Abstract This study quantify the total organic carbon content, light fraction organic matter (LFOM), and soil organic matter fractions (from chemical and physical fractionations) in four different cultivation areas: 1 and 2) rubber tree clonal plantations (FX 3864 and IAN 873); 3) a pasture; and 4) a secondary forest. The research was carried out using soil samples from clonal plantations of eight-year-old rubber trees, located in the coastal plain (Tabuleiros Costeiros) of the state of Rio de Janeiro. The difference in the management of the rubber tree clone area promoted improvements in the soil quality, as it increased the carbon contents of the granulometric fractions, LFOM, and humic substances from the IAN 873 clone area. Both rubber tree areas evaluated presented higher mineral-associated organic carbon levels and humic substances than did the pasture area, reinforcing the reforestation potential of areas with degraded pastures through hevea culture.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a densidade do solo e o estoque de carbono (EstC) do solo, as frações químicas e granulométricas da matéria orgânica e o sinal isotópico do δ13C do solo em fragmentos florestais e uma área de pastagem mista (MMP). O estudo foi realizado no município de Pinheiral, Estado do Rio de Janeiro. As áreas avaliadas foram: fragmento de floresta secundária em estádio inicial (FSEI) com 20 anos de regeneração; fragmento de floresta secundária em estádio intermediário (FSEI), com 25 anos de regeneração; fragmento de floresta secundária em estádio avançado (FSEA) com 60 anos de regeneração e uma pastagem mista manejada (PMM). Os atributos relacionados ao carbono do solo mostraram respostas significativas aos efeitos dos processos de degradação / recuperação da terra, especialmente para os seguintes indicadores: carbono orgânico total, matéria orgânica e matéria orgânica particulada. Não houve alterações significativas para as substâncias húmicas e foi encontrada a prevalência da fração humina. As mudanças mais significativas nos valores de 13C ocorreram até a profundidade de 60 cm. Na área de pastagem, a 0-10 cm, 67% do estoque de carbono vem de plantas C4, reduzindo nas camadas subseqüentes. Nas áreas FSEI e FSEA, em 0-10 cm, a contribuição das plantas C3 foi significativa, com pequenas alterações na profundidade.

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate the soil carbon stock (Stock C) and bulk density, the chemical and granulometric fractions of the organic matter and the isotopic signal of the soil δ13C in forest fragments and a mixed managed pasture (MMP). The study was carried out in the municipality of Pinheiral, State of Rio de Janeiro. The evaluated areas were: fragment of secondary forest in initial stage (SFIS) with 20 years of regeneration; fragment of secondary forest in intermediate stage (SFINS), with 25 years of regeneration; advanced secondary forest fragment (SFAS) with 60 years of regeneration and mixed pasture managed (MHP). The attributes related to soil carbon showed significant responses to the effects of land degradation / recovery processes, especially for the following indicators: total organic carbon, organic matter stock and particulate organic matter. No significant alterations for humic substances, and prevalence of the humin fraction was found. The most significant changes in δ13C values occurred up to the depth of 60 cm. In the grassland area, at 0-10 cm, 67% of the carbon stock comes from C4 plants, reducing in the subsequent layers. In SFINS and SFAS areas, at 0-10 cm, the contribution of C3 plants was significant, with minor changes in depth.

RESUMO O objetivo deste estudo foi avaliar e comparar a densidade (Ds), o teor de carbono (C) e de nitrogênio (N), estoque de carbono (EstC) e de nitrogênio (EstN) e a abundância natural de δ13C no perfil do solo de uma área de Floresta Estacional Semidecidual (FES) convertida em monocultura eucalipto (Corymbia citriodora) (ERN), visando elucidar as mudanças ocorridas nesse ambiente. Para isso, foram coletadas amostras de terra em profundidades de até um metro em cada área de estudo. A conversão da FES para monocultura na área de ERN reduziu a Ds, o N e a EstC na camada superficial, no entanto foi observado um aumento na EstC nas camadas mais profundas do solo. O sinal isotópico de δ13C da vegetação que antes ocupava as áreas do plantio C. citriodora era semelhante ao encontrado atualmente na área de FES, e a época de conversão foi na profundidade 0,40 m do perfil do solo.

