo relacionados com a temperatura do solo, a textura (% argila), a umidade do solo e
o CN da liteira (r
2
= 0,63; p=0,01). Nos solos a
djacentes,
os fluxos de CO
2
não t
iveram
relação
com nenhum componente principal (r
2
= 0,13; p = 0,66).
Porém
,
no gráfico
das
relações
entre as variáveis definidas pelos componentes principais, o C:N da liteira e a
temperatura
do solo encontram-se ordenadas no mesmo eixo (PC2), influenciando de forma
menos importante os fluxos de CO
2
(Figura 4)
.
No gráfico das relações entr
e variáveis definidas pelo componente principal 1 (PC1) e
o componente principal 2 (PC2), observaram-se os principais fatores que influenciaram todos
os tipos de solos estudados, sendo importantes a temperatura do solo e a textura do solo; a
umidade do solo mostrou ser um importante fator influenciando a biomassa microbiana,
porém, estas relações não foram significativas (p > 0,05)
(figura 4)
.
56
T
erra
P
reta
Trans
ição TPI
-
SA
Fig
ura
4 Gráfico das relações entre variáveis definidas pelo componente principal 1 (PC1) e
o componente principal 2 (PC2).
Solos
A
djacentes
Todos os solos
Grafico de todos os solos
-1.0 -0.5
0.0 0.5 1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
F
A
C
T
O
R
(
2
)
TEMPERATURA
VARGILA
PCLITEIRA
CSOLO
CNLITEIRA
FLUXOSCO2
VUMIDADESO
DENSIDADE
LIGNINALITE
BIOC
PC2= 18%
PC1= 31%
Grafico de todos os solos
-1.0 -0.5
0.0 0.5 1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
F
A
C
T
O
R
(
2
)
TEMPERATURA
VARGILA
PCLITEIRA
CSOLO
CNLITEIRA
FLUXOSCO2
VUMIDADESO
DENSIDADE
LIGNINALITE
BIOC
PC2= 18%
PC1= 31%
-1.0 -0.5
0.0 0.5 1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
F
A
C
T
O
R
(
2
)
DENSIDADEG
FLUXOSCO2
LITEIRACN
TEMPERATSOL
PCLITEIRA
VARGILA
LIGNINALITE
VUMIDADESO
BIOC
CARBONODOS
PC2= 35 %
PC1= 18 %
-1.0 -0.5
0.0 0.5 1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
F
A
C
T
O
R
(
2
)
DENSIDADEG
FLUXOSCO2
LITEIRACN
TEMPERATSOL
PCLITEIRA
VARGILA
LIGNINALITE
VUMIDADESO
BIOC
CARBONODOS
PC2= 35 %
PC1= 18 %
-1.0 -0.5
0.0 0.5 1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
F
A
C
T
O
R
(
2
)
DENSIDADEG
TEMPERATSOL
PCLITEIRA
BIOC
CARBONODOS
LITEIRACN
FLUXOSCO2
VARGILA
VUMIDADESO
LIGNINALITE
PC2= 43%
PC1= 22%
-1.0 -0.5
0.0 0.5 1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
F
A
C
T
O
R
(
2
)
DENSIDADEG
TEMPERATSOL
PCLITEIRA
BIOC
CARBONODOS
LITEIRACN
FLUXOSCO2
VARGILA
VUMIDADESO
LIGNINALITE
PC2= 43%
PC1= 22%
-1.0 -
0.5 0.0
0.5
1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
FACTOR(2)
DENSIDADE
LIGNINA
FLUXOS CO
2
CN LITEIRA
TEMP SOLO
% ARGILA
C SOLO
UMIDADESOLO
BIO
-C
PC LITEIRA
PC2 = 32 %
PC1 = 20 %
-1.0 -
0.5 0.0
0.5
1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
FACTOR(2)
DENSIDADE
LIGNINA
FLUXOS CO
2
CN LITEIRA
TEMP SOLO
% ARGILA
C SOLO
UMIDADESOLO
BIO
-C
PC LITEIRA
-1.0 -
0.5 0.0
0.5
1.0
FACTOR(1)
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
FACTOR(2)
DENSIDADE
LIGNINA
FLUXOS CO
2
CN LITEIRA
TEMP SOLO
% ARGILA
C SOLO
UMIDADESOLO
BIO
-C
PC LITEIRA
PC2 = 32 %
PC1 = 20 %
57
D
iscussão
Dinâmica da matéria orgânica
Em
condições
naturais de floresta secundária, a dinâmica da matéria orgânica
foi
sensível às condições de
sazonalidade
. E
ntre
os tipos de solo,
as
TPI e
os
SA
,
apresentam
uma
dinâmica
similar, exceto em relação à biomassa microbiana e
ao
teor de carbono
orgânico do solo, que
apresentar
am valores maiores nos solos TPI. Na época chuvosa, o
aumento da umidade do solo favoreceu à proliferação e
a
atividade dos microrganismos no
solo e apresenta uma alta mineralização de C. Por outro lado, na época seca o baixo teor de
umidade limita os processos bioquímicos no solo. A respiração do solo apresenta uma
variação sazonal em ecossistemas
amazônicos
de floresta e pastagem (Luizão et al.
, 1992
);
com correlações positivas
entre os fluxos de CO
2
e a umidade do solo
(
Davi
ds
on
et al.
,
2000
;
Chambers et al., 2004); um trabalho em florestas tropicais da Peninsula da Malásia também
mostrou estas relações
(Adachi,
2006
)
.
Em condições controladas de temperatura e umidade no laboratório, os fluxos de CO
2
do solo sem adição de material orgânico, são menores nas TPI do que
nos
ST e SA. Isto é
atribuído possivelmente à composição quimicamente recalcitrante do carvão contido nas
T
erras
Pretas que é de difícil degradação. Nestes solos, a quantidade de carvão é de
aproximadamente 35 %, enquanto que solos adjacent
es
geralmente apresentam 14% (Glaser,
2002). Desta forma, a baixa mineralização de carbono, observada em solos
de
TPI,
é
atribu
í
da
à alta estabilidade do carbono orgânico (Glaser, 1999, 2000)
.
Em similares
condições,
Liang
et al. (
2008
)
,
encontr
aram
lenta mineralização do C em solos ricos em
carbono preto (carvão) com adição de liteira, concluindo que essa fração de C total afeta a
ciclagem do carbono orgânico do solo e o carbono
labelo
, tornando a ciclagem mais lenta.
Por outro lado, Hamer et al. (
2004
) mo
str
aram
que o carbono preto em solos pode promover
o crescimento dos microrganismos e a decomposição do carbono l
ábil.
Wardle
et al., (
2008
)
relataram
perdas de húmus em função da presença de carvão no solo sob floresta boreal
.
No
entanto,
preci
sa-
se
contabilizar também as perdas de massa do carvão (
Lehmann
& Sohi,
2008
)
.
Além disso, e
m
experimentos de incubação, não foram encontradas
evid
ê
ncias
de
que
o material vegetal queimado seja significativamente utilizado pela população microbiana
(
Shindo
,
1991
),
Ne
ste estudo, foram encontradas duas situações diferentes: em condições controladas,
sem adição de liteira, a mineralização de carbono nas TPI é lenta comparada aos solos
adjacentes; e em condições naturais,
a respiração do solo é similar
à d
os solos adjacen
tes. Isto
58
possivelmente
e deve à ausência da liteira como principal fonte de C no estudo em
laboratório. Nessas
condições
, os microrganismos
provavelmente
obt
iveram
energia através
da degradação do carbono já estabilizado, com alto conteúdo de carvão e de
lenta
mineralização.
