ABSTRACT: The use of crop residues as a bioenergy feedstock is considered a potential strategy to mitigate greenhouse gas (GHG) emissions. However, indiscriminate harvesting of crop residues can induce deleterious effects on soil functioning, plant growth and other ecosystem services. Here, we have summarized the information available in the literature to identify and discuss the main trade-offs and synergisms involved in crop residue management for bioenergy production. The data consistently showed that crop residue harvest and the consequent lower input of organic matter into the soil led to C storage depletions over time, reducing cycling, supply and availability of soil nutrients, directly affecting the soil biota. Although the biota regulates key functions in the soil, crop residue can also cause proliferation of some important agricultural pests. In addition, crop residues act as physical barriers that protect the soil against raindrop impact and temperature variations. Therefore, intensive crop residue harvest can cause soil structure degradation, leading to soil compaction and increased risks of erosion. With regard to GHG emissions, there is no consensus about the potential impact of management of crop residue harvest. In general, residue harvest decreases CO2 and N2O emissions from the decomposition process, but it has no significant effect on CH4 emissions. Plant growth responses to soil and microclimate changes due to crop residue harvest are site and crop specific. Adoption of the best management practices can mitigate the adverse impacts of crop residue harvest. Longterm experiments within strategic production regions are essential to understand and monitor the impact of integrated agricultural systems and propose customized solutions for sustainable crop residue management in each region or landscape. Furthermore, private and public investments/cooperations are necessary for a better understanding of the potential environmental, economic and social implications of crop residue use for bioenergy production.

The knowledge about the architecture of sugarcane root system is limited due to difficulties associated to methodological aspects. The correct way to assess the root system is still not clearly established. This study aimed to compare two direct methods of root biomass evaluation: soil monoliths and root sampling from probes. Three experimental plots (7.2 m²) were randomly established in an area under sugarcane planting on Typic Quartzipsamments located in São Pedro, Sao Paulo state, Brazil. One plant in each experimental plot was selected for root system assessment. The sampling with probes was performed in nine points inside half of the Voronoi polygon and the root density was estimated in nine combinations of sampling points. The root samples collected by the two methods were separate from soil particles by washing in a set of sieves. Afterwards, the roots were oven-dried and weighed. Significant differences(p<0.05) in the density root were found among the soil layers in each treatment. A trend of decreasing root density with soil depth was found in both methods. The probes method tended to underestimate the amount of root found in the soil top layer. Only two sampling combinations with probe indicated to be equivalent to the monolith method.

O conhecimento da arquitetura do sistema radicular da cana-de-açúcar ainda è limitado devido às dificuldades metodológicas para o seu estudo. A forma correta de avaliar o sistema radicular não foi claramente estabelecida. Este estudo objetivou a comparação de dois mètodos diretos de avaliação da biomassa radicular: coleta de monólitos de solo e coleta de amostras em sonda. Para isto foram estabelecidas três parcelas experimentais (7,2 m²) completamente ao acaso em área de plantio de cana-de-açúcar sobre solo Neossolo Quartzarenico localizado no município de São Pedro - SP. Uma planta dentro de cada parcela experimental foi selecionada para o estudo do sistema radicular. A amostragem com sonda foi realizada em 9 pontos dentro da metade do polígono de voronoi e a densidade radicular estimada em 9 combinações de pontos de amostragem. As amostras de raízes coletadas pelos dois mètodos de estudo foram separadas do solo por meio da lavagem com água corrente em um conjunto de peneiras. Posteriormente as raízes foram colocadas para secar e finalmente pesadas em balança analítica. Diferenças significativas (p<0.05) foram encontradas para os resultados da densidade radicular entre as camadas avaliadas para cada tratamento. Tanto o mètodo monólito quanto o mètodo da sonda indicaram tendência de decrèscimo da biomassa radicular com a profundidade. De forma geral o mètodo da sonda tendeu a subestimar a quantidade de raiz encontrada na camada superficial. Somente duas combinações de amostragem com sonda mostraram ser equiparáveis ao mètodo do monólito.

Abstract Land use changes strongly impact soil functions, particularly microbial biomass diversity and activity. We hypothesized that the catabolic respiration response of the microbial biomass would differ depending on land use and that these differences would be consistent at the landscape scale. In the present study, we analyzed the catabolic response profile of the soil microbial biomass through substrate-induced respiration in different land uses over a wide geographical range in Mato Grosso and Rondônia state (Southwest Amazon region). We analyzed the differences among native areas, pastures and crop areas and within each land use and examined only native areas (Forest, Dense Cerrado and Cerrado), pastures (Nominal, Degraded and Improved) and crop areas (Perennial, No-Tillage, Conventional Tillage). The metabolic profile of the microbial biomass was accessed using substrate-induced respiration. Pasture soils showed significant responses to amino acids and carboxylic acids, whereas native areas showed higher responses to malonic acid, malic acid and succinic acid. Within each land use category, the catabolic responses showed similar patterns in both large general comparisons (native area, pasture and crop areas) and more specific comparisons (biomes, pastures and crop types). The results showed that the catabolic responses of the microbial biomass are highly correlated with land use, independent of soil type or climate. The substrate induced respiration approach is useful to discriminate microbial communities, even on a large scale.