ABSTRACT The aim of this study was to evaluate and compare the density (Ds) and content of carbon (C) and nitrogen (N), carbon (Cstock) and nitrogen stock (Nstock), and the natural abundance of δ13C in the soil profile of an area of Semideciduous Forest (SF) converted to eucalyptus monoculture (Corymbia citriodora) (ERN) in order to elucidate the changes in these environments. For this purpose, soil samples were collected at depths up to one meter in each study area. The conversion of FES to monocultures reduced Ds, N and EstC in the surface layer. However, there was an increase in EstC in the deeper soil layers. The δ13C isotopic signal of the vegetation that once occupied areas of C. citriodora plantation was similar to that currently found in the area of SF, and the time of conversion was at the depth of 0,40 m in the soil profile.

Nos sistemas agrícolas o conteúdo de N-NH4+ e N-NO3- é significativamente afetado pelo manejo do solo. Estudou-se a dinâmica do nitrogênio (N) inorgânico (NH4+ e NO3-) em experimento com avaliação de sistemas de manejo do solo (SMS) implantado em 1988, na Estação Experimental da Fundação ABC, em Ponta Grossa, região Centro-Sul do Estado do Paraná. Objetivou-se, com este trabalho, avaliar as alterações ocasionadas pelos SMS no fluxo do N-NH4+ e N-NO3- na camada superficial de um Latossolo Vermelho, em um período de 12 meses. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos completos ao acaso, em esquema de parcelas subdivididas com três repetições. As parcelas foram constituídas pelos seguintes SMS: 1) preparo convencional (PC); 2) preparo mínimo (PM); 3) plantio direto com escarificação a cada três anos (PDE); e 4) plantio direto permanente (PDP). Para avaliar a dinâmica do N inorgânico, as subparcelas foram constituídas pelo tempo de coleta (11 tempos de coleta - T1 a T11). O conteúdo de N amoniacal (N-NH4+) e de N nítrico (N-NO3-) foi superior nos sistemas com menor mobilização do solo (PM e PDE) e sem mobilização (PDP), em comparação com o PC. No período de outubro de 2003 a fevereiro de 2004, o conteúdo de N-NH4+ no solo foi superior ao de N-NO3-. Entretanto, no período de maio de 2004 a julho 2004 o conteúdo de N-NO3- foi superior. A maior flutuação do conteúdo do N-NH4+ e do N-NO3- ocorreu na camada de 0-2,5 cm, e o maior pico na concentração N-NH4+ e do N-NO3- aconteceu depois da aplicação de N em cobertura da cultura do trigo. Tanto o N-NH4+ quanto o N-NO3- apresentaram elevada correlação com o conteúdo de C-orgânico do solo, indicando que tais atributos variam juntos no sistema.

In agricultural systems the N-NH4+ and N-NO3- contents is significantly affected by soil management. This study investigated the dynamics of inorganic nitrogen (N; NH4+ and NO3-) in an experimental evaluation of soil management systems (SMSs) adopted in 1988 at the experimental station of the ABC Foundation in Ponta Grossa, in the Central South region of the State of Paraná. The objective of this study was to evaluate the changes in N-NH4+ and N-NO3- flux in the surface layer of a Red Latosol arising from SMSs over a 12-month period. The experiment was arranged in a completely randomized block design in split plots, in three replications. The plots consisted of the following SMSs: 1) conventional tillage (CT); 2) minimum tillage (MT); 3) no-tillage with chisel plow every three years (NT CH); and 4) continuous no-tillage (CNT). To evaluate the dynamics of inorganic N, the subplots represented samplings (11 sampling times, T1 - T11). The ammonium N (N-NH4+) and nitric N (N-NO3-) contents were higher in systems with reduced tillage (MT and NT CH) and without tillage (CNT) than in the CT system. In the period from October 2003 to February 2004, the N-NH4+ was higher than the N-NO3- soil content. Conversely, in the period from May 2004 to July 2004, the N-NO3- was higher than the N-NH4+ content. The greatest fluctuation in the N-NH4+ and N-NO3- contents occurred in the 0-2.5 cm layer, and the highest peak in the N-NH4+ and N-NO3- concentrations occurred after the surface application of N. Both N-NH4+ and N-NO3- were strongly correlated with the soil organic C content, which indicated that these properties vary together in the system.