No
ambiente natural, os microrganismos prefer
iriam
a matéria orgânica lábil
(liteira), de fácil decomposição, para a obtenção de energia. Mesmo em solos de Terra Preta
ricos em carvão, este não está impedindo a mineralização da matéria orgânica
recente
(liteira)
, o
que é fundamentado pelas constantes de decomposição (
k
L
) similares tanto nas TPI
como nos SA. Isto pode indicar que o carvão contido nas TPI sob cobertura
floresta
l
,
influencia unicamente a mineralização do carbono estabilizado, que se encontra estocado há
centenas ou milhares de anos no solo. Porém, não houve evidências de que a presença de
carbono estabilizado nas TPI afete o carbono novo que está entrando no sistema, através da
liteira das plantas. Outros estudos recentes realizados por Ribeiro, (2006) nas mesmas àreas
de estudo, mostraram constantes de decomposição (K
L
) sendo maiores nas TPI e ST
comparadas com os SA; sendo atribuída à melhor qualidade
nutricional
da liteira nas Terras
Pretas do Índio.
Ainda não ficou claro porquê, em experimentos realizados em condições controladas
com adição de liteira, em condições de laboratório, a mineralização de C do solo e da matéria
orgânica nova é menor nos solos ricos em carvão do que nos solos adjacentes. Isto pode estar
associa
do a outros fatores que influenciar
iam
diretamente a decomposição do carbono novo,
como a atividade da biomassa das raízes, que não foi quantificada em condições controladas
e nem em condições naturais nos solos de Terra Preta
;
neste trabalho foi medi
do
e
m
condições naturais, a respiração total do solo, e não
isolada
mente a respiração dos
microrganismos.
Algumas pesquisas realizadas em ecossistemas florestais, mostram a relação
entre a rizosfera e a atividade
microbiana
, sendo
também
afetada por fatores climáticos e
químicos
(Zech, 1997), especialmente a umidade e o carbono do solo (
Adachi
,
2006
).
Steiner
(
2007
) encontrou que a adubação com carvão aumenta o estoque de nutrientes nas raízes,
reduz a lixiviação de nutrientes e melhora a produção de biomassa.
Outros possíveis fatores que não foram quantificados são a dinâmica do carbono
orgânico dissolvido proveniente da matéria orgânica lábil influindo sobre a grande população
de microrganismos e sua atividade nas TPI. Van Hees et al.
(
2005
)
encontr
aram
relaç
ão entre
o carbono orgânico dissolvido e
a
atividade microbiana, que pode contribuir para o fluxo
total de CO
2
do solo. Também é importante avaliar a contribuição da macrofauna na
decomposição da liteira nestes solos, por estar associada aos processos de decomposição e
ciclagem de C e nutrientes no solo (
Tapia
-
Coral
,
2004
). Fatores como atividade da rizosfera,
59
macrofauna do solo e carbono orgânico dissolvido podem estar contribuindo para a
diferenciação dos resultados, quando comparamos os ambientes naturais e os experimentos
controlados em laboratório; portanto, são necessários mais estudos, incluindo estes
parâmetros
, para entender melhor a dinâmica da matéria orgânica do solo nestes sistemas.
A população microbiana foi maior nas TPI do que nos ST e adjacentes, porém a
mineralização do C
foi
similar, o que indica que nas terras pretas existe uma grande
população microbiana; porém, esta seria menos ativa do que nos solos adjacentes. O carbono
preto das TPI pode
favorece
r o crescimento da biomassa microbiana, pela grande quantidade
de C estável estocado nestes solos; os microrganismos utilizari
am
a superfície porosa do
carvão como refú
gio
(Liang et al.,
2008
; O´Neill, 2006). Porém, faltam estudos direcionados
aos efeitos dos solos ricos em carbono preto
sobre
o desenvolvimento da biomassa
microbiana e como estes solos influenciam a atividade dos microrganismos.
Fatores controlando a dinâmica da MOS
Os fatores que influenciaram a dinâmica da matéria orgânica nos três tipos de solos
foram principalmente a sa
zonalidade
, a temperatura do solo e a textura do solo (% argila)
.
Quando a temperatura do solo foi maior, o efluxo de CO
2
foi menor; esta relação de deve
possivelmente
ao aumento da umidade no período chuvoso nas regiões tropicais,
que
coincidem com as te
mperatura
s baixas nesta região, apesar desta
apresentar
pouca
varia
ção
ao longo do ano
.
Porém
neste trabalho não
foi encontrado
um
efeito significativo da umidade
do solo nos fluxos de CO
2
,
embora
a
umidade do solo
tenha
aument
ado
quando a
te
mperatura
do a
r
foi menor; p
ortanto
os fluxos de CO
2
foram
influenciados pela temperatura do solo e,
conseqüentemente
,
pela
umidade do solo. Em florestas tropicais do leste da Amazônia
respiração do solo foi afetada pela sazonalidade e a umidade do solo; enquanto que
a
temperatura do solo teve pouca influencia sobre a emissão de CO
2
do solo, por esta ser
relativamente constante na região (Davidson, 2000). Steenwerth (
2008
) encontrou que as
mudanças na biomassa microbiana e fluxos de CO
2
são fortemente dependentes da umid
ade
do solo, enquanto que Zech (
1997
) relatou que a decomposição da liteira é mediada por
processos microbiológicos e controlada pela temperatura, umidade, pH e disponibilidade de
nutrientes.
Sendo desta forma, a ciclagem e
a
estabilidade da matéria orgânica depende
ntes
de parâmetros biológicos e ambientais
(
Gleixne
, 2001
).
Por tipo de solo, nas TPI
a
dinâmica da matéria orgânica foi influenciada pela
temperatura do solo,
porém
foi
não significativa. Houve relação inversamente proporcional
60
entre a
temperatu
ra do solo e a umidade do solo, sendo estes i
mportante
s
parâmetros
para
a
atividade dos microrganismos. No entanto, a presen
ça
do carbono preto nas TPI pode ser o
fator
mais importante
para
o desenvolvimento da população microbiana,
embora
os
mecanismos
en
volvidos sejam ainda
pouco
conhecidos. Nos ST, a temperatura, a umidade e a
textura
do solo (% argila) influencia
ram
nos fluxos de CO
2
.
Ne
stes solos, por serem mais
arenosos, a textura influenci
ou
fortemente os fluxos de CO
2
, já que a matéria orgânica é
menos protegida fisicamente e as perdas de C através da mineralização são maiores; a menor
quantidade de carbono preto neste sistema, comparado às TPI
,
possivelmente
diminuiu
a
eficiência
na fixação
e
esto
cagem
de carbono no solo. Nos SA, a temperatura do s
olo
influenci
ou os fluxos de CO
2
, porém não de forma significativa.
Ne
stes solos, comuns e
m
ambientes tropicais, a população microbiana é ativa e eficiente, dadas as condições climáticas
e químicas favoráveis, tornando rápida a dinâmica do C
.
Em todos os tipos de solo, houve uma
influ
ê
ncia
indireta
da
produção de liteira
sobre
os fluxos de CO
2
:
quando a
produção
de liteira aument
ou
, os fluxos de CO
2
diminu
íram
.
Esta
influ
ê
ncia
pode ser explicada pelo aumento do fluxo de CO
2
no período chuvoso, quando
geral
mente
existe forte diminuição da produção de liteira. Portanto, exist
iria
um efeito do
período climático e não da produção de liteira nestes ambientes (Jordan & Herreira, 1981)
.