RESUMO A demanda crescente de alimentos gera problemas ambientais, principalmente devido à remoção das coberturas vegetais nativas para a expansão da agricultura no Brasil. Essas alterações no uso da terra acarretam mudanças na dinâmica da matéria orgânica do solo. Os micro-organismos representam a maior diversidade biológica e fisiológica do solo, além de serem responsáveis por mais de 95% dos processos de decomposição e ciclagem de nutrientes. O objetivo deste trabalho foi verificar se há diferenciação dos padrões de atividade da biomassa microbiana dos solos sob as diferentes vegetações naturais, pastagens em uso e sistemas agrícolas recém-implantados. A área de abrangência desta pesquisa corresponde aos Estados de Rondônia e Mato Grosso. Foi realizada a análise de variável canônica de atributos físicos, químicos e microbiológicos de cada ecorregião e uso da terra, buscando evidenciar os padrões e as variáveis que os diferenciam. As áreas nativas apresentaram padrões distintos na dinâmica dos atributos microbiológicos relacionados principalmente à quantidade de serapilheira em cada bioma estudado. Em relação às áreas antropizadas, observaram-se resultados similares entre pastagens e áreas nativas, significativamente diferentes dos resultados obtidos em áreas agrícolas, que, devido à diferença de manejo e diversidade de culturas analisadas, apresentaram uma grande variabilidade no seu resultado final. Os resultados obtidos mostram que os atributos microbiológicos devem ser utilizados como indicadores de mudança de uso da terra quando associados a fatores químicos e físicos do solo.

ABSTRACT The increasing demand for food creates environmental problems, mainly due to the removal of native vegetation cover for agriculture expansion in Brazil. These changes in land use lead to changes in the soil organic matter dynamics. Microorganisms represent the most biological and physiological diversity in soil, as well as are responsible for more than 95% of the decomposition and nutrient cycling processes. The objective in this research was to check if there is difference of patterns in activity of soil microbial biomass under varied natural vegetation, pastures in use and agricultural systems recently established. The area covered by this study corresponds to the states of Rondônia and Mato Grosso. Canonical variate analysis was used in physical, chemical and microbiological factors in each ecoregion and land use, looking for patterns and variables that can differentiate them. The native areas showed distinct patterns in the dynamics of microbiological attributes mainly related to the amount of litter in each biome studied. For the disturbed areas, there were similar results between pastures and native areas, significantly different from the results obtained in agricultural areas, which, due to differences in management and kind of cultures analyzed, showed a great variability in the final result. The results support the recommendation for use of microbiological attributes as indicators of land use change, combined with chemical and physical factors of the soil.

RESUMO: A maior produção brasileira de mamona (Ricinus communis L.) se concentra na caatinga do estado da Bahia, onde a mudança do uso da terra para o seu cultivo tem sido considerada uma estratégia de recuperação de áreas degradadas. No entanto, alterações no solo nativo proporcionam impactos ambientais, como emissões de gases de efeito estufa (GEE). Presume-se que elevadas emissões de GEE sejam provenientes da mudança do uso da terra para o cultivo de mamona e que os subprodutos dessa oleaginosa também participam dessas emissões. O objetivo deste trabalho foi realizar o inventário das emissões de GEE decorrentes do cultivo da mamona e seus subprodutos. Foi realizado um estudo na Fazenda Floresta, no município de Irecê (BA), onde foram avaliadas: a mudança no estoque de carbono (C) no solo cultivado com mamona e na floresta nativa local; a quantidade de folhas senescentes e fitomassa epígea; e as emissões de GEE provenientes dos subprodutos da produção agrícola de mamona. Os resultados mostraram que a soma das folhas senescentes e fitomassa epígea obtida pela poda da mamona é superior a 1,6 Mg ha-1ano-1 e o uso da torta de mamona no solo apresentou emissões de N2O próximas a 600 µg m-2. As emissões provenientes do uso do biodiesel de óleo de rícino representaram menos de 10% das emissões. A mudança de uso da terra foi responsável pelas elevadas emissões de GEE, representando 87% do total em CO2eq. Em comparação às emissões estimadas para o etanol de cana-de-açúcar, o biodiesel de mamona apresentou emissões 32% inferiores.

