RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da conversão da vegetação nativa secundária (VN) em sistemas convencionais (agricultura e pastagem) no carbono orgânico total (COS) e carbono das frações da matéria orgânica particulada (MOP) e, matéria orgânica associada aos minerais (MOAM) no semiárido brasileiro. O estudo foi realizado nos municípios de Delmiro Gouveia, Inhapi e Pariconha, em Alagoas. Os solos foram coletados nas camadas de 0-0.1, 0.1-0.2 e 0.2-0.3 m. Os tratamentos analisados foram: cultivos agrícolas com 4, 15 e 30 anos e, pastagem com 10 anos. Como referência utilizou-se a Caatinga secundária. Os resultados mostram que em solos com textura mais arenosa (Neossolos Quartzarênico e Regolítico – Arenosols e Regosols, respectivamente) há reduções nos níveis de COS e carbono no compartimento associada aos minerais. O inverso pode ser observado no Argissolo (Acrisols), de textura argilosa com 30 anos de cultivo, o qual ocorreu um aumento no COS e C nas frações quantitativas da matéria orgânica do solo. Além disso, apesar da textura arenosa do Neossolo Regolítico, os níveis de MOP foram aumentados no sistema de pasto em relação à vegetação nativa, todavia não o suficiente para recuperar o conteúdo original de COS desse sistema.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the effect of the conversion of secondary native vegetation (NV) to conventional systems (agriculture and pasture) in soil organic carbon (SOC) and carbon of fractions particulate organic matter (POM) and mineral-associated organic matter (MAOM) in the Brazilian semi-arid region. The study was carried out in the municipalities of Delmiro Gouveia, Inhapi and Pariconha, in Alagoas, Brazil. Soils were collected in the layers of 0-0.1, 0.1-0.2 and 0.2-0.3 m. The treatments analyzed were: agricultural crops with 4, 15 and 30 years and pasture with 10 years. As a reference, the secondary Caatinga was used. The results show that in soils with sandy texture (Neossolos Quartzarênico and Regolítico – Arenosols and Regosols, respectively), there were reductions in SOC levels and carbon in the compartment associated with minerals. The inverse can be observed in the clay-textured Argissolo (Acrisols), with 30 years of cultivation, in which there was an increase in SOC and C in the quantitative fractions of soil organic matter. In addition, despite the sandy texture of the Neossolo Regolítico, POM levels were increased in the pasture system in comparison to native vegetation, but it was not enough to recover the original SOC content of this system.

ABSTRACT: Studies show that soil organic carbon (SOC) decreases between 3 % and 9 % in degraded grasslands in tropical regions, mainly due to the absence of techniques to enhance carbon contribution to soils. This study assessed SOC stock change factors for grassland management, specific to the semi-arid region of Brazil. These factors may contribute to a better understanding of SOC dynamics and could be used to improve inventories on GHG emissions. In addition, they could be used for updating default factors used by the Intergovernmental Panel on Climate Change. This study considers both soil sampling and a literature review, and comprises 27 paired comparisons, where the dataset was analyzed using a mixed linear model. For the grassland in the Brazilian semi-arid region, the SOC stock is reduced by between 12 % and 27 % due to inadequate management, overgrazing, and edaphoclimatic conditions of the Brazilian semiarid. However, this depends on aspects, such as land use and soil layer, which represents substantially more severe losses than in other regions of the country. We also found that losses occur during the first five years after conversion of native vegetation. The results also indicated a trend for SOC stocks to recover over time, reaching 4 % after 30 years of use as grassland, probably related to the long period without soil tillage and the role of gramineas root system.