Foram avaliadas semelhanças florísticas entre duas fisionomias de Floresta Atlântica na região costeira do Brasil, denominadas Floresta de Restinga e Floresta das Terras Baixas. A hipótese era que, devido à diferença nos processos geomorfológicos, essas duas florestas difeririam em variáveis físico-químicas dos solos, composição florística, biomassa aérea e produção de serapilheira. O trabalho foi conduzido em uma área de 1 ha (100 × 100 m) em cada tipo de floresta, no município de Ubatuba, São Paulo. Foram registrados e medidos todos os indivíduos arbóreos com DAP > 4,8 cm e coletadas amostras de solo e serapilheira. As análises de agrupamento e de ordenação indicaram que os solos e principalmente a flora distribuem-se como grupos bem definidos, concordando com a hipótese de distinção entre as duas florestas. A diversidade de espécies foi maior (p < 0.0001) na Floresta de Terras Baixas (H' = 4,00 nats.indivíduo-1) do que na Restinga (H' = 3,38 nats.indivíduo-1). No entanto, a produção de serapilheira e a biomassa não diferiram (p > 0,05) entre as duas florestas. Esse aparente paradoxo poderia ser explicado supondo-se que, uma vez que espécies diferentes consigam se estabelecer na Restinga ou nas Terras Baixas e encontrem um espectro favorável de condições e recursos, elas tenderiam a persistir e se desenvolver naquele local; nesse caso, embora as condições edáficas difiram entre as duas áreas, cada espécie responderia de modo particular a essas variações, de modo que as florestas poderiam atingir valores semelhantes de biomassa e produção de serapilheira. É provável que o filtro ambiental condicionado pelos solos esteja sendo importante para a forte separação florística entre essas duas florestas.

It was evaluated the floristic similarity between two Atlantic Rainforest physiognomies in Brazilian coast area, herein called Restinga and Lowland forests. The hypothesis was that, due the differences in geomorphologic processes, these forests would differ on soil physical and chemical properties, floristic composition, live above-ground biomass and litterfall production. It was sampled 1 ha (100 × 100 m) for each site located in Ubatuba, São Paulo state, SE Brazil. Within each hectare it was recorded trees with DBH > 4.8 cm in all 10 × 10 m contiguous plots, and collected soil and litterfall samples. The cluster and ordination analyses indicated the two communities as distinct groups considering soil and floristic composition, agreeing with the initial hypothesis. Species diversity was higher (p < 0.0001) in the Lowland forest (H' = 4.00 nats.individual-1) than in the Restinga (H' = 3.38 nats.individual-1). However, litterfall production and biomass did not differ (p > 0.05) between the two forests. This apparent paradox could be explained assuming that, since different species establish themselves in the Restinga or Lowland forests and find a favorable spectrum of conditions and resources, they would tend to persist and to develop in that place; even so the edaphic conditions differ between the Restinga and Lowland forests, each species could respond in a particular way to these variations, and then both forests could reach similar values of biomass and litterfall production. It is probable that the environmental filter conditioned by soils has being important for the strong floristic segregation between these two forests.

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.

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.

A região do Cerrado representa uma das maiores áreas cultivada do mundo. Os diferentes usos do solo empregados nesta região podem modificar efetivamente as quantidades de matéria orgânica e alterar a ciclagem dos nutrientes no solo. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de diferentes sistemas de manejo nas relações entre o carbono total e os atributos químicos de um Latossolo Vermelho distrófico no Cerrado na região de Rio Verde, Estado de Goiás. As áreas estudadas foram cerradão, pastagem de baixa produtividade, plantio convencional de soja e plantio direto de soja com milho em sucessão. Os valores mais baixos no pH, cátions trocáveis, P-disponível e enxofre foram observados no Cerradão, contudo foram encontrados os maiores teores de C-total, que apresentaram correlação elevada com os teores de H+AL e a CTC potencial. Nas demais áreas, foram encontradas concentrações mais elevadas de cátions trocáveis, P-disponível e enxofre. Nas áreas onde não ocorreu o revolvimento do solo e a aplicação do corretivo e dos fertilizantes foi superficial, a estratificação dos teores de C-total promoveu a retenção dos elementos mais próximos à superfície, o que proporcionou correlações significativas com os atributos químicos do solo.