ABSTRACT: The largest production of castor bean (Ricinus communis L.) focuses on Bahia savanna, where the change of land use to their cultivation has been considered a strategy of degraded areas recovery. However, changes in the native soil can arise environmental impacts as greenhouse gases (GHG) emissions. We have assumed that higher GHG emissions come from a change of land use for castor bean cultivation and their sub-products contribute to GHG emissions. The objective of this study was to make the inventory of the emission of GHG resulting from the castor bean cultivation and their sub-products. It was done a study in the municipality of Irecê-BA and were evaluated: changes in carbon (C) soil stocks in cultivated areas with castor bean and Local native forest; a number of senescent leaves and the biomass produced epigeal; GHG emissions from the sub- products of castor bean. The results showed that the sum of senescent leaves and epigeal biomass obtained by castor bean pruning is more than 1.6 Mg ha-1ano-1 and the castor bean residues used in this soil presented N2O emissions close to 600 µg m-2. The emissions from the use of castor oil biodiesel represented less than 10% of the emissions. The change in land use handled high emissions of greenhouse gases, accounting for 87% of the total in CO2eq. Compared to emissions estimated for sugarcane ethanol, castor biodiesel showed emissions 32% lower.

Strategies to mitigate climate change through the use of biofuels (such as ethanol) are associated not only to the increase in the amount of C stored in soils but also to the reduction of GHG emissions to the atmosphere.This report mainly aimed to propose appropriate methodologies for the determinations of soil organic carbon stocks and greenhouse gas fluxes in agricultural phase of the sugarcane production. Therefore, the text is a piece of contribution that may help to obtain data not only on soil carbon stocks but also on greenhouse gas emissions in order to provide an accurate life cycle assessment for the ethanol. Given that the greenhouse gas value is the primary measure of biofuel product quality, biorefiners that can show a higher offset of their product will have an advantage in the market place.

Na região amazônica, pastagens formadas e conduzidas de forma inadequada perdem a produtividade durante os primeiros anos em razão de superpastejo, ausência de adubação e de manutenção e emprego de espécies inadequadas para as condições edafoflorísticas da região. O objetivo deste estudo foi quantificar as modificações ocasionadas por diferentes sistemas de manejo nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA), sob pastagem degradada no Estado de Rondônia, RO. Os sistemas de manejo utilizados nos tratamentos foram: T = testemunha; G = gradagem + NPK + micronutrientes; H = herbicida + NK + micronutrientes; A = plantio direto de arroz + NPK + micronutrientes; e S = plantio direto de soja + NPK + micronutrientes. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com quatro repetições. Para avaliar os tratamentos, amostras com estrutura indeformada foram coletadas em três profundidades (0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,30 m) para determinar a curva de retenção da água no solo, densidade do solo, resistência do solo à penetração de raízes, macroporosidade, microporosidade, porosidade total, estimativa do intervalo hídrico ótimo (IHO), densidade máxima do solo (Dsmax) e densidade relativa do solo (Dsrel). Os sistemas de manejo do solo adotados na recuperação da pastagem não proporcionaram melhorias significativas nos atributos físicos do solo, 40 meses após a implantação dos tratamentos. Em todos os sistemas de manejo, foram encontrados valores de densidade do solo acima do considerado ideal (1,40 Mg m-3) e abaixo do crítico (1,75 Mg m-3). Todos os sistemas de manejo apresentaram valores de densidade do solo relativa (Dsrel) acima do valor adotado como crítico (Dsrel = 86 %), exceto no sistema em que foi realizado o preparo do solo na profundidade de 0-0,10 m. A qualidade física do solo, avaliada pelo IHO, diminuiu com o aumento da profundidade do solo.

In the Amazon region, pastures provide a satisfactory grass yield in the first years. Over time, overgrazing by livestock, the lack of pasture maintenance and choice of regionally unsuitable forage species can lead to soil degradation. The objective of this study was to evaluate the effect of different soil management systems on some soil physical properties of a Red-Yellow Oxisol (LVA) under degraded pasture, in the State of Rondônia (RO). The soil management systems were T = control; G = harrowing + NPK + micronutrients; H = herbicide + NK + micronutrients; A = no-tillage rice + NPK + micronutrients; S = no-tillage soybean + NPK + micronutrients. The experiment was arranged in a randomized block design with four replications and five soil management systems. Undisturbed soil samples were collected (layers 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.30 m) to assess soil water retention capacity, soil bulk density, soil penetration resistance, macroporosity, microporosity and total porosity, and to calculate the least limiting water range (LLWR), maximum soil bulk density (Dsmax), and relative soil bulk density (Dsrel). The management systems did not improve the soil physical properties, 40 months after the beginning of experiment. In all treatments, soil bulk density was higher than the ideal value (1.40 Mg m-3) and lower than critical (1.70 Mg m-3). With exception of G (0-0.10 m), the Dsrel exceeded the critical level (Dsrel = 86 %) in all soil management systems. The evaluation of the LLWR showed that the physical quality decreased with increasing soil depth.

