ABSTRACT Improvement of fallow vegetation can have a positive impact on the productivity of slash-and-mulch systems in eastern Amazonia. Phosphorus fertilization can increase biomass and nutrient stocks in the fallow phase, thereby improving nutrient cycling and crop productivity. Here, we compared biomass and nutrient stocks under three fallow management strategies: (1) natural fallow (regrowth vegetation) - NF; (2) NF vegetation improved with leguminous trees (Sclerolobium paniculatum Vogel and Inga edulis Mart.) - IF; and (3) NF vegetation improved with leguminous trees plus phosphorus fertilization - IF+P. We quantified above- and belowground biomass and N, P, K, Ca, and Mg stocks after 23 months of fallow. The IF+P increased aboveground (leaf + branch + stem + liana) biomass and N, P, Ca, and Mg stocks, compared to NF. Similarly, total (aboveground + belowground) biomass and N and P stocks were higher for IF+P than for NF. The differences in aboveground biomass between NF and improved fallow managements were attributed exclusively to the contribution of the tree species enriching fallow vegetation. Phosphorus application increased the aboveground biomass accumulation of the species for fallow improvement. Improving the fallow vegetation with P-fertilized, fast-growing, N-fixing species represents an efficient management strategy to accelerate the reestablishment of biomass and nutrient stocks in slash-and-mulch systems in Amazonia.

RESUMO A vegetação de pousio é um dos principais componentes dos sistemas agroflorestais sequenciais de derrubada e queima, praticados tradicionalmente pela agricultura familiar na Amazônia. A remoção progressiva de nutrientes do solo por essa prática implica reduções contínuas nos estoques de carbono e nutrientes causando declínio da produtividade do solo, perda da capacidade de regeneração e diminuição da diversidade de espécies da vegetação. O melhoramento de pousio com espécies leguminosas fixadoras do nitrogênio atmosférico pode contribuir para uma maior produção de biomassa e acúmulo de nutrientes em comparação com a vegetação espontânea, atendendo à demanda nutricional das culturas subsequentes, podendo ser considerada como uma tecnologia de produção sustentável. Esse trabalho avaliou o efeito da adubação fosfatada de baixa solubilidade no acúmulo de biomassa e nutrientes da parte aérea de leguminosas arbóreas utilizadas em melhoramento de vegetação de pousio. O experimento foi conduzido por 23 meses, em um sistema agroflorestal de "corte e trituração" em Marapanim, Pará. Foram utilizadas as espécies tachi-branco - Sclerolobium paniculatum Vogel e ingá - Inga edulis Mart e foram estimados biomassa, teor e estoque de nutrientes dos compartimentos folha, galho e tronco. Houve acúmulo de biomassa, estoques de P, Ca e Mg nas folhas, estoque de P nos galhos e o teor de cálcio nas folhas das leguminosas é limitado por fósforo, segundo os resultados encontrados. A espécie Inga edulis apresentou maiores teores de potássio, cálcio e magnésio nos compartimentos folha, galho e tronco, enquanto que a espécie Sclerolobium paniculatum apresentou maiores acúmulos de biomassa e estoques de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio nos compartimentos folha, galho e tronco.

ABSTRACT The fallow vegetation is the main component of sequential agroforestry systems in Amazon rain forest.The progressive removal of soil nutrient by slash/mulch agriculture involves continuing losses in carbon and nutrient stocks, leading to decline in soil productivity, low regeneration ability and decrease of species diversity of fallow vegetation. The fallow vegetation management by introducing fast growing leguminous trees has the potential to accumulate more biomass and nutrients to serve the nutrient demands of crops and its management has been considered as a sustainable technology production. This study aimed to evaluate the effect of low solubility of phosphorus fertilizer in the biomass and nutrient stocks of leguminous trees used in fallow improvement. The experiment was conducted for 23 months in a sequential agroforestry slash-and-mulch system in eastern Amazon forest. The species selected were tachi-branco - Sclerolobium paniculatum Vogel and inga - Inga edulis Mart. Biomass and nutrient stocks and nutrient concentrations of leaf, branch and trunk were estimated. Phosphorus fertilization had a positive effect on calcium concentration in the leaves and stocks of biomass and nutrient contents (phosphorus, calcium and magnesium) in the leaves of legume trees. Inga edulis showed higher levels of potassium, calcium and magnesium concentrations in leaves, while Sclerolobium paniculatuttm showed higher biomass and stocks of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium in leaf, branch and trunk.