RESUMO O reflorestamento é considerado um método eficaz para melhorar a qualidade do solo e drenar o CO2 atmosférico por meio do sequestro de carbono, tanto na vegetação quanto no solo. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da conversão do cultivo de cana-de-açúcar em plantações de eucalipto (Eucalyptus spp.) sobre a qualidade do solo e sequestro de carbono em um Latossolo na região da Mata Atlântica do estado de Alagoas, Brasil, por meio de análise multivariada. Os sistemas avaliados consistiram em quatro áreas, sendo uma cultivada com cana-de-açúcar, por aproximadamente 20 anos, tomada como área de referência do estudo; e três áreas adjacentes, cultivadas com floresta de eucalipto por 1 (E1), 3 (E3) e 6 (E6) anos, anteriormente eram cultivadas com cana-de-açúcar. Foram avaliadas as propriedades físicas (densidade do solo - DS, diâmetro médio ponderado - DMP, diâmetro médio geométrico - DMG e índice de estabilidade de agregados - IEA), químicas (carbono orgânico do solo - COS, nitrogênio total - NT, carbono lábil - CL e carbono recalcitrante - CR) e biológicas (carbono da biomassa microbiana - CBM, carbono respirado do solo - C-CO2 e quociente metabólico - qCO2) do solo. Os dados foram padronizados e submetidos à Análise de Componentes Principais. Os resultados mostram que COS, CL, NT, DMG, DMP e IEA aumentaram, enquanto DS apresentou redução nos sistemas E3 e E6. A conversão do cultivo de cana-de-açúcar com queima da palhada e colheita manual para plantações de eucaliptos foi eficiente em promover o sequestro de COS e melhorar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo.

ABSTRACT Reforestation is considered an effective method to improve soil quality and drain atmospheric CO2 by sequestering carbon, in both soil and vegetation. In this regard, the aim of this study was to evaluate the effects of converting areas cultivated with sugarcane to eucalypt plantations (Eucalyptus spp.) on soil quality and carbon sequestration in a Latossolo (Ferralsol) in the Atlantic Forest region of the Alagoas state, Brazil, through multivariate analysis. The systems under evaluation consisted of four areas: one area cultivated with sugarcane for approximately 20 years, taken as the reference area of this study, and the other three adjacent areas cultivated with eucalypt at 1 (E1), 3 (E3) and 6 (E6) years of age, previously cultivated with sugarcane. Physical (bulk density - BD, Mean weight-diameter - MWD, geometric mean diameter - GMD and aggregate stability index - ASI), chemical (soil organic carbon - SOC, total nitrogen - TN, labile carbon - LC and recalcitrant carbon - RC) and biological (Microbial biomass carbon - MBC, soil carbon respiration - C-CO2 and metabolic quotient - qCO2) properties of soil were evaluated. Data were collected, standardized and submitted to exploratory analysis with principal components. The results show that SOC, LC, TN, GMD, MWD and ASI increased, while BD showed a reduction in E3 and E6 systems. The conversion of sugarcane cultivation with burning of straw and manual harvest into eucalypt plantations was efficient at promoting SOC sequestration and improving physical, chemical and biological properties of soil.

RESUMO A conversão de áreas cultivadas com cana-de-açúcar para florestas de eucalipto pode promover melhorias nas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Neste contexto, objetivou-se com este trabalho avaliar as mudanças nos estoques e teores de carbono e nitrogênio e na estabilidade de agregados do solo em área de transição de cana-de-açúcar para eucalipto em Alagoas. O estudo foi realizado em uma propriedade rural, localizada no município de Atalaia - AL. Os sistemas avaliados consistiram de quatro áreas, sendo uma cultivada com cana-de-açúcar, por aproximadamente 20 anos, tomada como a área de referência do estudo; e três áreas adjacentes, cultivadas com floresta de eucalipto a 1, 3 e 6 anos. Foram determinadas a densidade do solo, os teores e estoques de carbono e nitrogênio e os índices de agregação do solo. A conversão do cultivo de cana-de-açúcar com preparo convencional e queima da palhada para plantações de eucalipto promoveu o aumento dos teores e estoques de carbono e nitrogênio do solo. Também reduziu a densidade do solo e aumentou a estabilidade de agregados em água. Os resultados indicam que a conversão de cana-de-açúcar em eucalipto na região da Mata Atlântica de Alagoas, pode ser uma alternativa para promover o sequestro de carbono e melhorar a qualidade do solo.