Grande parte da produção brasileira de mamona encontra-se no Nordeste, como opção de cultura para a região semiárida no bioma Caatinga. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações nos estoques de C e N devido à mudança de uso do solo de vegetação natural para o cultivo de mamona no bioma Caatinga. Este trabalho foi realizado na Fazenda Floresta, no município de Irecê, no centro-norte baiano. O clima da região é do tipo BSwh (Köppen) - clima semiárido de altitude. O solo foi classificado em Latossolo Vermelho de textura argilosa. As situações avaliadas foram: três áreas cultivadas com mamona com diferentes tempos de implantação: (i) com 10 anos, (ii) com 20 anos e (iii) com 50 anos; e uma área de referência (vegetação nativa de Caatinga) contígua às situações avaliadas. Os estoques de C e N foram determinados em amostras de solo coletadas em cinco minitrincheiras, nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Os resultados mostraram que o constante aporte de resíduos vegetais na Caatinga promoveu a manutenção dos estoques de C (90 Mg ha-1) e N (10 Mg ha-1) para a camada de 0-30 cm. A mudança de uso da terra para o cultivo da mamona ocasiona redução em aproximadamente 50 % nos estoques de C e N do solo em relação à vegetação nativa nos primeiros 10 anos de implantação da cultura. A meia-vida da matéria orgânica do solo (MOS) calculada para essa situação na região do semiárido foi de 4,7 anos. O fator de emissão de C do solo, devido à mudança de uso da terra após 20 anos, conforme proposto pelo método do IPCC (2006), foi de 2,47 Mg C ano-1. Por meio do conjunto dos resultados, observa-se a fragilidade do solo do bioma Caatinga no que se refere à perda de MOS devido à mudança de uso da terra.

Much of the Brazilian castor bean (Ricinus communis L.) production is concentrated in the semi-arid region (Caatinga biome) of the Northeast, as an alternative crop. The purpose of this study was to evaluate changes in C and N pools due to land use change in the Caatinga biome by castor bean production. The study was conducted on the Fazenda Floresta in the municipality of Irecê (Mid -North region of Bahia, Brazil). The climate is type BSwh (Koppen) - Semi-arid climate. The soil was classified as clayey Oxisol. Three areas under castor bean were evaluated after different cultivation periods i) after 10 years; ii) after 20 years, and iii) after 50 years, and a reference area (native vegetation of the Caatinga) compared with the above situations. C and N stocks were determined in soil samples with five replications (layers 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm). The results showed that the constant plant residue input in the native vegetation ensured the maintenance of the C stocks (90 Mg ha-1) and N stocks (10 Mg ha-1). The land use change to castor bean production resulted in a reduction of about 50% in soil C and N stocks compared to Caatinga, in the first 10 years of crop establishment. The half-life of SOM of the semi-arid region was 4.7 yr. The C emission factor from soil, due to land use change after 20 years as proposed by the IPCC methodology was 2.47 Mg C yr-1. The results show the fragility of the soil in the Caatinga biome due to SOM loss caused by land use changes.

A matéria orgânica do solo (MOS) é responsável pela fertilidade, ciclagem de nutrientes e estabilidade da estrutura, possuindo estreita relação com a agregação do solo. No entanto, ainda não é clara a relação entre as classes de agregados na dinâmica de acúmulo ou perda de MOS em função do uso e manejo do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar os teores de carbono (C) em agregados do solo sob quatro usos e manejos: Cerrado nativo (CE), sistema plantio direto (SPD), sistema plantio convencional (SPC) e pastagem (PA). As áreas de estudo estão localizadas no município de Rio Verde (GO), em solo classificado como Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa. Em amostras de solo coletadas em fevereiro de 2007 nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de profundidade, foram determinados: a quantidade de macroagregados (maiores que 2,0 mm), mesoagregados (maiores que 0,25 e menores que 2,00 mm) e microagregados (maiores que 0,05 e menores que 0,25 mm) estáveis em água, os índices de agregação diâmetro médio ponderado (DMP) e geométrico (DMG) e os teores de C nas classes de agregados estabelecidas. No solo avaliado observou-se predominância de macroagregados, com maior quantidade sob CE e PA, em comparação ao solo sob SPD e SPC, indicando efeito negativo do cultivo do solo na conservação de macroagregados. Contudo, os teores de C nos agregados do solo na camada de 0-20 cm foram maiores no CE e SPD em relação a PA e SPC, sugerindo que o não revolvimento e a manutenção dos resíduos culturais na superfície do solo favorecem o acúmulo de C. Com isso, foi verificado que os macro e mesoagregados podem ser mais sensíveis ao tipo de uso e manejo do solo, quando comparados aos microagregados. A agregação do solo sob PA é semelhante à do CE, embora com menores teores de C, sugerindo dinâmica de agregação diferenciada, o que merece a atenção de novas pesquisas.