A biomassa microbiana do solo (BMS) exerce papel importante na ciclagem de nutrientes em agroecossistemas, sendo limitada por diversos fatores como a disponibilidade de água no solo. Este trabalho teve como objetivo verificar o efeito da disponibilidade da água do solo sobre a biomassa microbiana e sua variação temporal, em um Latossolo Amarelo concrecionário em uma floresta secundária na Amazônia Oriental. Utilizaram-se o método da fumigação-extração para estimar o carbono e o nitrogênio da biomassa microbiana do solo (C-BMS e N-BMS) e uma adaptação da fumigação-incubação para determinar a respiração basal (CO2-BMS). Foram calculados o quociente metabólico (qCO2) e a relação C microbiano:C orgânico (CMIC:CORG), a partir desses resultados. A umidade do solo foi significativamente menor durante a estação seca e nas parcelas-controle. A irrigação elevou a umidade do solo em níveis próximos dos valores encontrados na época chuvosa; entretanto, não causou efeito significativo sobre a BMS. Não foi observada sazonalidade das variáveis estudadas, apenas a relação C/N microbiana sugeriu mudança na estrutura da comunidade microbiana com a troca da estação chuvosa para seca.

Soil microbial biomass (SMB) plays an important role in nutrient cycling in agroecosystems, and is limited by several factors, such as soil water availability. This study assessed the effects of soil water availability on microbial biomass and its variation over time in the Latossolo Amarelo concrecionário of a secondary forest in eastern Amazonia. The fumigation-extraction method was used to estimate the soil microbial biomass carbon and nitrogen content (SMBC and SMBN). An adaptation of the fumigation-incubation method was used to determine basal respiration (CO2-SMB). The metabolic quotient (qCO2) and ratio of microbial carbon:organic carbon (CMIC:CORG) were calculated based on those results. Soil moisture was generally significantly lower during the dry season and in the control plots. Irrigation raised soil moisture to levels close to those observed during the rainy season, but had no significant effect on SMB. The variables did not vary on a seasonal basis, except for the microbial C/N ratio that suggested the occurrence of seasonal shifts in the structure of the microbial community.

O sucesso da produção de palma de óleo (Elaeis guineensis Jacq.) em sistemas agroflorestais (SAFs) na Amazônia está condicionado ao manejo sustentável do solo, em especial dos atributos químicos e microbiológicos. Nosso objetivo foi avaliar o impacto de SAFs com palma de óleo sobre os teores de nitrogênio (N) mineral e microbiano do solo, em função da sazonalidade pluviométrica. Avaliamos diferentes formas de N do solo (N microbiano, nitrato, amônio), além da concentração de carbono (C) do solo, em SAFs com baixa e alta diversidade de espécies cultivadas, os quais foram comparados com uma floresta secundária adjacente de 13 anos de idade. Para a maioria das variáveis analisadas (N total, relação C:N, N microbiano, relação N microbiano:N total, amônio) houve diferença significativa somente entre as épocas de amostragem. A concentração média de C no solo sob o SAF com alta diversidade (15,6 mg g-1) foi maior do que na floresta (13 mg g-1). Na época chuvosa a concentração de nitrato no SAF com alta diversidade foi 5,1 mg (N) kg-1 (solo), maior do que nos demais tipos de vegetação, resultando em menor concentração média de amônio no solo sob esse SAF, cujo valor foi 9,6 mg (N) kg-1 (solo). A mineralização do N no SAF com baixa diversidade, na época seca, foi 0,1 mg (N) kg-1 (solo) dia-1, menor do que nos demais tipos de vegetação. As variáveis analisadas foram mais sensíveis à sazonalidade da precipitação pluviométrica do que à conversão de floresta secundária em SAFs com palma de óleo.