Por outro lado,
o aumento da produção de liteira em florestas tropicais
está
associado
à época
seca, quando o processo de decomposição é lento (Luizão &
Schubart
, 1987
), resultando em
maior acúmulo de liteira neste período (Luizão, 1995; Tapia-Coral et al., 2005). Estudos em
florestas sobre solos de TPI e SA, encontraram efeito da sazonalidade sobre a produção de
liteira (Ribeiro, 2006).
Neste estudo, ainda não ficou claro qual o fator chave que contribui na dinâmica do C
nos solos de TPI; portanto são ainda necessárias outras pesquisas para conhecer os efeitos do
carbono preto, como o fator que poderia ser o mais importante controlador dos mecanismos
de fixação de C nas terras pretas, minimizando as perdas de CO
2
para a atmosfera; e como o
carbono preto afeta o crescimento dos microrganismos e a atividade microbiana. Também
precisa
m ser determinados a influência da atividade radicular, a microfauna do solo e o
carbono orgânico dissolvido na dinâmica da matéria orgânica, comparando condições
naturais e controladas.
I
mplicações
para a sustentabilidade ambiental
Os altos estoques de carbono encontrados nas TPI em comparação com os solos
adjacentes e o alto potencial de retenção do carbono
existentes
nestes solos,
mos
trados neste
61
estudo
indicam a grande importância que as TPI e a eventual Terra Preta nova produzida,
podem ter na mitigação das emissões de C dos solos da Amazônia.
As
menores perdas de
CO
2
para a atmosfera por unidade de C
no
solo das TPI, comparado aos solos adjacentes;
mesmo quando os fluxos de CO
2
foram similares em todos os sistemas, a mineralização do
carbono foi me
nor
.
Estes resultados sugerem que as TPI podem ter um papel importante na
mitigação do efeito estufa.
O conhecimento mais aprofundado dos processos que envolvem a formação das
Terras Pretas
é
essencia
l para o desenvolvimento de tecnologias
para reproduzir
novas Terras
Pretas
, que promovam o armazenamento do carbono
atmosf
é
rico
no solo e melhorem a
produtividade dos solos,
geralmente
pobres nas regiões tropicais, contribuindo para a
recuperação de áreas degradadas e a diminuição de novos desmatamentos, assim como a
redu
ção
dos custos de produção
dos
agricultores, pela diminuição do uso de adubos
químicos, especialmente os nitrogenados que também contribuem para o aumento do efeito
estufa,
através das
emissões de óxido nitroso
.
C
onclusões
Em sistemas de floresta tropical, a dinâmica da matéria orgânica é sensível às
condições de sazonalidade, apresentando rápida mineralização na época chuvosa e lenta na
época seca.
Nas
Terras Pretas do
Índio
, solos de transição e solos adjacentes, a ciclagem do C
é similar, exceto na biomassa microbiana e o teor de carbono orgânico do solo, que foram
maiores nos solos TPI. Em condições controladas de temperatura e umidade, a dinâmica é
mais lenta nas TPI, indicando que existem outros fatores que estão influenciando os
process
os de decomposição da matéria orgânica, na mesma rapidez que os solos adjacentes.
Os principais fatores que influencia
ram
a dinâmica da matéria orgânica nas T
erras
Pretas do Índio
,
solos de transição e solos adjacentes são a sazonalidade, a temperatura do
solo
e a textura do solo
; sendo e
st
a influ
ê
ncia menor nos solos de TPI e SA e maior nos ST.
Não houve evidências de que a decomposição do carbono lábil em solos de Terra
Preta do Índio sob florestas secundárias
,
tenha sido
menor do que em solos adjacentes;
e nem
que o carbono lábil estimule as perdas do carbono estável estocado no solo. No entanto, a
presença de carvão possivelmente estimula o crescimento da população microbiana,
tornando
-
se est
a
uma importante estocadora de carbono lábil nestes sistemas.
O alto potencial de retenção do carbono
encontrados
nos solos de TPI, onde
são
menores
as
perdas de CO
2
para a atmosfera por unidade de C,
tem
importantes implicações
na redução do efeito estufa e das mudanças climáticas
.
62
R
eferências
Adachi M, Bekku YS, Rashidah W, Okuda T
,
Koizumi H (
2006
) Differences in soil
respiration between different tropical ecosystems. Aplied Soil Ecology 34:258
–
65
Anderson JM, Ingram JSI (
1993
) Tropical Soil Biology and Fertility: a Handbook of
Methods. CAB International, Wall
ingford 221 pp
Bernoux MD, Arrouays M, Cerri CC, Graça A,
Volkoff
B, Triech J (
1998
) Estimation des
stocks de carbone des sols du Rondonia (Amazonie brésilienne). Études et Gestion des
S
ols 5:31
–
42
Cerri CC, Bernoux
DM
, Arrouays M, Fei
gl
BJ, Piccolo MC (
1999
) Carbon stocks in soils of
the Brazilian Amazon. In: R. Lal et al. (Ed) Global Climate Change and Tropical
Ecos
ystems. Advances in Soil Science 33
-
50 pp
Chambers JQ, Tribuzy ES, Toledo LC, Crispim BF, Higuchi N, Santos J, Araújo AC, Kuijt
B, Nobre AD, Trumbore S (
2004
) Respiration from a tropical forest ecosystem:
Partitionning of source and low carbon use efficiency. Ecological Application 14 (4):72 –
78
Cunha TJF (2005) Ácidos húmicos de solos escuros da Amazônia (Terra preta de índio).
Seropédica, 122 f. Tese (Doutorado em Agronomia – Ciência do Solo) - Instituto de
Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.
Davidson EA, Verchot LV, Cattânio JH, Ackerman IL, Carvalho JE (
2000
) Effects of soil
water content on soil respiration in forest and cattle pastures of eastern Amazonia.
Biogeochemistry 48:53
–
69
Denevan WM (
1996
) A bluff bodel of riverine settlement in prehistoric Amazônia. Annals of
the Association of American Geographers 86:
654
-
681
Embrapa
Centro Nacional de Pesquisa de Solos (
1997
) Manual de métodos de análise de
solo.
Embrapa,
2
a
ed.
Rio de janeiro RJ 246 p
Feigl BJ, Sparling GP, Ross DJ, Cerri CC (1995) Soil Microbial biomass in amazonian soils:
evaluation of methods and estimates of pool sizes. Soil Biology and Biochemistry 27:
1
467
-
1472
Galvinelli E, Feller C, Larré-L
arrouy
MC
, Bacye B, Djegui N (
1995
) A routine method to
study soil organic matter by particle-size fractionation: examples for tropical soils.
Communication Soil Science Plant Analysis 26
:
1749
–
1760
63
Glaser B (
1999
) Eigenschaften und Stabilität des Humuskörpers der “Indianerschwarzerden”
Amazoniens. Bayreuther Bodenkundliche Berichte 68, University of Bayreuth, Germany,
196 pp
Glaser B
,
Balashov E
,
Haumaier L
,
Guggenberger G
,
Zech W
(
2000
)
Black carbon in density
fracti
ons of anthropogenic soils of the Brazilian Amazon region.
Organic Geochemistry 31:
669
-
678
Glaser B, Haumaier L, Guggenberger G, Zech W (
2001
) The Terra Preta phenomenon - a
model for sustainable agriculture in the humid tropics. Naturwissenschaften 88:37
–
41
Glaser B, Lehmann J, Zech W (
2002
) Ameliorating physical and chemical properties of
highly weathered soils in tropics with charcoal – a review. Biology and fertility Soils 35:
219
–
230
Glaser B, Guggenberger G, Zech W, Ruivo ML (
2003
) Soil organic matter stability in
amazonian dark earths In: Lehmann J, Kern DC, Glaser B
,
Woods WI (eds.)