The Brazilian savanna region (Cerrado) is one of the largest cultivated areas of the world. The different land uses in the region can effectively change the quantities of soil organic matter and the cycling of nutrients. The objective of this study was to evaluate the effect of different land use management systems on the relationship between soil organic carbon and the soil chemical attributes of a Red Latosol (Oxisol) under Cerrado in Rio Verde (Goiás state). The treatments studied were native vegetation (cerradão), low-productivity pasture, conventional tillage with soybean, and no-tillage with soybean and maize. The smallest values for pH, available P, K, Ca and Mg were observed for the Cerradão treatment, even if the relatively high C levels increased the potential soil cation exchange capacity. The pasture, conventional tillage and no-tillage treatments showed higher K, Ca, Mg, available P, and S concentrations in the soil. In the areas where soil tillage did not take place and lime and fertilizers were applied superficially, the stratification of the soil organic carbon provides the retention of the elements near to the surface, with significance correlations with the soil chemicals attributes.

Os manejos conservacionistas, como o sistema plantio direto (SPD), podem ser considerados uma atividade com potencial para sequestrar C no solo. Os objetivos deste trabalho foram quantificar os estoques de C no solo e, juntamente com a dedução das emissões de óxido nitroso (N2O), calcular o sequestro de C do solo sob SPD com diferentes tempos de implantação em duas sucessões de culturas. O experimento foi instalado na Fazenda Santa Branca, em Tibagi (PR), em um Latossolo Vermelho distroférrico de textura argilosa. Os tratamentos, dispostos em faixas não casualizadas com parcelas subdivididas, foram: plantio direto por 12 anos com sucessões milho/trigo e soja/trigo (PD12 M/T e PD12 S/T, respectivamente) e por 22 anos (PD22 M/T e PD22 S/T, respectivamente). Os estoques de C no solo aumentaram com o tempo de implantação do SPD; o incremento no C do solo em 10 anos foi de 35 %, com uma taxa anual de acúmulo de 1,94 t ha-1 ano-1 . A simulação do estoque de C do solo com o uso do modelo unicompartimental mostrou que o elevado aporte de resíduos culturais e a rotação de culturas com uso de leguminosas reduziram a mineralização da matéria orgânica, o que favoreceu o acúmulo de C no solo. As emissões de N2O foram 25 % mais elevadas na sucessão milho/trigo, em relação à soja/trigo, e os diferentes tempos de SPD não promoveram aumento das emissões do N2O. O balanço entre a taxa de acúmulo de C e a emissão de óxido nitroso mostrou que o sistema apresentou saldo positivo no acúmulo de C no solo, o que significou o sequestro de CO2 de 6 t ha-1 ano-1 .

Conservationist soil management systems such as no-tillage (NT) can be considered activities with potential to increase soil carbon sequestration. The objective of this study was to quantify the soil C stocks and, along estimations of the nitrous oxide (N2O) emissions, calculate the soil C sequestration under NT for different times of implantation in two crop successions. The experiment was installed on the farm Santa Branca in Tibagi (Paraná State, Brazil), on a clayey Oxisol (Typic Hapludox). The treatments were conducted in non-random strips with subdivided plots: no-tillage with corn/wheat and soybean/wheat crop successions (NT12 M/T and NT12 S/T, respectively) for 12 years and no-tillage (NT22 M/T and NT22 S/T, respectively) for 22 years. The soil C stock increased with the time of no-tillage adoption; the increase in soil C in 10 years was 35 % and the annual accumulation rate 1.94 t ha-1 yr-1. The simulation of the soil C stock with the use of the unicompartmental model showed that the high input of crop residues and cropping systems with legume species reduced the soil organic matter mineralization that favored soil C accumulation. The N-N2O emissions were 25 % higher in corn/wheat than in soybean/wheat succession, and the different period of NT adoption did not induce higher N-N2O emissions. The balance between the soil C accumulation rate and nitrous oxide emissions indicated a positive balance of the system in the soil C accumulation, representing a CO2 sequestration of 6 t ha-1 yr-1