ABSTRACT The conversion of areas cultivated with sugarcane into eucalyptus forests can promote improvements in the physical, chemical and biological properties of the soil. Within this context, the aim of this study was to evaluate the changes in the stocks and levels of carbon and nitrogen and soil-aggregate stability in an area of transition from sugarcane to eucalyptus in the State of Alagoas, Brazil. The study was carried out on a rural property, located in the district of Atalaia. The systems under evaluation consisted of four areas, one cultivated with sugarcane for approximately 20 years, taken as the reference area for the study, and three adjacent areas cultivated with eucalyptus forest, at 1, 3 and 6 years of age. Bulk density, the levels and stocks of carbon and nitrogen, and the soil aggregation index were all determined. The conversion of a sugarcane plantation under conventional tillage with straw burning into eucalyptus plantations promoted an increase in the levels and stocks of carbon and nitrogen in the soil; it also reduced bulk density and increased the water stability of aggregates. The results show that the conversion of sugarcane into eucalyptus in the Atlantic Forest region of Alagoas may be an alternative for promoting carbon sequestration and improving soil quality.

Soils of a large tropical area with differentiated landscapes cannot be treated uniformly for ecological applications. We intend to develop a framework based on physiography that can be used in regional applications. The study region occupies more than 1.1 million km² and is located at the junction of the savanna region of Central Brazil and the Amazon forest. It includes a portion of the high sedimentary Central Brazil plateau and large areas of mostly peneplained crystalline shield on the border of the wide inner-Amazon low sedimentary plain. A first broad subdivision was made into landscape regions followed by a more detailed subdivision into soil regions. Mapping information was extracted from soil survey maps at scales of 1:250000-1:500000. Soil units were integrated within a homogenized legend using a set of selected attributes such as taxonomic term, the texture of the B horizon and the associated vegetation. For each region, a detailed inventory of the soil units with their area distribution was elaborated. Ten landscape regions and twenty-four soil regions were recognized and delineated. Soil cover of a region is normally characterized by a cluster composed of many soil units. Soil diversity is comparable in the landscape and the soil regions. Composition of the soil cover is quantitatively expressed in terms of area extension of the soil units. Such geographic divisions characterized by grouping soil units and their spatial estimates must be used for regional ecological applications.

Os sistemas agroflorestais têm sido amplamente promovidos como sistemas de produção agrícola sustentáveis, principalmente para regiões subdesenvolvidas, onde o uso de insumos externos é inviável. Este trabalho objetivou avaliar o impacto de quatro sistemas agroflorestais e um sistema convencional sobre os teores de N total, mineral e em diferentes frações orgânicas, após cinco anos de uso de um Luvissolo na região semi-árida cearense, em experimento instalado na Embrapa Caprinos, em Sobral (CE). Os sistemas testados foram: agrossilvipastoril (AGP); silvipastoril (SILV); tradicional cultivado em 1998 e 1999 (TR98); tradicional cultivado em 2002 (TR02); cultivo convencional (CC); e uma área de Caatinga (CA). Nas amostras de solo, avaliaram-se os teores de N total, N-NH4+, N-NO3-, N microbiano, N da matéria orgânica leve (livre e oclusa) e o N das substâncias húmicas. Os resultados indicaram que todos os tratamentos condicionaram elevados teores de N-NO3-, representando entre 10,3 e 23,5 % dos teores de N total. O sistema CC reduziu os teores de N total e das frações das substâncias húmicas em 38 e 44 %, respectivamente, na camada superficial do solo. Dentre os sistemas agroflorestais, os sistemas AGP e TR98 causaram redução significativa dos teores de N total, N da matéria orgânica leve (livre e oclusa) e N das substâncias húmicas. O tratamento SILV preservou e, em alguns casos, aumentou os teores de N do solo e, portanto, constituiu um sistema que pode ser recomendado como uma alternativa sustentável de manejo do solo para o semi-árido cearense.

The agroforestry systems have been widely promoted as one sustainable agricultural system, mainly for developing areas, where the external use of resources are not feasible. The aim of this study was to evaluate the impact of one conventional and four agroforestry systems on the contents of total soil nitrogen, mineral nitrogen and different organic nitrogen fractions after five years of experimental cultivation on a Luvisol (Alfisol). The study area was in the semi-arid zone at the National Caprine Research Center (CNPC) of Embrapa, Ceará, Brazil. The following treatments were tested: agrosilvopasture (AGP), silvopasture (SILV), traditional agroforestry in 1998 and 1999 (TR98), traditional agroforestry in 2002 (TR02), conventional cropping (CC), and seasonally dry native vegetation ("Caatinga") (CA). Total-N, N-NH4+, N-NO3-, microbial-N, light organic matter N (free and occluded) and N in the humic substances were evaluated. Results indicated high nitrate-N (NO3-) content in all treatments, accounting for 10.3 to 23.5 % of the total N. The CC treatment reduced the total N and N in humic substances by 38 and 44 %, respectively. The AGP and TR98 agroforestry treatments significantly reduced N in the light organic matter and in humic substances. On the other hand, the SILV system preserved, and in some cases, improved the concentration of the soil. This system can therefore be recommended as a sustainable alternative for soil management in the semi-arid region of Ceará state.