,
141
-
158
pp.
Amazonian Dark Earths: Origin, Properties, Management. Kluwer Academic Publishers,
The Netherlands
.
Gleixner G, Czimzick CJ, Kramer C, Luhker B, Schmidt MW (
2001
) Plant compounds and
their turnover and stabilization as soil organic matter In: Schulze ED, Harrison SP,
Heimann M, Holland EA, Lloyd J, Prentice IC, Schimel D (eds),
201
-
205
pp.
Global
B
iochemical
C
ycles in the
C
lima
te
S
ystem
. Academic press, San
Diego, USA
.
Hamer U, Marschener B, Brodowski S, Amelung W (
2004
) Interactive priming of black
carbon and glucose mineralization. Organic Geochemistry 35:823
–
830
Jordan CF, Herreira R (
1981
) Tropical rain forests: are nutrient really critical. The American
Naturalist 117(2):167
–
180
Kern DC
,
Kämpf N
(
1989
)
Antigos Assentamentos indígenas na formação de solos com terra
preta
arqueológica
na região de Oriximina, Pará. Revista Brasileira de Ciência de Solo
13:219
-
225
.
Krull E, Baldock J, Skjemstad J (
2001
) Soil texture effects on decomposition and soil carbon
storage
In: Kirschbaum M, Mueller R (eds) pp 103-
110.
Ne
t Ecosystem Exchange,
Canberra: Cooperative Research Centre for Greenhouse Accounting.
Lehmann J, Kern DC, Glaser B, Woods WI (
2003
) Amazonian Dark Earths: Origin,
Properties, Management. Kluwer Academic Publishers, The Netherlands
,
505 p
Lehmann J, da Silva Jr.
JP
, Steiner C, Nehls T, Zech W, Glaser B (
2003
)
Nutrient
availability and leaching in an archaeological Anthrosol and a Ferralsol of the Centr
al
Amazon basin: fertilizer, manure and charcoal amendments. Plant and Soil 249:343
-
357
64
Lehmann J, Gaunt J, Rondon M (
2006
) Bio-char sequestration in terrestrial ecosystems-
A
review. Mitigation and adaptation strategies for global change 11
:
403
–
427
Lehmann
J, Sohi S (
2008
) Comment in “Fire-derived charcoal causes loss of forest humus”.
Science 321
:
1295
Liang B, Lehmann J, Solomon D, Kinyangi J, Grossman J, O'Neill B, Skjemstad JO, Thies J,
Luizão FJ, Petersen J, Neves EG (
2006
) Black carbon increases cation exchange capacity
in soils.
Soil Sci
. Soc
.
Am
.
J
. 70
:
1719
-
1730
Liang B, Lehmann J, Solomon D, Sohi S, Thies JE, Skjemstad JO, Luizão FJ, Engelhard M,
H, Neves E, Wirick S (
2008
) Stability of biomass-derived black carbon in soils.
Geochimica et Cosmochimic
a Acta 72:6069
–
6078
Liang B, Lehmann J, Sohi S, Thies JE, O’Neill B, Trujillo L, Gaunt J, Solomon D, Grossman
J, Neves EG, Luizão FJ (
2009
)
Black carbon affects the cycling of non-black carbon in
soil
. (no prelo)
.
Lima HN
,
Schaefer CE
,
Mello JW
,
Gilkes RJ
,
Ker JC
(
2002
)
Pedogenesis and pre
-
colombian
land use of “Terra Preta Anthrosols” (“Indian black earth”) of Western Amazonia.
Geoderma 110:1
-7
Lucas Y, Luizão FJ, Chauvel A, Rouiller J, Nahon D (
1993
) The relation between biological
activity of the rain
forest and mineral composition in soils.
Science
260:521
-
523
Lugo AE,
Brown
S (
1993
) Management of tropical soils as sinks or sources of a
tmospheric
carbon. Plant and Soil 149
:
27
–
41
Luizão FL, Schubart H (
1987
)
Litter production and decomposition in a ter
ra
-firme forest of
Central Amazonia.
Experimentia 43
:
259
-
265
Luizão RCC, Bonde TA, Rosswall T (
1992
)
Seasonal variation of soil microbial biomass –
the effects of clearfelling a tropical rainforest and establishment of pasture in the central
Amazon. Soil B
iol
ogy and Biochemistry
24(8):805
–
813
Luizão FJ (
1995
) Ecological studies in contrasting forest types in central Amazonia.
PhD.
Dissertation.
288 p.
University of Stirling, Scotland, UK.
Major J, Ditommaso A, Lehmann J, Falcão N (
2005
) Weed dynamics on Amazonian Dark
Earth and adjacent soils of Brazil. Agriculture, ecosystems and Environment 11
:1-
12
Madari, B.E., Sombroek, W.G., Woods, W.I.
2004.
Research on the ant
h
ropogenic
dark earth
soils of Amazonia (Terra Preta e Terra Mulata). Could it be a solution for sustainable
agricultural development in the Amazon? In: Glaser, B., Woods, W.I. (Org). Explorations
in Amazonian Dark Earths, 1 ed.
Heidelberg. Springer
-
Verlag pp. 169
-
200.
Marris, E
(
2006
)
Putting the carbon back: Black is the new green. Nature 444
:
62
4–
626
65
Mazzarino MJ, Szott L, Jimenez M (
1993
) Dynamics of soil total C and N, microbial
biomass, and water
–
soluble C in tropical agroecosystems.
Soil Biology
and
Biochemistry
25(2):205
–
214
Moraes JL, Cerri CC, Melillo JM, Kicklighter D, Neill C, Skole DL, Steudler P (
1995
) Soil
carbon Stocks of the Brazilian Amazon basin. Soil Science Society of America
59(1):244
–
247
Moreira, A. Fertilidade, material orgânica e substâncias húmicas em solos antropogênicos da
Amazônia ocidental. Bragantia 66(2):307
-
315.
Ne
ill C, Cerri CC, Melillo BJ,
Feig
l BJ, Steudler PA, Moraes JF, Piccolo MC (
1997
) Stocks
and dynamics of soil carbon following deforestation for pasture in Rondônia In: R. Lal et
al. (Ed)
9-
28 p.
Soil
P
rocesses and the
C
arbon
C
ycle. CRC Pre
ss, Boca Raton, F
L.
O’Neill B
(
2006
) Microbial communities in Amazonian Dark Earth soils analyzed by culture-
based and molecular approaches. MSc
.
Thesis,
Cornell University, Ithaca, NY
Parton WJ
,
Schimel DS
,
Cole CV
, Ojima DS
(
1987
)
Analysis of factors controlling soil
or
ganic matter levels in Great Plains grasslands. Soil Science Society of America Journal
51:1173
-
1179
Paul S, Flessa H, Veldkamp E, López-Ulloa M (
2008
) Stabilization of recent soil carbon in
the humid tropics following land use changes: evidence from aggragate fractionation and
stable isotope analyses. Biogeochemistry 87:247–
263
Petersen JB, Neves E, Heckenberger, MJ (2001) Gift from the past: Terra Preta and
prehistoric amerindian occupation in Amazonia. In: Mcewan C, Barreto C, Neves EG,
(eds.)
.
Unkown Am
azon. Th
e British Museum Press, London
pp. 86
-
105
Post WM, Emanuel WR, Zinke PJ, Stangenberger AG (1982) Soil carbon pools and world
life zones.