A atividade agrícola pode alterar a quantidade e qualidade da matéria orgânica do solo (MOS), resultando em emissões de dióxido de carbono (CO2) e óxido nitroso (N2O) do solo para a atmosfera. O sistema plantio direto (SPD) com a utilização de leguminosas em sistemas de rotação é uma estratégia que deve ser considerada tanto para o aumento da quantidade de MOS como para seu efeito na redução das emissões dos gases de efeito estufa. Com o objetivo de determinar os fluxos de gases do efeito estufa (CO2 e N2O) do solo, um experimento foi instalado em Tibagi (PR), em um Latossolo Vermelho distroférrico textura argilosa. Os tratamentos, dispostos em faixas não casualizadas com parcelas subdivididas, foram: sistema plantio direto por 12 anos com sucessões milho/trigo e soja/trigo (PD12 M/T e PD12 S/T, respectivamente) e por 22 anos (PD22 M/T e PD22 S/T, respectivamente). As emissões de CO2 do solo foram aproximadamente 20 % mais elevadas no PD22 em relação ao PD12. As emissões de CO2 apresentaram correlação significativa (R² = 0,85; p < 0,05) com a temperatura do solo, com emissões médias 40 % menores, registradas nos meses com temperaturas mais baixas. As emissões mais elevadas de N2O foram observadas após a colheita das culturas de verão, sobretudo na sucessão milho/trigo, em relação à sucessão soja/trigo. As emissões de N2O foram aproximadamente 25 % maiores após aplicação do fertilizante nitrogenado na cultura do trigo nas duas sucessões e apresentaram correlação significativa (R² = 0,88; p < 0,01) com o grau de saturação de água no solo (Sr %).

The agricultural activity can change the quantity and quality of soil organic matter (SOM), resulting in CO2 and N2O emissions from the soil. No-tillage (NT) with legume species in crop rotation is a strategy that should be considered not only to increase the SOM quantity, but also to reduce greenhouse gas emissions. The objective of this study was to determine the soil-atmosphere gas emissions with greenhouse effect (CO2 and N2O). For this purpose, an experiment was installed in Tibagi (Paraná State, Brazil), on a clayey Oxisol (Typic Hapludox). The treatments were conducted in non-random strips with subdivided plots: no-tillage crop successions corn/wheat and soybean/wheat (NT12 M/T and NT12 S/T, respectively) for 12 years and no-tillage (NT22 M/T and NT22 S/T, respectively) for 22 years. The CO2 soil emissions were nearly 20 % higher in NT22 than in NT12. The CO2 emissions were significantly correlated (R² = 0.85; p < 0.05) with soil temperature, with 40 % lower mean emissions in the months of minimal soil temperatures. Highest N2O emissions were observed after the summer crop harvest, mainly in corn/wheat compared to soybean/wheat succession. N2O emissions were approximately 25 % higher after N-fertilizer application to wheat in both crop successions, and were significantly correlated (R² = 0.88; p < 0.01) with soil water-filled pore space (Sr %).