O Brasil é o principal exportador de castanha de caju, estando a maioria de sua produção concentrada no Nordeste (97 %). Todavia, essa produção tem sido reduzida nos últimos anos, sobretudo no Estado do Ceará, especialmente devido ao uso inadequado do solo. Objetivou-se avaliar as alterações nas propriedades físicas e químicas de um Argissolo Acinzentado e o desenvolvimento das plantas de cajueiro anão em experimento de campo com diferentes sistemas de manejo do solo. Foram testados os seguintes sistemas: gradagem + coroamento, roçagem mecânica + coroamento, roçagem manual + coroamento, cobertura vegetal + coroamento, cobertura vegetal + cobertura morta e uso de herbicida. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas, considerando-se os diferentes sistemas de manejo e as profundidades de amostragem do solo como parcelas e subparcelas, respectivamente, e três repetições. Foram avaliadas as características e, ou, propriedades físicas (granulometria, densidade do solo, densidade de partículas, resistência à penetração, condutividade hidráulica, porosidade) e químicas (cátions trocáveis, pH, matéria orgânica e fracionamento de fósforo) do solo, a produtividade da castanha de caju, a altura e o diâmetro de copa das plantas de cajueiro durante o período de 1999 a 2002. Os sistemas de manejo estudados promoveram alterações nas propriedades químicas do solo, principalmente naquelas associadas à sua matéria orgânica, com reflexos positivos nos sistemas que utilizam o herbicida e a roçagem manual e negativos no que envolve a grade de discos. O não-revolvimento superficial do solo e a não-fragmentação da biomassa aérea das plantas espontâneas presentes nas entrelinhas, previstos nos sistemas que utilizam o herbicida e a roçagem manual, constituem-se em estratégias de manejo favoráveis à melhoria da qualidade do solo e à produtividade dos cajueiros. A ausência da prática do coroamento promoveu melhor qualidade do solo e maiores níveis de produtividade de castanha, em decorrência do aumento do aporte de matéria orgânica no solo e do não-revolvimento superficial deste, permitindo inferir que não se trata de uma prática adequada às culturas perenes.

Brazil is the most important exporter of cashew nut in the world. The production is concentrated in the northeast region, which accounts for 97 % of the national production. However, in the recent years the cashew nut production has been declining, specially in the state of Ceará, mainly due to inadequate soil management. The aim of this study was to evaluate alterations in the physical and chemical properties of an Ultisol submitted to distinct soil management practices and the development of dwarf cashew trees in a field experiment. The following soil management systems were evaluated: disc harrow + weeding, mechanic mowing + weeding, hand mowing + localized weeding, vegetal cover + localized weeding, vegetal cover + organic residue cover and herbicide use. A split-plot design arranged in randomized blocks was used, considering the different management systems as plots and soil depths as split-plots. Three replications were used. The following soil physical properties were analyzed: granulometry, bulk density, particle density, soil penetration resistance, hydraulic conductivity, soil porosity, as well as chemical properties (exchangeable elements, soil pH, organic matter and phosphorus fractions), and cashew nut yield, plant height and canopy diameter from 1999 to 2002. The management systems that resulted in the most intense soil mobilization and fragmentation of biomass of cover plants (disc harrow, localized weeding and mechanical mowing) favored the degradation of physical and chemical properties, thus reducing the soil quality. Higher and more stable cashew nut yields were obtained in the systems where the practice of removing the vegetation around the trees (localized weeding) had been abandoned, resulting in higher organic matter inputs and absence of soil disturbance. The practice of localized weeding is therefore not recommendable for perennial crops.