Nature 298:156
–
159
Ribeiro G (2006) Produção e teor de nutrientes da liteira fina de capoeiras em Terra Preta
Índio e solos adjacentes. Dissertação de mestrado, INPA,
pp. 98
Shang C, Tiessen H (
1997
) Organic matter lability in a tropical oxisol: Evidence from
shifting cultivation, chemical oxidation, particle size, density and magnetic fractionations.
Soil
S
cience
162:795
–
807
Schlesinger WH
(
1999
)
Carbon sequestration in soils. Science 284: 2095
Schmidt MWI, Skjemstad JO, Gehrt E, Kögel-Knabner I (
1999
) Charred organic carbon in
German chernozemic soils.
European Journal of Soil Science 50:
351
-
365
Schmidt M, Noack A (
2000
) Black carbon in soils and sediments: Analysis, distribution,
implications, and current challe
nges.
Global Biochemical Cycles
14(3):777
-
793
66
Schmidt MWI, Skjemstad JO, Jager C (
2002
) Carbon isotope geochemistry and
nanomorphology of soil black carbon: Black chernozemic soils in central Europe
originate from ancient biomass burning.
Global Biogeochemical Cycles 16
:
1123
Schubart H.; Franken W.; Luizão F. J. 1984. Uma floresta sobre solos pobres. Ciência hoje
,
2(10): 26
-
33 p.
Skjemstad JO, Clarke P, Taylor JA, Oades JM, McClure SG (
1996
) The chemistry and
nature of protected carbon in soil. Australian Journal Soil Research 34:251
–
271
Skole D, Tucker C (
1993
) Tropical deforestation and habitat fragmentation in the Amazon:
satellite data from 1978. Scien
ce 260:1905
–
1910
S
ilveira
MI, KERN DC, OLIVEIRA ER, FRAZÃO,
FJL
(2007) Seriam as Terras Pretas
Arqueológicas grandes áreas contínuas? O caso dos sítios Bitoca 1 e Bitoca 2 na região
de Carajás-PA In: Anais do XI Congresso da Sociedade Brasileira de Estudos do
Quaternário
-
ABEQUA
.
Museu Goeldi
, B
elém
,
P
A, Brasil
Six, J., Elliot, E.T, Paustian, K., Doram, J.W. 1998. Aggregation and soil organic matter
accumulation in cultivated and native grassland soils.
Soil. Sci. Soc. Am. J. 62:1367
-
1377.
Sohi SP, Mahieu N, Arah JRM, Powlson DS, Madari B, Gaunt JL (2001) A Procedure for
isolating s
oil
o
rganic
m
atter
f
racti
ons
suitable
for
m
odeling.
Soil Sci
.
Soc
.
Am
. J
. 65
:
1121
-
1128
Sombroek W (
1966
) Amazon Soils – a reconnaissance of soils of the Brazilian Amazon
region.
Centre for Agricultural Publications and Documentation, Wageningen,
Netherlands, 292
p
Sombroek WG, Nachtergaele FO, Hebel A (
1993
) Amounts, dynamics and sequestering of
carbon in tropical and subtropical soils. Ambio 22:417
-
426
Steenwerth K, Belina KM (2
008
) Cover crops enhance soil organic matter, carbon dynamics
and microbial function in a vineyard agroecosystem. Applied soil ecology 40:359
–
369
Steiner C, Teixeira WG, Lehmann J, Zech W (
2004
) Microbial response to charcoal
amendments of highly weathered soils and Amazonian Dark Earths in Central Amazonia
– Preliminary results. In: Glaser, B. Woods, W.I. (Eds.),
195
–212 pp. Amazonian Dark
Earths: Explorations in Time and Space, Springer, Berlin, Germany,
Steiner C, Teixeira WG, Lehmann J, Vasconcelos JL, Blum WE, Zech W (
2007
) Long term
of manure, charcoal and mineral fertilization on crop production and fertility on a highly
weathered Central Amazonian upland soil.
Plant Soil 291:275
–
290
Swift MJ
, Anderson
JM
(
1989
) Decomposition. Tropical Rain Forest Ec
ossystems.
Lieth, H.;
Werger, M.J
.A. (eds)
547
–
569 p.
Elsevier, Amsterdam
67
Tapia
-
Coral
SC (
2004
) Macrovertebrados do solo e estoques de carbono e nutrientes em
diferentes tipos de vegetação de Terra firme na
Amazônia
peruana. Tese de doutorado.
Instituto N
acional de Pesquisas da Amazonia
–
INPA
138 pp
Tapia
-Coral S, Luiz
ão
FJ, Wendelli E, Fernandez EC (
2005
) Carbon and nutrient stocks in
the litter layer of agroforestry systems in central Amazonia, Brazil. Agroforestry Systems
65:33
-
42
Thies JE, Suzuki K (2
003
) Amazonian Dark Earths: biological measurements. In: Lehmann
J, Kern DC, Glaser B, Woods WI (eds.) Amazonian Dark Earths: Origin, Properties,
Management. Kluwer Acade
mic Publishers, The Netherlands
287
-
332
pp
Tiessen H, Cuevas E, Chacon P (
1994
) The role of soil organic matter in sustaining soil
fertility.
Nature 371:783
–
785
Trumbore SE, Davidson EA, Camargo PB, Nepstad DC, Martinelli LA (
1995
) Below ground
cycling of carbon in forests and pastures of eastern Amazonia. Global Biochemical Cycles
9:515
–
528
Vance ED, Brookes PC, Jekinson DJ (
1987
) An extration method for measuring soil
microbial biomass C.
Soil Biology
and
Biochemistry
19(6):703
-
707
Van Hees PAW, Jones DL
,
Findlay R
, Godbold
DL, Lundstrom US
(
2005
)
The carbon we do
not see—the impact of low molecular weight compounds on carbon dynamics and
respiration in forest soils: a review. Soil Biol. Biochem. 37
:1–
13
Wardle DA, Nilsson M-C, Zackrisson O (
2008
) Fire-derived charcoal causes loss of forest
humus. Science 320
:
629
Whitman, W.B., Coleman, D.C. and Wiebe, W.J. 1998. Prokaryotes: The unseen majority.
Proceeding of the National Academy of Science USA 95:6578
-
6583.
Witt C, Gaunt JL, Galicia CC, Ottow JC, Neue H.
2000.
A rapid chloroform-
fumigation
extraction method for measuring soil microbial biomass carbon and nitrogen in flooded
rice soils. Biol. Fertil. Soils 30:510
-
519
Woods
WI, McCannm J
M
(
1999
) Antropogenic origin and persistence of Amazonian dark
earths. Yearbook of the Conference o
f
L
atin Americanist Geographers
25:7
–
14
Zech W, Guggenberger G, Zalba P, Peinemann N (
1997
) Soil organic matter transformation
in Argentinian Hapludo
lls, Z. Pflanzenernaehr Bodenkd
160:563
–
571
68
Considerações
finais
As Terras Pretas do Índio
apresentaram
alto estoque do carbono no solo. Porém, não
houve ev
id
ências de acúmulo de carbono recente
proveniente
da liteira fina. A maior
proporção de carbono orgânico esteve associada às fraç
ões
mais finas, silte e argila,
evidencia
ndo
a
importância
dos mecanismos de proteção física na estabilização do C nestes
solo
s.
Em sistemas de floresta tropical, a dinâmica da matéria orgânica é sensível às
condições de sazonalidade, apresentando rápida mineralização na época chuvosa e lenta na
época seca em todos os tipos de solo estudados
.
Em
condições controladas de temperatura e
umidade, a dinâmica é mais lenta nas TPI, indicando que existem outros fatores que estão
influenciando os processos de decomposição da matéria orgânica, na mesma rapidez que os
solos adjacentes.