Soil organic matter (SOM) is responsible for soil fertility, nutrient cycling and structure stability and is closely related with soil aggregation. However, the relationship between aggregate size classes in the SOM dynamics is unclear, resulting in SOM accumulation or loss due to soil land use and management. This study aimed to evaluate the amount of carbon (C) in soil aggregates under four uses and management: native Cerrado (CE-savannah vegetation), no-tillage (NT), conventional tillage (SPC) and pasture (PA). The study areas are located in Rio Verde (GO) where the soil was classified as kaolinitic clayey Oxisol. The soil layers 0-5, 5-10 and 10-20 cm were sampled (n=6) in February 2007, and the amount of water-stable macroaggregates (> 2.0 mm), mesoaggregates (> 0.25 and < 2.00 mm) and microaggregates (> 0.05 and < 0.25 mm) were determined, as well as the mean weight diameter (MWD) and mean geometric diameter (MGD), and the C levels in the soil aggregate classes. Macroaggregates were predominant in the soil evaluated, with higher quantities in CE and PA compared NT and SPC soils, indicating a negative effect of soil cultivation on macroaggregate conservation. However, the soil aggregate C levels in the 0-20 cm layer were higher in CE and SPD than in PA and SPC soils, suggesting that the absence of tillage and maintenance of crop residues on the soil drives C accumulation. This shows that macroaggregates and mesoaggregates were more sensitive to soil use and management than microaggregates. The similarities of aggregation in PA and CE soils, although with lower C levels in PA suggested different aggregation dynamics, requiring further research.

The growing demand of world food and energy supply increases the threat of global warming due to higher greenhouse gas emissions by agricultural activity. Therefore, it is widely admitted that agriculture must establish a new paradigm in terms of environmental sustainability that incorporate techniques for mitigation of greenhouse gas emissions. This article addresses to the scientific demand to estimate in a fast and inexpensive manner current and potential soil organic carbon (SOC) stocks in degraded pastures, using remote sensing techniques. Four pastures on sandy soils under Brazilian Cerrado vegetation in São Paulo state were chosen due to their SOC sequestration potential, which was characterized for the soil depth 0-50 cm. Subsequently, a linear regression analysis was performed between SOC and Leaf Area Index (LAI) measured in the field (LAIfield) and derived by satellite (LAIsatellite) as well as SOC and pasture reflectance in six spectra from 450 nm - 2350 nm, using the Enhanced Thematic Mapper (ETM+) sensor of satellite Landsat 7. A high correlation between SOC and LAIfield (R² = 0.9804) and LAIsatellite (R² = 0.9812) was verified. The suitability of satellite derived LAI for SOC determination leads to the assumption, that orbital remote sensing is a very promising SOC estimation technique from regional to global scale.

Diferentes sistemas de uso e manejo alteram o teor de carbono no solo (C), porém diminuições no C do solo têm sido reportadas quando áreas de Cerrado nativo são convertidas em pastagem. Disso resulta a necessidade da realização de pesquisas em diferentes sistemas e condições edafoclimáticas, a fim de elucidar as tendências encontradas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a agregação, os teores de C e a abundância natural de δ13C do solo em uma área cultivada há nove anos sob lavoura seguida de 20 anos sob pastagem, a qual atualmente apresenta sinais de degradação (PA), comparando-a a uma vegetação nativa no bioma Cerrado (CE) que ocorre em área adjacente. As áreas de estudo estão localizadas no município de Rio Verde (GO), em solo classificado como Latossolo Vermelho distrófico, de textura argilosa. Em amostras de solo coletadas nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm de profundidade, foram determinados a distribuição de agregados estáveis em água (micro, meso e macroagregados), o diâmetro médio aritmético (DMA) e geométrico (DMG), os teores de C total e de δ13C, o tempo de residência média do C (TRM) e a fração da matéria orgânica leve livre (FLL). Os resultados indicaram que o uso sob lavoura seguido de pastagem reduziu em 21 % o estoque de C original, possivelmente devido ao menor aporte de material na FLL. O solo apresentou elevada agregação e não houve diferenças significativas entre as áreas avaliadas. No entanto, os teores de C nos macroagregados foram menores na PA em relação ao CE, enquanto nos microagregados não houve diferença entre os sistemas de uso, sugerindo, respectivamente, maior e menor sensibilidade ao manejo e menor e maior proteção do C por essas classes de agregados. Os valores de TRM e as análises isotópicas reforçaram esses resultados, mostrando, ainda, substituição de 83 % do C original durante os 29 anos de cultivo. O constante aporte de resíduos vegetais, assim como a manutenção do C no interior dos macro e mesoagregados, são importantes fatores para que ocorra o acúmulo de C nesse tipo de solo.

