Agregação e estabilidade da matéria orgânica em sistemas conservacionistas de manejo do solo

Abstract

A estabilidade de agregados é influenciada pelos sistemas de manejo do solo, com reflexo na estabilização da matéria orgânica e estoques de C e N no solo. O efeito de longo duração (30 anos) de dois sistemas de preparo [plantio direto (PD) e preparo convencional (PC)] e de três sistemas de culturas: [aveia/milho (A/M), ervilhaca/milho (V/M) e aveia+ ervilhaca/milho+ caupi (A+V/M+C)] sobre os índices de agregação, conteúdo e frações de C e N de um Argissolo Vermelho distrófico tipico, foram avaliados. Amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm e separadas em seis classes de agregados (>4,76; 4,76-2,00; 2,00-0,50; 0,50-0,250, 0,250-0,053 e <0,053 mm) por via úmida e seca, e avaliadas em relação ao teor de C e N e submetidas ao fracionamento granulométrico da matéria orgânica do solo (MOS). As concentrações de C e N no solo foram maiores no solo em PD e na camada de 0-5 cm. Os estoques de C e N foram 23 e 32% maiores respectivamente no sistema de culturas (0-20 cm) com elevado aporte de resíduos (A+V/M+C), em relação ao sistema com gramíneas (A/M). O diâmetro médio ponderado (DMP) e o índice de estabilidade dos agregados do solo [ (DMPu/DMPs) x100], foram superiores no solo em PD em relação ao solo em PC, devido ao predomínio de macroagregados (≥ 4,76-2,00 mm). Nos estoques das frações da MOS, o carbono orgânico particulado (COP) e o nitrogênio particulado (NP) foram maiores nos sistemas de culturas com leguminosas no solo em PD, em relação ao PC, enquanto que o C e o N associado aos minerais foram influenciados somente pelos sistemas de culturas. As taxas anuais de acúmulo de C na camada de 0-20 cm nos sistemas de culturas variaram de 35,3 a 67,6 kg C ha-1 ano-1, o acúmulo de N variou de 4,7 a 16,7 kg N ha-1 ano-1 sendo maiores no sistema A+V/M+C. Os estoques de C e N no solo foram influenciados em maior grau pelo sistema de culturas do que pelo sistema de preparo de solo. Esses resultados demonstram que em sistemas conservacionistas o aumento nos estoques de C e N do solo e a estabilidade dos agregados estão associados tanto com a não mobilização do solo quanto com o aporte de resíduos vegetais pelos sistemas de culturas.

The aggregate stability is influenced by soil management systems, with reflex on soil organic matter stabilization and C and N stocks. We evaluated the long term (30-yr) effect of two tillage systems [no-tillage (NT) and conventional tillage (CT) ] and three cropping systems [oat/maize (O/M), vetch/maize (V/M), and oat + vetch/maize + cowpea (O+V/M+C)] on stability of soil aggregates, C and N content in total soil organic matter (OM) and particulate and mineral-associated fractions of a sandy clay loam Typic Paleudult. Soil samples were collected at 0-5, 5-10 and 10-20 cm. Disturbed soil samples were collected for C and N analysis and OM fractionation; undisturbed soil samples were collected for soil aggregates analysis. Aggregates were separated in six classes (> 4.76; 4.76-2.00; 2.00-0.50; 0.50-0.250, 0.250- 0.053 and <0.053 mm) by dry (d) and wet (w) methods, the mean weighted diameter (MWD) of aggregates and the stability index [(MWDw/MWDd)x100] were calculated. ). The concentrations of C and N in soil were higher in NT in 0-5 cm layer. The C and N stocks were 23 and 32% higher in cropping system (0-20 cm) with a high crop residue input (O+V/M+C) than of grasses only based cropping system (O/M). The average diameter and stability index of soil aggregates were higher in NT in relation to CT, mainly due to predominance of macroaggregates (≥ 4.76 to 2.00 mm). In SOM fractions, particulate organic carbon (POC) and particulate nitrogen (NP) were higher in legume-based cropping systems in NT, related to CT, while the C and N in mineral-associated soil organic matter was affected by only cropping systems. The annual rates of C accumulation at 0-20 cm in cropping systems ranged from 35.3 to 67.6 kg ha-1 yr-1, N accumulation ranged from 4.7 to 16.7 kg ha-1 yr-1 and it was higher in the system O+V/M+C. Soil C and N stocks were influenced mainly by cropping systems than the tillage systems. Our results highlight that increase of soil C and N stocks are related both by no soil disturbance plus higher C input under conservationist soil management systems.