Os principais fatores avaliados neste trabalho,
que
inf
luenciam a dinâmica da matéria
orgânica nas TPI, ST e SA são: a sazonalidade, a
temperatura
e a textura do solo, sendo
importantes para o desenvolvimento da população microbiana e
a
mineralização do
carbono
no solo
.
Não houve evidências de que a decomposição do carbono lábil em solos de Terra
Preta do Índio sob florestas secundárias
, tenha sido menor do que em solos adjacentes;
e nem
que o carbono lábil estimule as perdas do carbono estável estocado no solo. Mas, a presença
de carvão possivelmente estimula o crescimento da população microbiana, tornando-se esta
uma importante estocadora de carbono lábil nestes sistemas.
O alto potencial de retenção do carbono encontrados nos solos de TPI, onde são
menores as perdas de CO
2
para a atmosfera por unidade de C, tem importantes implicações
na redução do efeito estufa e das mudanças climáticas.
69
Apêndice
Tabela
A
1.
Precipitação mensal e anual (mm) de cada local de estudo.
Mês
Encontro Águas
Lago Grande
Rio Preto
Autaz Mirim
Rio Urubú
Janeiro
176,3 173,0 274,9
144,2
125,9
Fevereiro
346,4 254,8 273,7
141,3
273,7
Março
262,3 276,5 307,8
309,8
450
Abril
252,1 252,1 252,6
243,1
308,7
Maio
382,1 323,7 201
214,6
201
Junho
87,0
63,0 121
127,0
61,1
Julho
71,6
90,8 80,8 79,0 43,2
Agosto
16,7
14,8 40,4 63,4 28,3
Setembro
32,8
32,8 80
104,1
90
Outubro
66,0
109,7 20,9 46,9 93,4
Novembro
294,0 294,0 294
278,6
294
Dezembro
317,4 255,1 317,4
318,7
317,4
Total anual
2304,7
2140,3 2264,5 2070,8 2286,7
(mm)
70
Terra Preta do Índio
Solo de transição
Solo adjacente
Figura
A
2.
Fotos de perfis de solo nas Terras Pretas, solos de transição e
solos
adjacentes
n
os
locais de estudo, na
Amazônia central
.
71
Figura A3.
Fotos de amostras de cerâmicas encontradas n
as Terras Pretas do Índio,
Rio
Urubú
, municipio de Rio Preto da Eva, amazonas
.
72
(A)
(B)
Figura
A4
Fotos de florestas secundárias antigas utilizadas no estudo
na
área
de Autaz
Mirim
(a)
,
município
de Careiro e Encontro das
Águas (B)
, Manaus, Amazonas
73
Tabela
A5.
Composição granulométrica e densidade
do solo
nos primeiros 10 cm de
profundidade,
nos diferentes locais e tipos de
solo.
Tipo de solo
Local
argila
silte
areia
Densidade
(g cm
3
)
Encontro Aguas
60,5 15,9
23,6
1,1
Lago Grande
42,0 18,3
39,7
1,0
Terra Preta
Autaz Mirim
19,3 15,2
65,4
1,2
Rio Urubú
7,5
6,6
86,0
1,2
Rio Preto
15,5
5,0
79,5
1,2
Encontro Aguas
19,0
7,1
73,8
1,1
Lago Grande
36,0
8,4
55,6
1,0
Solo transição
Autaz Mirim
25,5 13,9
60,6
1,2
Rio Urubú
25,8
7,3
66,9
1,2
Rio Preto
40,0
8,6
51,4
1,2
Encontro Aguas
74,5 11,5
14,0
1,1
Lago Grande
28,5 10,2
61,3
1,0
Solo adjacente
Autaz Mirim
78,5 15,8
5,7 1,2
Rio Urubú
61,8 11,0
27,2
1,2
Rio Preto
30,8
9,5
59,7
1,2
---------------- % --------------
74
Tabela A6
. Propriedades químicas do solo nos diferentes locais e tipos de solo
Local
Tipo de solo
profundidade
C N
P disponível
K
(mg kg
-1
)
(cmol kg)
TPI
0-10
3,9
0,19
112,3
0,08
TPI
10.20
2,5
0,19
96,3
0,04
TPI
20-40
1,9
0,11
144,7
0,04
TPI
40-70
1,5
0,07
167,7
0,02
TPI
70-100
0,9
0,06
110,9
0,02
ST
0-10
2,2
0,16
26,0
0,09
Encontro Aguas
ST
10.20
1,1
0,10
49,5
0,03
ST
20-40
0,6
0,07
47,8
0,03
ST
40-70
0,3
0,04
46,9
0,02
ST
70-100
0,3
0,03
46,5
0,01
SA
0-10
2,5
0,19
7,1
0,06
SA
10.20
2,2
0,18
4,7
0,07
SA
20-40
1,7
0,09
2,7
0,04
SA
40-70
0,8
0,09
1,0
0,02
SA
70-100
0,6
0,05
0,7
0,01
TPI
0-10
5,1
0,36
900,6
0,14
TPI
10.20
4,7
0,29
1583,7
0,04
TPI
20-40
2,7
0,20
195,2
0,03
TPI
40-70
2,5
0,14
1121,4
0,03
TPI
70-100
1,3
0,08
492,9
0,04
ST
0-10
2,6
0,18
62,7
0,03
ST
10.20
1,5
0,12
95,4
0,02
ST
20-40
1,1
0,09
72,4
0,01
Lago Grande
ST
40-70
0,8
0,07
83,8
0,02
ST
70-100
0,7
0,07
78,6
0,03
SA
0-10
2,0
0,15
1,8
0,06
SA
10.20
1,5
0,11
1,0
0,03
SA
20-40
1,2
0,08
0,7
0,01
SA
40-70
0,8
0,06
0,9
0,21
SA
70-100
0,7
0,06
1,0
0,01
TPI
0-10
2,6
0,17
4,7
0,03
TPI
10.20
1,9
0,13
3,8
0,04
TPI
20-40
1,9
0,12
2,0
0,01
TPI
40-70
0,8
0,06
1,1
0,00
TPI
70-100
0,7
0,04
0,6
0,00
ST
0-10
2,3
0,09
3,7
0,04
ST
10.20
1,4
0,11
2,1
0,04
Rio Preto
ST
20-40
1,7
0,13
1,1
0,02
ST
40-70
0,7
0,05
0,7
0,01
ST
70-100
0,4
0,04
0,4
0,01
SA
0-10
1,6
0,12
2,3
0,03
SA
10.20
1,3
0,20
1,3
0,03
SA
20-40
0,9
0,18
0,7
0,02
SA
40-70
0,4
0,11
0,5
0,02
SA
70-100
0,3
0,08
0,4
0,01
TPI
0-10
3,0
0,13
10,9
0,07
TPI
10.20
2,2
0,11
7,5
0,04
TPI
20-40
2,3
0,12
3,1
0,02
TPI
40-70
0,9
0,08
1,1
0,01
TPI
70-100
0,5
0,05
0,7
0,00
ST
0-10
2,9
0,13
6,4
0,05
ST
10.20
1,8
0,13
4,7
0,04
ST
20-40
1,8
0,12
1,8
0,02
Autaz Mirim
ST
40-70
1,1
0,05
0,9
0,02
ST
70-100
0,4
0,04
1,0
0,01
SA
0-10
1,4
0,12
3,1
0,06
SA
10.20
2,5
0,08
1,6
0,04
SA
20-40
1,8
0,07
0,8
0,03
SA
40-70
1,1
0,04
0,4
0,01
SA
70-100
0,8
0,03
0,2
0,02
TPI
0-10
3,8
0,14
13,2
0,03
TPI
10.20
2,6
0,15
25,4
0,02
TPI
20-40
3,1
0,14
80,0
0,01
TPI
40-70
2,2
0,07
40,2
0,01
TPI
70-100
0,6
0,04
26,6
0,01
ST
0-10
3,2
0,17
6,0
0,03
ST
10.20
4,4
0,21
4,1
0,03
Rio Urubú
ST
20-40
2,4
0,13
2,1
0,01
ST
40-70
1,4
0,08
1,2
0,01
ST
70-100
0,7
0,06
0,7
0,01
SA
0-10
2,5
0,18
3,5
0,05
SA
10.20
2,4
0,16
1,8
0,02
SA
20-40
1,5
0,13
1,1
0,02
SA
40-70
0,8
0,06
0,5
0,01
SA
70-100
0,6
0,06
0,3
0,01
%
75
Tabela
A7.