Different management systems affect soil C, however decreases in the C stocks of native Cerrado areas converted to pasture have been reported. This calls for further research on this trend, under different management systems and soil-climatic conditions. The objective of this study was to evaluate soil aggregation, C levels and natural abundance of δ13C in a 20 year-old pasture (PA), following nine years of cropping, with signs of degradation compared to soil under native Cerrado (CE) in an adjacent area. The studied areas are located in Rio Verde, state of Goiás (Brazil), with soil classified as clayey Oxisol. In samples from the layers 0-5, 5-10 and 10-20 cm the distribution of water stable aggregates (microaggregates, mesoaggregates and macroaggregates), mean weight diameter (MWD) and mean geometric diameter (DMG), C contents and δ13C, the mean residence time of C (TRM), and the free light fraction of organic matter (FLL) were determined. Results indicated that grazing after cropping reduced the original C stock by 21 %, possibly due to a lower FLL input. Soil showed high aggregation and no significant difference between the assessed areas was observed. However, C levels in macroaggregates were lower in PA compared to CE, while in microaggregates C was not affected, suggesting, respectively, greater and lower sensitivity to management and lower and greater protection of C by these aggregate classes. Values of TRM and isotopic abundance reinforced these findings, showing a replacement of 83 % of the original C after crop and pasture cultivation for 29 years. A constant application of plant residues to the soil surface as well as C maintenance within macro and mesoaggregates are essential factors to ensure C accumulation in this soil type.

A conversão de áreas nativas com o corte e queima de vegetação seguida do cultivo do solo resultam em mudanças na dinâmica da matéria orgânica do solo, com alterações nas emissões dos gases causadores de efeito estufa (GEE: CO2, CH4 e N2O) da biosfera para a atmosfera, que causam a elevação da temperatura média e, consequentemente, as mudanças climáticas globais. O objetivo deste estudo foi verificar as relações entre os fluxos de CO2, CH4 e N2O com a umidade, biomassa microbiana e as formas inorgânicas de N no solo com diferentes usos das terras no bioma Cerrado (Rio Verde, Goiás). O clima da região é do tipo Aw (Köppen-Geiger), e o solo foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico caulinítico textura argilosa com vegetação original de Cerradão. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC), com quatro tratamentos (áreas): vegetação nativa - Cerradão (CE); pastagem (PA) de braquiária, semeadura convencional (SC) de soja; e semeadura direta (SD) de milho sucedido por milheto. As emissões anuais de CO2 e N2O não mostraram diferenças significativas entre os tratamentos; isso ocorreu devido à elevada variação nos fluxos dos gases em decorrência da sazonalidade no clima, com as menores emissões observadas durante o inverno, devido à ausência da umidade do solo. A média na emissão de CO2 foi de 108,9 ± 85,6 mg m-2 h-1 , e para o N2O, de 13,5 ± 7,6 µg m-2 h-1. Os fluxos de CH4 apresentaram diferenças significativas somente para a pastagem, com emissão de 32 µg m-2 h-1 , enquanto nas demais áreas foram observados influxos entre 46 e 15 µg m-2 h-1 . Com os resultados das correlações, pode-se verificar que a umidade foi a variável do solo que apresentou maior correlação com o fluxo dos três gases de efeito estufa. O teor de N-NO3- e as emissões de CO2 mostraram correlações para todas as áreas. Quando consideradas as correlações para todos os tratamentos conjuntamente, verificou-se que os fluxos dos três gases apresentaram correlações significativas com os teores de C e N-microbiano. Contudo, a relação Cmicro:Nmicro não mostrou correlação significativa com o fluxo dos gases de efeito estufa. A pastagem foi a única situação em que os fluxos de CO2 e N2O apresentaram correlação com as quantidades de N-inorgânico. Os resultados sugerem que os fluxos dos GEE são dependentes do regime pluvial no bioma Cerrado, principalmente nas áreas cultivadas que recebem altas doses de fertilizantes para o aumento da produtividade.

