ABSTRACT Climate-smart agriculture (CSA) practices, mainly no-tillage (NT), cover cropping (CC), soil fertilization with organic amendments (OA), and crop-livestock (CL) and crop-livestock-forestry (CLF) systems, has been widely adopted in areas from Brazilian Cerrado. The CSA may partly offset former soil C losses and contribute to climate change mitigation. However, contradictory findings brought uncertainties about the effect of CSA on soil C. Here, by a systematic review of 87 papers and using 621 data pairs, we provided a pervasive biome-scale analysis of soil C stock changes associated with the adoption of CSA across Brazilian Cerrado. All CSA practices evaluated showed average positive rates of C stock change, indicating a general tendency of soil C accretion after its adoption. In areas under NT, CC and CLF, greater rates were estimated for the deeper soil profile evaluated (0.00-1.00 m) (1.24 ± 0.85, 0.54 ± 0.54 and 1.00 ± 1.47 Mg ha–1 yr–1, respectively), while OA and CL showed more soil C accretion when the assessment was limited down to 0.10 m depth (0.82 ± 0.60 and 0.59 ± 0.66 Mg ha–1 yr–1, respectively). Unfortunately, the lack of basic information precluded any attempt to statically compare our estimations. In this sense, we must be cautious in stating that soil C sequestration occurs at those rates after the adoption of CSA practices. Despite these limitations, the results clearly show that the diversification and intensification of agricultural areas in the Cerrado by the adoption of CSA is a promising pathway to increase soil C stocks, and consequently, contribute to climate change mitigation and adaptation. Finally, our findings emphasize the importance of efforts that stimulate farmers to adopt these practices on large scale, such as Brazil’s Low-Carbon Agriculture Plan, besides providing sound empirical evidence about the role of soil C sequestration in Brazil achieving its Nationally Determined Contributions commitments.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos do "biochar" de eucalipto na resposta da taxa de transpiração do arroz de terras altas 'BRSMG Curinga', como alternativa para minimizar os efeitos da seca no desenvolvimento e crescimento das plantas. Dois experimentos em vasos foram realizados, em delineamento inteiramente casualizado, em parcelas subdivididas, com seis repetições. As parcelas principais foram constituídas pela deficiência hídrica (WS) e a não deficiência hídrica (NWS), e as subparcelas pelas doses de "biochar" a 0, 6, 12 e 24% adicionadas ao substrato (areia). A quantidade de água transpirável no solo (TTSW), o fator de depleção (p) - definido como a fração de TTSW que pode ser retirada da zona radicular, antes de a deficiência hídrica limitar o crescimento -, e a taxa de transpiração normalizada (NTR) foram determinados. A adição do "biochar" aumentou a TTSW e o fator p, e reduziu a NTR. Consequentemente, a adição do "biochar" foi capaz de modificar o limiar de umidade (fator p) do substrato, até 12% de concentração máxima, e retardar o ponto em que a transpiração declina e afeta a produtividade.

The objective of this work was to evaluate the effect of eucalyptus biochar on the transpiration rate of upland rice 'BRSMG Curinga' as an alternative means to decrease the effect of water stress on plant growth and development. Two-pot experiments were carried out using a completely randomized block design, in a split-plot arrangement, with six replicates. Main plots were water stress (WS) and no-water stress (NWS), and the subplots were biochar doses at 0, 6, 12 and 24% in growing medium (sand). Total transpirable soil water (TTSW), the p factor - defined as the average fraction of TTSW which can be depleted from the root zone before water stress limits growth -, and the normalized transpiration rate (NTR) were determined. Biochar addition increased TTSW and the p factor, and reduced NTR. Consequently, biochar addition was able to change the moisture threshold (p factor) of the growing medium, up to 12% maximum concentration, delaying the point where transpiration declines and affects yield.

Propriedades de fertilidade, carbono total (Ctot) e frações químicas da matéria orgânica (fração ácidos fúlvicos - FA, fração ácidos húmicos - HA e fração humina - HUM) foram comparados entre solos antrópicos (Terra Preta de Índio) e Latossolos sem horizonte A antrópico. Os solos antrópicos apresentaram maior fertilidade (pH: 5,1-5,4; S: 8,93-10,33 cmol c kg-1 ; CEC: 17,2-17,5 cmol c kg-1 ; V: 51-59 %; P: 116-291 mg kg-1) e maiores teores de carbono total (44,6-44,7 g kg-1) que os Latossolos (pH: 4,4; S: 2,04 cmol c kg-1; CEC: 9,5 cmol c kg-1; V: 21 %, P: 5 mg kg-1, Ctot: 37,9 g kg-1). Os solos antrópicos também tiveram distribuição diferenciada de C entre as frações das substâncias húmicas (FA, HÁ e HUM), expressa pelas razões HA:FA e EA:HUM (EA = HA + FA), que foram de 2,1-3,0 e 1,06-1,08 para as Terras Pretas de Índio e de 1,2 e 0,72 para Latossolos, respectivamente. Enquanto a capacidade de troca catiônica (CTC) de Latossolos apresentou correlação com a fração FA (r = 0,97), a CTC das Terras Pretas de Índio correlacionou-se com a fração HUM (r = 0,82). Essa correlação entre a fertilidade das Terras Pretas de Índio e a fração mais estável das substâncias húmicas (HUM) tem importantes implicações no desenvolvimento de modelos sustentáveis de manejo da fertilidade de solos em ecossistemas tropicais.