Médias das variáveis medidas em cada local de estudo e tipo de solo.
Período
Tratamento
Local
Fluxos de CO
2
C microbiano
Umidade solo
Temperatura ar
Temperatura solo
Pc liteira
(µmol m
2
s
-1
)
(µg g solo
-1
)
(%)
(
o
C)
(
o
C)
Terra Preta
Encontro das Aguas 7,17
519,2
24,1 29,7 27,2 0,56
Solo transição
Encontro das Aguas 4,48
260,0
13,7 31,8 27,0 0,61
Solo adjacente
Encontro das Aguas 6,76
349,7
28,3 28,8 26,2 0,66
Terra Preta
Lago Grande
6,22
526,2
23,8 30,1 26,5 0,8
Solo transição
Lago Grande
4,43
224,8
17,3 31,2 26,3 0,7
Solo adjacente
Lago Grande
7,36
234,3
16,2 31,7 26,6 0,5
Seco-chuvoso
Terra Preta
Autaz Mirim
9,02
459,9
17,0 27,7 25,0 0,9
Solo transição
Autaz Mirim
6,82
269,7
18,9 28,3 24,9 0,8
Solo adjacente
Autaz Mirim
7,75
354,2
32,6 29,0 25,1 0,4
Terra Preta
Rio Urubú
5,67
242,1
14,7 29,5 25,1 0,4
Solo transição
Rio Urubú
7,95
268,4
19,9 30,9 25,4 0,6
Solo adjacente
Rio Urubú
5,91
304,0
32,0 27,3 24,8 0,6
Terra Preta
Rio Preto
9,25
373,3
16,0 31,5 26,1 0,4
Solo transição
Rio Preto
6,33
429,2
25,0 29,3 25,3 0,6
Solo adjacente
Rio Preto
9,36
266,2
21,7 30,0 25,7 0,6
Terra Preta
Encontro das Aguas 6,43
1218,8
26,7 28,9 25,1 0,6
Solo transição
Encontro das Aguas 4,14
766,9
19,4 29,6 25,1 0,3
Solo adjacente
Encontro das Aguas 7,02
792,9
30,8 30,9 25,3 0,5
Terra Preta
Rio Urubú
6,70
673,8
15,2 29,5 25,0 0,5
Solo transição
Rio Urubú
6,68
360,8
18,6 27,7 24,1 0,6
Solo adjacente
Rio Urubú
6,25
327,8
26,5 27,3 23,1 0,6
Chuvoso
Terra Preta
Autaz Mirim
8,06
761,4
21,1 30,1 26,1 0,4
Solo transição
Autaz Mirim
6,31
511,7
23,4 30,1 25,4 0,5
Solo adjacente
Autaz Mirim
5,92
504,6
34,0 30,2 25,4 0,3
Terra Preta
Rio Preto
7,09
595,5
19,3 28,7 23,1 0,7
Solo transição
Rio Preto
7,35
546,4
26,4 28,6 20,0 0,5
Solo adjacente
Rio Preto
6,53
576,0
24,0 28,2 22,0 0,6
Terra Preta
Lago Grande
4,85
494,6
29,2 28,5 25,2 0,9
Solo transição
Lago Grande
3,93
394,6
19,4 29,6 25,4 0,7
Solo adjacente
Lago Grande
7,39
339,3
22,7 29,3 25,2 0,6
Terra Preta
Lago Grande
3,38
543,0
17,9 35,8 27,0 1,6
Solo transição
Lago Grande
2,80
290,7
20,1 33,7 26,1 1,1
Solo adjacente
Lago Grande
4,29
259,9
24,3 31,3 24,8 1,2
Terra Preta
Autaz Mirim
6,68
382,8
9,3 31,0 23,9 0,9
Solo transição
Autaz Mirim
4,27
339,4
12,3 31,8 25,3 1,2
Solo adjacente
Autaz Mirim
4,88
435,9
25,4 30,2 25,4 1,1
Seco
Terra Preta
Encontro das Aguas 3,17
808,0
13,4 33,3 27,2 1,2
Solo transição
Encontro das Aguas 3,53
310,5
18,6 33,0 27,6 1,2
Solo adjacente
Encontro das Aguas 4,98
328,8
31,1 31,4 26,6 1,0
Terra Preta
Rio Preto
6,38
199,6
17,0 27,7 25,8 0,8
Solo transição
Rio Preto
6,49
264,4
26,2 30,9 26,1 0,9
Solo adjacente
Rio Preto
7,82
325,7
23,2 30,2 26,1 0,9
Terra Preta
Rio Urubú
7,17
307,8
17,7 30,1 26,0 0,9
Solo transição
Rio Urubú
4,48
282,1
11,3 31,5 25,8 0,9
Solo adjacente
Rio Urubú
6,76
359,8
12,3 27,7 25,1 0,9
76
Tabela A8
. Médias da qualidade da liteira e as entradas de carbono nos diferentes locais e tipos de solo
Local
Tratamento
Componente
Carbono
C:N
Lignina
Produção anual
Entrada de C
(%)
(%)
Terra Preta
folha
47,5 19,6
25,4
6,3 3,0
Terra Preta
lenhoso
44,5 31,6
35,4
1,5 0,7
Terra Preta
reprodutivo
45,5 23,7
34,1
0,5 0,2
Solo transição
folha
45,9 23,3
23,3
6,2 2,8
Encontro Aguas
Solo transição
lenhoso
44,6 21,5
33,5
0,9 0,4
Solo transição
reprodutivo
44,6 32,1
38,3
0,5 0,2
Solo adjacente
folha
47,5 30,4
28,2
7,4 3,5
Solo adjacente
lenhoso
46,5 35,5
35,8
1,7 0,8
Solo adjacente
reprodutivo
48,1 20,7
41,5
0,3 0,2
Terra Preta
folha
45,5 41,7
23,6
9,5 4,3
Terra Preta
lenhoso
47,4 20,3
34,3
2,1 1,0
Terra Preta
reprodutivo
45,5 31,0
33,7
0,7 0,3
Lago Grande
Solo transição
folha
46,7 25,0
25,7
7,5 3,5
Solo transição
lenhoso
45,7 46,6
35,6
1,5 0,7
Solo transição
reprodutivo
48,4 27,0
38,6
0,4 0,2
Solo adjacente
folha
47,7 28,1
22,2
7,3 3,5
Solo adjacente
lenhoso
46,7 35,1
35,4
1,5 0,7
Solo adjacente
reprodutivo
47,9 23,3
31,5
0,5 0,2
Terra Preta
folha
47,6 30,7
24,5
6,4 3,1
Terra Preta
lenhoso
47,3 42,2
34,4
1,4 0,7
Terra Preta
reprodutivo
46,9 25,9
40,3
1,1 0,5
Solo transição
folha
47,1 28,5
28,9
8,8 4,2
Autaz Mirim
Solo transição
lenhoso
46,6 38,2
38,8
1,1 0,5
Solo transição
reprodutivo
45,2 25,8
46,9
0,9 0,4
Solo adjacente
folha
48,6 28,9
27,4
7,1 3,4
Solo adjacente
lenhoso
47,8 38,9
37,8
1,0 0,5
Solo adjacente
reprodutivo
47,8 33,4
42,4
1,0 0,5
Terra Preta
folha
48,8 28,5
27,8
6,4 3,1
Terra Preta
lenhoso
47,5 35,2
39,4