The conversion of native forests by cutting and burning into farming areas leads to alterations in the dynamics of soil organic matter, with changes in emissions of greenhouse gases (GHGs: CO2, CH4 and N2O) from the biosphere to the atmosphere. These cause an average temperature rise and, consequently, global climate change. The aim of this study was to examine relationships between the fluxes of CO2, CH4 and N2O with moisture, microbial biomass and inorganic N forms in soil with different land uses in the Cerrado biome (Rio Verde county, State of Goias - Brazil). The climate (Köppen-Geiger) was classified as Aw and the soil as Latossolo Vermelho distrófico caulinítico / a clayey kaolinitic Oxisol under original Cerrado (Brazilian savanna) vegetation. The experiment was arranged in a completely randomized design (CRD) with four treatments (areas): Native vegetation - Cerrado (CE); brachiaria pasture (PA); soybean in conventional tillage (SC) and no-tillage (NT) corn followed by millet. No significant differences in annual CO2 and N2O emissions were observed between treatments. This can be explained by the variability of gas fluxes due to climate seasonality, with lower emissions in the winter due to low soil moisture. Mean emissions of CO2 were 108.9 ± 85.6 mg m-2 h-1 , and of N2O 13.5 ± 7.6 mg m-2 h-1 . For CH4 significant differences in the fluxes were only observed in pasture (32 mg m-2 h-1 ), while in the other areas inflows between 46 and 15 mg m-2 h-1 were observed. The GHG fluxes showed close correlation with soil moisture. The N-NO3- emissions were significantly correlated with CO2-emissions in all areas. Considering all treatments together, the three GHG fluxes were correlated with the microbial C and N contents. However, the Cmicro: Nmicro ratio was not significantly correlated with the GHG flux. Only for pasture the CO2 and N2O fluxes were correlated with the content of soil inorganic-N. Results suggested that the GHG fluxes in the Cerrado are related to rainfall, mainly in farming areas treated with high fertilizer doses to increase productivity.

O conhecimento da dinâmica do N no solo pode facilitar na decisão da rotação de culturas empregada e aplicação de fertilizante para as culturas. O objetivo deste estudo foi avaliar os estoques de N, o N-inorgânico, a mineralização do N e a desnitrificação sob sistema plantio direto (SPD). O experimento foi desenvolvido na Fazenda Santa Branca em Tibagi (PR), em Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa, no período de setembro de 2000 a outubro de 2001. Os tratamentos dispostos em faixas não casualisadas com parcelas subdivididas foram: plantio direto por 12 e 22 anos com as sucessões milho/trigo (M/T) e soja/trigo (S/T). As quantidades de N-inorgânico e a mineralização e nitrificação líquidas foram maiores no SPD com 22 anos que no SPD 12 anos. A sucessão de culturas empregada não influenciou a mineralização líquida e a nitrificação líquida. As emissões de N2O foram 25% superiores na sucessão M/T em relação a S/T. O tempo de SPD aumentou o estoque de N no solo, assim como as quantidades de N-inorgânico e a mineralização e nitrificação, contudo, não foram observados maiores emissões de óxido nitroso.

The knowledge of N dynamics in soil can facilitate the decision about crop rotation and the fertilizer application to the crops. The objective of this study was to quantify the soil N-stocks, inorganic-N and changes in the net mineralization and denitrification in a soil under no-tillage (NT). The experiment was set up at Santa Branca Farm in Tibagi (Paraná State , Brazil), on a clayey Oxisoil (Typic Hapludox) and was carried out from September 2000 to October 2001. The treatments were applied in non-random strips with split plots: no-tillage during 12 and 22 years with corn/wheat and soybean/wheat succession. Quantity of inorganic-N and the net mineralization and nitrification were higher under 22-years of adoption in relation to the 12-year-old NT. The crop succession used did not affect the average net mineralization and net nitrification. The N2O emissions were 25% higher in corn/wheat crop succession in relation to the soybean/wheat. Increasing time of no-tillage adoption increased the soil N stock, inorganic-N and net mineralization in the soil, but the different years of adoption of NT did not lead to changes in N2O emissions.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os estoques de C e N do solo e os teores destes elementos na fração leve livre (FLL) da matéria orgânica (MOS) de um Neossolo Quartzarênico, sob diferentes usos agrícolas, no Cerrado. Foram selecionadas cinco áreas para avaliação: cerrado nativo; duas áreas com plantio convencional de soja; uma área ocupada anteriormente com pastagem e convertida em plantio direto de soja; e uma área com pastagem de baixa produtividade. Amostras de solo foram coletadas das camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade, para determinação dos estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) totais do solo. Os teores destes elementos na FLL foram determinados nas profundidades 0-5 e 5-10 cm. Em comparação à área sob cerrado, foi observado aumento nos estoques de C total do solo nas áreas de soja com até cinco anos de implantação. Houve redução das quantidades de FLL e dos teores de C à profundidade 0-5 cm, nas áreas com plantio de soja e pastagem. Considerando-se o baixo aporte natural de C e N no Neossolo Quartzarênico avaliado, é necessária a adoção de sistemas agrícolas que promovam aporte adequado de resíduos para a manutenção ou incremento da matéria orgânica do solo.