As diferentes práticas agrícolas realizam controles distintos na dinâmica do C e N microbiano. Com o objetivo de elucidar a dinâmica do C e N microbianos em solos sob sistema plantio direto (SPD), foram avaliados - nas seqüências milho/trigo/soja e soja/trigo/soja cultivadas em solos com diferentes classes texturais - áreas e tempos de adoção do sistema na Fazenda Santa Branca, Tibagi, PR. O experimento foi instalado em quatro áreas, sendo três delas com histórico de 12 anos sob SPD, com as seguintes classes texturais: muito argilosa (PD12-TmuA); argilosa (PD12-TA) e média (PD12-TmeA); e uma com histórico de 22 anos sob SPD com classe textural argilosa (PD22-TA). No período de 18 meses foram realizadas nove amostragens de solo em quatro camadas (0-2,5; 2,5-5; 5-10; 10-20 cm). Em função do tempo de adoção do SPD, ocorreram diferenças no C microbiano entre a PD12-TA e a PD22-TA nas camadas mais profundas do solo. A PD22-TA apresentou em média 30,8 kg ha-1 de Nmic a mais que a PD12-TA e menores variações nas quantidades de N microbiano na camada de 0-20 cm. No que se refere à textura do solo, a PD12-TmuA apresentou as maiores médias de C e N microbianos na camada de 0-20 cm, exceto nos 20 dias após o plantio do trigo (jun./01). A PD12-TA e a PD12-TmeA não apresentaram diferenças significativas nas quantidades de C microbiano em qualquer dos meses analisados, na camada de 0-5 cm. Entretanto, foram encontradas diferenças quanto a esta última propriedade nas camadas de 5-10 e 10-20 cm. Os resultados indicam que o tempo de adoção do sistema plantio direto e o aumento dos teores de argila do solo favorecem os aumentos de C e N microbianos.

Different agricultural practices accomplish distinct controls on microbial C an N dynamics. The dynamics of microbial C and N in soils under no-tillage system (NT) were evaluated in the crop sequences corn/wheat/soybean and soybean/wheat/soybean in soils with different texture, areas and periods under NT at the "Santa Branca" farm, Tibagi, Paraná State, Brazil (50 ° 23 ' W, 24 ° 36 ' N). The experiment was installed at four sites, three of which had been NT cultivated in the previous 12 years, with the following textures: clay (PD12-TmuA); sandy-clay (PD12-TmeA), and sandy-clay-loam (PD12-TA); and one site 22 years under NT with texture class sandy-clay-loam (PD22-TA). During an 18 months period soils were sampled nine times in four layers (0-2.5; 2.5-5; 5-10 and 10-20 cm). Microbial C was different in PD12-TA and PD22-TA in the deepest soil layers, due to the time of NT implantation. The microbial N level in the PD22-TA averaged 30.8 kg ha-1 higher than in PD12-TA, while the variations in microbial N in the 0-20 cm layer were smaller. No significant differences were observed in the amounts of microbial C and N among the crop sequences. Regarding soil texture, the averages of microbial C and N in the 0-20 cm layer were higher for PD12-TmuA, except 20 days after wheat sowing (Jun/01). Contrasting to the 5-10 and 10-20 cm layers, in PD12-TA and PD12-TmeA the differences between microbial C levels were not significant in the 0-5 cm layer. Our results indicate that the amount of microbial C and N is favored by long-term NT and the clayey soil texture.

A variabilidade espacial de atributos físicos, químicos, biológicos ou pedogenéticos é citada como responsável por padrões encontrados na distribuição do C e nutrientes do solo. Numa toposseqüência típica da Baixada Fluminense (Planossolo Háplico - PL, Argissolo Amarelo - AA e Argissolos Vermelho-Amarelos - AV1 e AV2), buscou-se avaliar a influência da paisagem na distribuição de atributos químicos e no uso da água e o crescimento do Eucalyptus urophylla. Amostras de solo foram coletadas ao acaso em três locais da toposseqüência, para caracterização da sua fertilidade, enquanto outras foram retiradas de trincheiras nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm, para avaliação do estoque de C. A circunferência à altura do peito (CAP) e a altura (ALT) e análise isotópica do d13C de tecido foliar de plantas em cada terço da paisagem foram também avaliadas como parâmetros de crescimento e de eficiência do uso da água. Embora a fertilidade do solo tenha se relacionado com o material parental local, o crescimento do eucalipto parece estar mais relacionado com a dinâmica de água na paisagem que com a maioria dos atributos químicos do solo, pois os maiores valores de CAP e ALT foram encontrados nos terços médio e inferior da toposseqüência, menos férteis. Os valores de d13C de amostras foliares de eucaliptos dos terços superior e inferior fortalecem essa hipótese. Os estoques de C dos solos (4,75 kg m-2 para o PL, 4,63 kg m-2 para o AA, 2,93 kg m-2 para o AV2 e 2,60 kg m-2 para o AV1) se relacionaram com as diferenças na densidade do solo, conseqüência da própria mineralogia. Dessa forma, conclui-se que o relevo tem forte influência sobre os atributos químicos do solo, embora haja evidências de o crescimento do eucalipto se relacionar com a disponibilidade de água no solo.