Os benefícios gerados pelos sistemas agroflorestais (SAFs) ao ambiente são comprovados nas mais diversas regiões do mundo. No entanto, na região semi-árida cearense, são poucos os trabalhos desenvolvidos englobando as vantagens atribuídas a este tipo de sistema quanto ao uso do solo. Objetivou-se avaliar o impacto de quatro SAFs e um convencional sobre a qualidade do solo, comparativamente à condição natural (caatinga nativa), após cinco anos de uso na região semi-árida cearense. Os tratamentos testados foram: agrossilvipastoril (AGP); silvipastoril (SILV); tradicional cultivado em 1998 e 1999 (TR98); tradicional cultivado em 2002 (TR02); e cultivo intensivo (CI) e duas áreas de mata nativa (MN-1 e MN-2), que foram usadas como referência de um estado de equilíbrio. O impacto dos sistemas de manejo sobre a qualidade do solo foi medido pelas seguintes variáveis: a granulometria; argila dispersa; a estabilidade e distribuição porcentual dos agregados; os teores de Ca2+, Mg2+, K+, Na+ trocáveis; a acidez potencial; o pH do solo; e o teor de carbono orgânico total (COT), considerando-se as profundidades de 0-6, 6-12, 12-20 e 20-40 cm. Os tratamentos AGP, TR98 e CI promoveram maior revolvimento do solo provocando a redução nos teores de COT. Os atributos químicos, como bases trocáveis, capacidade de troca catiônica, pH e acidez potencial nos tratamentos SILV e MN-2, variaram em função dos teores de argila, enquanto nos tratamentos TR98 e CI a redução nesses atributos foi devido ao maior revolvimento do solo. O tratamento AGP mostrou-se eficiente na ciclagem de nutrientes, entretanto, o revolvimento do solo e a concomitante redução do teor de COT, geraram também diminuição na estabilidade de agregados. Os resultados obtidos permitem recomendar o tratamento SILV para a manutenção da qualidade do solo e produção de alimentos na região do semi-árido cearense.

The environmental benefits of agroforestry system are well documented in many regions of the globe. However, works documenting the advantage of this kind of soil management system on soil quality in the cearense semi-arid region are very scarce. The aim of this work was to evaluate the impact of agroforestry and conventional systems on the physical and chemical soil characteristics, after five years of experimentation in the semi-arid region, Ceará, Brazil. The experiment consisted of seven treatments: agrosilvopasture (AGP), silvopasture (SILV), traditionally cultivated in 1998 and 1999 (TR98), traditionally cultivated in 2002 (TR02), intensive cropping (CI), and two native forests (MN-1 and MN-2). Soil samples were collected at four depths: 0-6, 6-12, 12-20 and 20-40cm. Soil quality was evaluated by the following physical and chemical characteristics analyzed: granulometry, clay dispersion, aggregate stability, exchangeable elements, soil pH and total organic carbon (COT). The treatments AGP, TR98 and CI reduced the COT content due to intensive soil management. Chemical characteristics, such as exchangeable cations, CEC, and pH varied as a function of clay content in SILV and MN-2, whereas in CI and TR98, there was reduction in these characteristics due to the intensive soil management. The AGP treatment seems to improve the nutrient cycle, however, the intensive soil management, and the consequent reduction in COT content also originated reduction in aggregate stability. Results allowed to recommend the SILV treatment in order to maintain soil quality and food production in the cearense semi-arid region.