Fertility properties, total C (Ctot), and chemical soil organic matter fractions (fulvic acid fraction - FA, humic acid fraction - HA, humin fraction - H) of anthropogenic dark earths (Terra Preta de Índio) of the Amazon basin were compared with those of Ferralsols with no anthropogenic A horizon. Terra Preta soils had a higher fertility (pH: 5.1-5.4; Sum of bases, SB: 8.93-10.33 cmol c kg-1 , CEC: 17.2-17.5 cmol c kg-1 , V: 51-59 %, P: 116-291 mg kg-1) and Ctot (44.6-44.7 g kg-1) than adjacent Ferralsols (pH: 4.4; SB: 2.04 cmol c kg-1, CEC: 9.5 cmol c kg-1, V: 21 %, P 5 mg kg-1, C: 37.9 g kg-1). The C distribution among humic substance fractions (FA, HA, H) in Terra Preta soils was also different, as shown by the ratios HA:FA and EA/H (EA=HA+FA) (2.1-3.0 and 1.06-1.08 for Terra Preta and 1.2 and 0.72 for Ferralsols, respectively). While the cation exchange capacity (CEC), of Ferralsols correlated with FA (r = 0.97), the CEC of Terra Preta correlated with H (r = 0.82). The correlation of the fertility of Terra Preta with the highly stable soil organic matter fraction (H) is highly significant for the development of sustainable soil fertility management models in tropical ecosystems.

O acúmulo de matéria orgânica beneficia a produtividade do solo e reduz a concentração do carbono atmosférico. Entretanto, pouco é sabido a respeito do acúmulo de C e N em solos arenosos cultivados com culturas perenes irrigadas em regiões semi-áridas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do cultivo de fruteiras irrigadas nos estoques de C e N de um Neossolo Quartzarênico em Paraipaba, CE. Foram coletadas amostras na linha e na entrelinha de pomares irrigados de banana, caju, manga, sapoti, goiaba e graviola. Em áreas adjacentes sob vegetação de Caatinga hipoxerófila e após dois anos de desmatamento foram coletadas amostras adicionais. As profundidades de amostragem foram: 0 a 0.1, 0.1 a 0.2 e 0.2 a 0.4 m. Os teores de C e N no solo foram mais altos na camada superficial (0 a 0.1 m). Não houve efeito da profundidade de amostragem sobre a densidade do solo. Os estoques de C e N na área com vegetação de Caatinga na camada de 0 a 0.4 m foram de 27,6 and 2,4 Mg ha-1, respectivamente. A retirada da vegetação natural e o cultivo das fruteiras levaram a reduções de 5 a 23% e 4 a 21% nos estoques de C e N do solo, respectivamente. As culturas do sapoti e da graviola contribuíram para o aumento dos estoques de C e N após a retirada da vegetação natural. As culturas da goiaba, graviola, manga e sapoti contribuíram para a melhoria do índice de estratificação deste solo.

Soil organic matter accumulation provides benefits to soil productivity and reduces atmospheric carbon concentration. However, little is known about the accumulation of C and N by sandy soils under perennial irrigated crops in semiarid regions. The objective of this study was to evaluate the effect of irrigated fruit orchard cultivation on the stocks of soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (N) of an Arenosol/Quartzpsament from Paraipaba-CE, Semiarid Brazil. Soil samples were taken from irrigated orchards of banana (Musa ssp.), cashew (Anacardium ocidentale), guava (Psidium guajava), bullock's heart (Annona reticulata), mango (Mangifera indica), and sapote (Manilkara zapota) in the wetted-bulb and non-irrigated area between the plant rows. Additional samples were collected from adjacent areas under secondary Caatinga forest, and under a 2-year-old deforested area. Sampling depths were: 0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.4 m. The highest contents of SOC and N were found in the surface layer. The soil bulk density did not change in depth. The stocks of SOC and total N under secondary forest at 0-0.40 m layer were 27.6 and 2.4 Mg ha-1, respectively. Caatinga Forest conversion into fruit orchard cultivation led to a decrease of 5 to 23% and 4 to 21% on SOC and N stocks, respectively. Compared to other soil uses, sapote and bullock's heart contributed for a lower decrease of SOC and N stocks after deforestation. Guava, bullock's heart, mango and sapote contributed for improving the SOC stratification index.

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

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