Spatial variability of soil attributes (physical, chemical, biological or pedogenic) are related with some C stock and nutrient distribution patterns. The influence of landscape on the distribution of chemical attributes, carbon stocks and the water use and Eucalyptus urophylla growth were evaluated on typical soil series and toposequence, on Seropédica, RJ. For soil fertility evaluation, samples were collected in a transect that divided the relief into three portions. For carbon stock estimation, samples at 0-10; 10-20; 20-40; 40-60 and 60-100cm depths were collected in each portion. Circumference at breast height (CAP) and height (ALT) of plants and isotopic analysis of d13C of foliar samples collected in distinct drainage class soils were used to evaluate the eucalypt growth and water use efficiency. Although soil fertility was related to changes in parental material, eucalyptus growth seems to be more related with water dynamics in the landscape since the highest CAP and ALT values were found in the lower, less fertile, slope positions. The d13C sign found in foliar tissues confirms this hypothesis. The C stocks on different soil class (4.75 kg m-2 for Fragiaquult, 4.63 kg m-2 for Typic Kannapludalf, 2.93 kg m-2 for Typic Kannapludalf -shoulder position and 2.60 kg m-2 for the Typic Kannapludalf-backslope) were related to mineralogy and particle organization (bulk density). It was concluded that relief could modify chemical attributes of soil and eucalyptus growth, especially through water availability.

O óxido nitroso (N2O) é um importante gás do efeito estufa, com um alto potencial de provocar o aquecimento global e de vida longa na atmosfera. Grande parte dos fluxos naturais de N2O ocorre a partir dos oceanos, enquanto o restante é resultado principalmente da contribuição de processos microbiológicos (nitrificação e desnitrificação) ocorridos em solos de regiões tropicais. A disponibilidade de N para processos metabólicos dos microrganismos pode ser um importante fator no controle das emissões de N2O nesses solos. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de melhorar a compreensão acerca dos controles sobre os fluxos de N2O a partir de solos com pastagem na Amazônia. Foram investigados os efeitos da disponibilidade de N, C e umidade na emissão de N2O a partir do solo de uma pastagem submetida ou não a práticas para recuperação de sua produtividade. O estudo foi realizado em condições de laboratório, incubando o solo coletado nas seguintes situações: (a) Controle - solo com pastagem estabelecida em 1983 e com manejo tradicional, constituída de uma mistura de Brachiaria brinzantha e Panicum maximum, além da presença de uma variedade de plantas invasoras, e (b) Herbicida - dessecação total das plantas da pastagem estabelecida em 1983, para o plantio direto de arroz e posterior ressemeadura de braquiária. É oportuno ressaltar que as amostras de solo (camada de 0-5 cm) das áreas foram coletadas no terceiro dia após a aplicação do agroquímico. Para o estabelecimento das comparações e compreensão dos controles nos fluxos de N2O do solo, foram adicionados ao solo para incubação: nitrato, dextrose e água; além do uso de acetileno para bloquear a oxidação do N2O a N2, estimando, assim, a proporção de N2 que foi emitido do solo. Os maiores fluxos foram observados quando o nitrato foi acrescentado ao solo sob condições de alta umidade. A adição de dextrose (fonte de C) elevou os fluxos de forma mais intensa no solo que recebeu aplicação de herbicida, cuja disponibilidade de N também era maior. Com a aplicação de acetileno foi possível observar que grande parte do N perdido sob formas gasosas ocorre como N2. Desse modo, o processo de desnitrificação mostrou-se dominante nos fluxos de N2O a partir do solo da pastagem estudada, enquanto o N foi o fator principal no controle desses fluxos.