The success of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.)-based agroforestry systems (oil palm-AFS) depends on sustainable soil management, especially of soil chemical and microbiological characteristics. Our objective was to evaluate the impact of oil palm-AFS on soil mineral and microbial nitrogen (N) in contrasting rainfall seasons. We evaluated different soil nitrogen (N) forms (microbial-N, nitrate, ammonium) and soil carbon concentration in oil palm-AFS with low and high diversity of species planted, which were compared with an adjacent 13-yr-old secondary forest. Most variables (total N, C:N ratio, microbial-N, microbial-N:total N ratio, ammonium, and net nitrification rate) varied only in response to rainfall seasonality. Soil C was significantly higher in the high diversity AFS (15.6 mg g-1) than in the secondary forest (13.0 mg g-1). In the rainy season, nitrate concentration (5.1 mg N kg-1 soil) was higher in the high diversity AFS than in other vegetation types; consequently, the average soil ammonium concentration (9.6 mg N kg-1 soil) was significantly lower in the high diversity AFS. Net N mineralization in the low diversity AFS (0.1 mg N kg-1 soil day-1) in the dry season was significantly lower than in other vegetation types. The soil variables were more sensitive to the rainfall seasonality than to the conversion of secondary forest to oil palm-based agroforestry systems.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os impactos do ciclo pousio‑cultivo sobre as frações leves da matéria orgânica do solo (MOS), em sistema agroflorestal sequencial de corte e trituração, com diferentes manejos de capoeira, na Amazônia Oriental. A amostragem foi realizada nas fases de pré‑pousio, pós‑pousio e pós‑cultivo de milho. Foram determinados os estoques de matéria orgânica leve livre (MOL‑L) e matéria orgânica leve oclusa (MOL‑O), carbono orgânico total (COT), nitrogênio total (NT) e estoques de C e N na MOL‑L e na MOL‑O. Não houve efeito do manejo da capoeira nas variáveis estudadas, exceto quanto ao NT a 30-50 cm e à MOL‑O a 10-20 cm de profundidade do solo. As frações da matéria orgânica leve foram afetadas pelas fases do sistema agroflorestal sequencial de corte e trituração. Os maiores estoques de C e N foram observados na MOL‑L, nos períodos pós‑pousio e pós‑cultivo. Embora os estoques de C e N totais do solo não tenham aumentado, o aumento da MOL‑L e de seus estoques de C e N indica melhoria e manutenção da qualidade do solo no sistema de corte e trituração da biomassa acumulada em 23 meses de pousio, mesmo após período de cultivo.

The objective of this work was to evaluate the impacts of fallow to crop cycle on the light fractions of soil organic matter (SOM) in a slash‑and‑mulch agroforestry system with different fallow vegetation management, in the Eastern Amazon. Sampling was carried out in the pre‑fallow, post‑fallow, and post‑cultivation stages. Stocks of free light organic matter (F‑LOM) and occluded light organic matter (O‑LOM), total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN), and C and N stocks on F‑LOM and O‑LOM were determined. There was no effect of fallow management in the studied variables, except for TN at 30-50 cm and O‑LOM at 10-20 cm soil depth. Light organic matter fractions were affected by the phases of the agroforestry slash‑and‑mulch system. The highest C and N stocks were observed in F‑LOM in the post‑fallow and post‑cultivation periods. Although there was no increase in total C and N stocks, the increase in F‑LOM and its stocks of C and N indicates the improvement and maintenance of soil quality in the slash-and-mulch system of biomass accumulated in 23 months of fallow, even after crop phase.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e a produção de fitomassa de três variedades de milho submetidas a diferentes manejos da capoeira, em sistema de corte e trituração, em Marapanim, nordeste do Pará, no período da seca. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com 18 tratamentos e quatro repetições. As parcelas foram constituídas por três manejos da capoeira: natural, enriquecida com ingá (Inga edulis) e tachi-branco (Sclerolobium paniculatum) e enriquecida com ingá e tachi-branco com adubação fosfatada. Foram introduzidas três variedades de milho (BRS Sol da Manhã, BRS 4154 Saracura e BR 106), distribuídas em subparcelas com ou sem adubação complementar (NPK). Foram avaliadas as variáveis: altura da planta, diâmetro do caule, número de folhas, massa de matéria úmida e seca e estande. Os manejos com capoeira enriquecida e capoeira enriquecida com adubação fosfatada influenciaram positivamente a altura das plantas, o diâmetro do colmo e a produção de fitomassa; a adubação complementar potencializou o efeito dos manejos para estas variáveis.

The objective of this work was to evaluate the growth and phytomass production of three maize varieties under different fallow management in a slash and mulch system, in Marapanim, northeast of Pará state, Brazil, during the dry season. The experimental design was a randomized blocks, with 18 treatments and four replicates. The plots consisted of three fallow management: natural, enriched with inga (Inga edulis) and tachi-branco (Sclerolobium paniculatum), and enriched with inga and tachi-branco with phosphorus fertilization. Three maize varieties (BRS Sol da Manhã, BRS 4154 Saracura and BR 106) were introduced and distributed in split-plots with or without additional fertilization (NPK). The variables evaluated were plant height, stem diameter, leaf number, mass of moist and dry matter, and stand. The fallow management with enriched fallow and enriched fallow with phosphorus positively influenced plant height, stem diameter, and moist and dry mass production; the additional fertilization potentialized the effect of fallow management on these variables.