1,4 0,7
Terra Preta
reprodutivo
47,8 20,6
47,1
0,6 0,3
Solo transição
folha
49,0 29,0
26,6
6,6 3,2
Rio Urubú
Solo transição
lenhoso
43,6 32,5
41,6
1,3 0,6
Solo transição
reprodutivo
49,5 22,9
43,8
0,7 0,3
Solo adjacente
folha
49,2 28,4
28,8
6,2 3,1
Solo adjacente
lenhoso
47,2 40,3
43,1
1,7 0,8
Solo adjacente
reprodutivo
48,0 23,4
43,4
0,4 0,2
Terra Preta
folha
47,9 29,2
24,0
7,0 3,3
Terra Preta
lenhoso
47,5 55,2
35,0
1,1 0,5
Terra Preta
reprodutivo
48,4 26,2
53,8
0,3 0,1
Solo transição
folha
49,4 32,1
25,9
6,2 3,1
Rio Preto
Solo transição
lenhoso
48,1 34,4
41,0
0,9 0,5
Solo transição
reprodutivo
48,1 23,1
35,3
0,6 0,3
Solo adjacente
folha
48,3 32,9
23,5
6,5 3,1
Solo adjacente
lenhoso
47,7 50,2
37,6
1,0 0,5
Solo adjacente
reprodutivo
49,4 29,8
45,0
0,5 0,3
------------- (Mg ha
-1
) ------------
77
Tabela A9
. Valores médios do estoque de C e o fracionamento da MOS em cada local
Local
Tipo solo
Profundidade
estoque de C
FLL
FLI
Areia
Argila+silte
Recuperação
(Mg ha
-1
)
%
TPI
0-10 40,9
3,9
0,47
3,7
23,3
81
TPI
10.20
27,5
2,1
0,12
1,4
18,7
88
TPI
20-40
45,9
2,0
0,08
0,9
12,2
79
ST
0-10 59,3
2,5
0,19
1,2 8,6
56
Encontro Águas
ST
10.20
35,9
1,5
0,04
0,5 5,7
70
ST
20-40
31,3
0,6
0,01
0,2 3,8
77
SA
0-10 16,7
8,9
0,48
2,8
18,9
126
SA
10.20
19,2
8,2
0,61
1,2
17,1
126
SA
20-40
17,0
6,0
0,26
0,4
13,8
119
TPI
0-10 13,8
4,3
0,36
1,6
26,5
64
TPI
10.20
22,0
2,6
0,20
1,9
22,6
58
TPI
20-40
20,2
2,4
0,09
1,1
19,0
83
ST
0-10 36,7
3,6
0,29
1,0
10,3
58
Lago Grande
ST
10.20
30,3
2,7
0,17
0,7
10,9
95
ST
20-40
21,6
1,5
0,04
0,4 8,4
93
SA
0-10 48,6
1,3
0,07
0,4 9,5
57
SA
10.20
54,7
1,0
0,08
0,4 7,8
63
SA
20-40
67,8
0,6
0,11
0,3 6,7
65
TPI
0-10 93,7
4,4
0,53
2,0 9,3
54
TPI
10.20
48,4
3,1
0,36
1,3
10,7
69
TPI
20-40
30,9
2,4
0,19
0,9
12,2
67
ST
0-10 21,7
4,1
0,40
1,0
13,4
65
Autaz Mirim
ST
10.20
31,8
2,7
0,17
1,0
12,2
87
ST
20-40
33,8
2,4
0,30
0,9
11,2
82
SA
0-10 28,8
6,3
1,11
1,8
12,1
107
SA
10.20
27,7
5,1
0,98
1,2
20,5
112
SA
20-40
22,0
3,0
0,48
1,0
15,4
112
TPI
0-10 34,8
3,3
1,04
0,9 9,3
55
TPI
10.20
37,6
1,6
0,58
0,4 9,2
63
TPI
20-40
27,7
1,4
0,50
0,5 8,4
55
ST
0-10 37,1
8,2
0,61
0,6
12,2
92
Rio Preto
ST
10.20
30,4
1,8
0,34
0,5
12,7
108
ST
20-40
66,0
1,8
0,18
0,8 9,7
74
SA
0-10 41,8
4,3
0,17
0,6 8,8
86
SA
10.20
24,7
2,7
0,43
0,8 8,7
98
SA
20-40
39,1
1,0
0,21
0,4 6,0
87
TPI
0-10 25,4
4,5
0,44
3,6 9,0
46
TPI
10.20
51,4
2,7
0,11
1,6
11,9
62
TPI
20-40
51,5
3,1
0,30
0,9
13,1
55
ST
0-10 21,2
4,7
0,30
2,6 9,9
54
Rio Urubú
ST
10.20
13,5
4,7
0,19
1,8
17,2
54
ST
20-40
24,8
2,9
0,10
1,2
13,8
75
SA
0-10 37,8
10,8
0,57
1,2
19,1
128
SA
10.20
40,4
6,6
0,19
1,1
16,7
100
SA
20-40
27,6
4,5
0,07
0,7
12,2
114
---------------- (g C kg
-1
) ----------------
This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com.
The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only.
This page will not be added after purchasing Win2PDF.
Livros Grátis
( http://www.livrosgratis.com.br )
Milhares de Livros para Download:
Baixar livros de Administração
Baixar livros de Agronomia
Baixar livros de Arquitetura
Baixar livros de Artes
Baixar livros de Astronomia
Baixar livros de Biologia Geral
Baixar livros de Ciência da Computação
Baixar livros de Ciência da Informação
Baixar livros de Ciência Política
Baixar livros de Ciências da Saúde
Baixar livros de Comunicação
Baixar livros do Conselho Nacional de Educação - CNE
Baixar livros de Defesa civil
Baixar livros de Direito
Baixar livros de Direitos humanos
Baixar livros de Economia
Baixar livros de Economia Doméstica
Baixar livros de Educação
Baixar livros de Educação - Trânsito
Baixar livros de Educação Física
Baixar livros de Engenharia Aeroespacial
Baixar livros de Farmácia
Baixar livros de Filosofia
Baixar livros de Física
Baixar livros de Geociências
Baixar livros de Geografia
Baixar livros de História
Baixar livros de Línguas
Baixar livros de Literatura
Baixar livros de Literatura de Cordel
Baixar livros de Literatura Infantil
Baixar livros de Matemática
Baixar livros de Medicina
Baixar livros de Medicina Veterinária
Baixar livros de Meio Ambiente
Baixar livros de Meteorologia
Baixar Monografias e TCC
Baixar livros Multidisciplinar
Baixar livros de Música
Baixar livros de Psicologia
Baixar livros de Química
Baixar livros de Saúde Coletiva
Baixar livros de Serviço Social
Baixar livros de Sociologia
Baixar livros de Teologia
Baixar livros de Trabalho
Baixar livros de Turismo