Em muitos casos, a substituição da vegetação nativa por sistemas agrícolas resulta em decréscimo nos conteúdos de C e N nos diferentes compartimentos da matéria orgânica do solo. Para testar se as práticas de manejo que priorizam o aporte de resíduos orgânicos promovem aumento dos compartimentos da matéria orgânica mais sensíveis ao manejo, este estudo se propôs estudar áreas de uma propriedade que utiliza um sistema de produção de acerola em larga escala, sob manejo orgânico, e uma área sob cultivo convencional de cenoura e beterraba em rotação com milho, pertencentes à Fazenda Amway Nutrilite do Brasil e à Associação de Horticultores do Pivot Central, respectivamente, ambas localizadas na região da Chapada da Ibiapaba, Ceará. Selecionou-se, também, uma área de pastagem localizada no interior da primeira propriedade amostrada, bem como áreas sob mata nativa, próximas às áreas de cultivo. Amostras de um Neossolo Quartzarênico foram coletadas nas profundidades de 0-5 e 5-15 cm e foram determinados os teores de C orgânico total, de C e N microbiano (Cmic e Nmic) e da matéria orgânica leve (Cmol e Nmol), além do C mineralizável obtido por respirometria. O acúmulo médio nos estoques de Nmic nas áreas sob manejo orgânico em relação à mata nativa foi de 11,7 kg ha-1, o que representou um incremento de 585 % de Nmic nas áreas de cultivo. Já na pastagem, ocorreu acúmulo de 211 kg ha-1 no estoque de Cmic em relação à mata nativa em subsuperfície, representando um incremento de 514,6 %. Por outro lado, os estoques de Cmic no cultivo convencional sofreram reduções de 59 e 53 %, nas camadas de 0-5 e de 5-15 cm, respectivamente, em relação à mata nativa. Os estoques de Cmol obtidos nas linhas de cultivo nos sistemas orgânicos apresentaram incremento de 106 %, na camada de 0-5 cm, em relação à mata; no sistema convencional, porém, constatou-se uma redução em 31 % no estoque de Cmol na camada superficial. Os resultados indicaram que o manejo realizado nas áreas sob cultivo orgânico com acerola e pastagem contribuiu para a manutenção e recuperação dos conteúdos de C e N da biomassa microbiana (BMS) e da matéria orgânica leve (MOL) do solo. Os incrementos e, ou, reduções de C e N nos compartimentos BMS e MOL, comparativamente à área nativa de referência, foram proporcionalmente maiores que os valores obtidos, quando considerados somente os estoques de C orgânico e N totais, principalmente na área sob sistema de cultivo convencional. Isto indica serem tais compartimentos sensíveis às mudanças no estado da matéria orgânica de acordo com o manejo. Os sistemas de manejo orgânico e pastagem constituem estratégias de manejo importantes que devem ser consideradas para a conservação e, ou, aumento da matéria orgânica e, conseqüentemente, para a melhoria da qualidade do solo e implementação do seqüestro de C na região da Chapada da Ibiapaba, Ceará.

Several studies reveal that the substitution of native vegetation by agricultural systems results in decreases in the C and N soil organic matter pools. Aiming to test the hypothesis that management practices favoring organic residue inputs promote increases in the most sensitive organic matter pools, the present study intended to study areas of an organic management system of acerola fruit production and a conventional cultivation area cropped with carrot and beet in crop rotation with corn. These areas belong to the Farm Amway Nutrilite do Brasil and Central Pivot Farmers Association, respectively, both in the Chapada da Ibiapaba, Ceará State, Brazil. A pasture area on the former was also selected. Areas under native forest, located near the cultivation areas, were sampled. Samples of a Quartzipsamment soil were collected from the depths 0-5 and 5-15 cm. The total soil organic C, microbial C and N (Cmic and Nmic), light organic matter C and N (Cmol and Nmol) and the mineralizable C were determined. An accumulation of 0.0117 Mg ha-1 was observed in the Nmic stock in the organic system soil in comparison to the native forest s, representing an increase of 585% in the Nmic stock. In addition, there was an accumulation of 0.211 Mg ha-1 in the Cmic stock in the pasture area, which represented an increase of 514.6% in these pools. On the other hand, Cmic stocks in the conventional system were reduced by 59 and 53% in the 0-5 and 5-15 cm layers, respectively, in relation to the native forest. In the upper soil layer, the organic systems presented an increment of 106% in the Cmol stocks, while in the conventional system a reduction of 31% was observed in the same organic matter pool. The results obtained demonstrated that soil management in the areas under organic cultivation with acerola fruit and pasture contributed to the maintenance and recovery of the C and N microbial biomass and the light organic matter contents. The increments and/or reductions of C and N in the MB and LOM pools, compared to the native forest, were proportionally larger than those of the total organic C and N stocks, mainly in the area under conventional system cultivation. This observation indicates that these compartments can be considered sensitive indicators of soil management alterations. In conclusion, the organic management systems and pasture areas represent important management strategies that should be considered for the conservation and/or increase of the soil organic matter and, consequently, for the improvement of the soil quality and C sequestration in the Chapada da Ibiapaba region.