The objective of this work was to evaluate C and N stocks in the soil and their contents in the free light fraction (FLL) of the soil organic matter (MOS), in a Typic Quartzipsamment under different land-use in Cerrado. Five areas were selected for evaluation: native cerrado; two areas with soybean under conventional tillage; one area formerly under pasture and afterwards cultivated with soybean under no-tillage; and one area under pasture with low productivity. Soil samples were collected from 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30-cm depth layers to determine total C and N stocks of the soil. Contents of C and N in the FLL were determined at 0-5 and 5-10-cm depth. An increase was observed in the total C stocks in soybean areas implemented until five years, in comparison to the native cerrado area. There was a reduction in the amount of FLL and C content at 0-5 cm depth, in areas with soybean and pasture. Considering the low C and N natural input onto the Typic Quartzipsamment, the adoption of agricultural systems that can promote an adequate supply of residues is necessary for maintaining or increasing the soil organic matter.

As pastagens consistem no principal uso da terra na Amazônia. Com o tempo de utilização do pasto, a gramínea perde o vigor e reduz a produtividade, caracterizando algum estado de degradação. Entre as principais causas de degradação estão a falta de manutenção do pasto e consequente infestação de plantas invasoras, a escolha de espécies forrageiras inadequadas à região e o pastejo excessivo. O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar o impacto de diferentes manejos de recuperação sobre os atributos químicos do solo e a produtividade da gramínea numa pastagem degradada em Rondônia. Para atingir esse objetivo, foi instalado, em outubro de 2001, um experimento composto de 5 tratamentos: T = testemunha (controle); G = gradagem + NPK + micronutrientes; H = herbicida + NK + micronutrientes; A = plantio direto de arroz + NPK + micronutrientes; e S = Plantio direto de soja + PK+ micronutrientes. As seguintes fontes de N, P e K foram utilizadas: sulfato de amônio para N, termofosfato para o P e cloreto de potássio para o K. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. A produção de matéria seca da parte área da gramínea foi analisada a partir do trigésimo quinto mês de experimentação, englobando um período seco e outro úmido. A adubação fosfatada propiciou incrementos significativos de Ca2+ e Mg2+ e tendência de aumento de P na camada superficial do solo nos primeiros meses de condução do experimento nos tratamentos G e S e incrementos de Ca2+ e P (tendência) no tratamento A. A produtividade acumulada de Brachiaria brizantha, obtida entre os meses de set/2004 e mar/2005, foi de 30.025, 28.267 e 27.735 kg ha-1 de matéria seca da parte aérea, nos tratamentos G, A e S, respectivamente, as quais diferiram significativamente dos tratamentos T e H: 17.040 e 17.057 kg ha-1, respectivamente. Concluiu-se que a adubação fosfatada, associada à reforma da pastagem, foi efetiva no incremento de produção da matéria seca de Brachiaria brizantha. O plantio direto do arroz ou da soja é aconselhável como prática de reforma de pastagens, por propiciar o efeito residual da adubação.

Pasture is the main form of land use in Amazonia. Over time the pasture grass loses vigor and yields decrease, indicating a certain degree of degeneration. The main causes of degradation are lack of pasture maintenance and subsequent weed infestation, the choice of regionally unsuitable forage species and excessive grazing. The main purpose of this study was to evaluate the impact of different recovery managements on soil chemical properties and grass yield of a degraded pasture in Rondônia. For this purpose, an experiment was installed in October 2001, consisting of five treatments: C = control; HA = harrowing + NPK + micronutrients; HE = Herbicide + NK + micronutrients; R = No-tillage rice + NPK + micronutrients; and S = No-tillage soybean + PK + micronutrients. The following N, P and K sources were used: ammonium sulfate for N, calcined phosphate for P and potassium chloride for K. The experiment was arranged in a randomized block design with four replications. The shoot dry matter yield of the grass was analyzed as of the 35th month of experimentation, in a dry and a rainy period. Phosphorus fertilization resulted in significant increases in Ca2+ and Mg2+ and increasing trend of P in the topsoil in the initial months of the experiment in treatments HA and S and increases in Ca2+ and P (trend) in the treatment R. The cumulative production of Brachiaria brizantha, from Sep/2004 to Mar/2005, was 30,025, 28,267 and 27,735 kg ha-1 shoot dry matter in the treatments HA, R and S, respectively. These values differed significantly from treatments C and HE, with 17,040 and 17,057 kg ha-1, respectively. It was concluded that phosphorus fertilization associated to pasture reform was effective to raise the dry matter yield of Brachiaria brizantha. Rice or soybean under no-tillage is recommended as a practice of pasture recovery, due to the residual effect of fertilization.