Nitrous Oxide (N2O) plays an important role in the greenhouse effect, owing to its high global warming potential and a long half-life in the atmosphere. A large portion of the natural N2O flux is oceanic and the remaining results mainly from the contribution of microbiological processes (nitrification and denitrification) that occur in tropical soils. The availability of nitrogen (N) for metabolic processes by microorganisms may be an important factor controlling N2O in such soils. The goal of this study was to improve the understanding of mechanisms controlling N2O fluxes from soils under pasture in the Amazon. We investigated the effects of N and carbon (C) availability, and soil moisture on N2O emission from two different pastures (with or without treatments for recovery of productivity). The study was developed under laboratory conditions by incubating soil samples from the following pastures: (a) Control - Soil from a traditionally-managed pasture established in 1983 consisting of a mixture of Brachiaria brizantha and Panicum maximum, besides a type of weed; and (b) Herbicide treated - total desiccation of pasture established in 1983 in preparation for cultivation of no-till rice and posterior grass replanting. It is important to emphasize that soil samples (0-5 cm depth) were collected on the third day after herbicide application. To compare and understand N2O fluxes, we added nitrate, dextrose and water to the soil before incubation and used acetylene to block N2O oxidation to N2, in order to estimate the N2 emitted from the soil. The highest fluxes were observed when nitrate was added to the soil under high moisture conditions. Dextrose (C source) addition increased fluxes at more extent in the soil from the pasture that received herbicide application and also displayed higher N availability. With acetylene application it was possible to observe that a large portion of N lost in gaseous forms occurs as N2. Thus, in the studied pasture the denitrification process appeared to be dominated by N2O soil fluxes and N was the main factor controlling these fluxes.

Parâmetros radiculares como distribuição, comprimento, diâmetro e matéria seca são inerentes a cada espécie de planta. As raízes podem influenciar a população microbiana durante o ciclo vegetativo através das rizodeposições e, após a senescência, integrando a matéria orgânica do solo. Pelo fato de representarem um substrato lábil, especialmente de nitrogênio, podem ditar o ritmo da disponibilidade de nutrientes na seqüência de culturas sob o sistema de plantio direto (SPD). A comparação dos sistemas radiculares do milho (Zea mays L.), cultivar Cargill 909 e da soja [Glycine max (L.) Merr.], cultivar Embrapa 59, e sua influência sobre a distribuição espacial do C e N microbianos foi feita em um Latossolo Vermelho-Escuro, textura argilosa, cultivado durante 22 anos sob SPD, no município de Tibagi (PR). Técnicas de processamento de imagens e de placa de pregos foram empregadas na avaliação de 40 quadrículas de um perfil de 80 ´ 50 ´ 3 cm, revelando que 36% das raízes de milho e 30% das raízes de soja estão concentradas na camada 0-10 cm do solo. A distribuição percentual no perfil do solo de matéria seca radicular foi semelhante nas duas culturas. O sistema radicular do milho apresentou 1.324 kg C ha-1 e 58 kg N ha-1, com maior densidade por matéria seca e de raízes em vias de decomposição na camada superficial do solo, decrescendo com a profundidade. O sistema radicular da soja (392 kg C ha-1 e 21 kg N ha-1) teve contribuição maior de raízes finas e de densidade por comprimento do que do milho. O efeito das raízes do milho sobre o C microbiano alcançou camadas mais profundas do que o das raízes da soja. O N microbiano apresentou melhor correlação com a concentração de raízes finas ativas e com as raízes em decomposição ou de forma indefinida, provavelmente em função da maior quantidade de C e N de fácil assimilação pelos microrganismos.

Some root parameters such as distribution, length, diameter and dry matter are inherent to plant species. Roots can influence microbial population during vegetative cycle through the rhizodeposits and, after senescence, integrating the soil organic matter pool. Since they represent labile substrates, especially regarding nitrogen, they can determine the rate of nutrient availability to the next crop cultivated under no-tillage (NT). The root systems of two crop species: maize (Zea mays L.) cultivar Cargill 909 and soybean [Glycine max (L.) Merr.] cultivar Embrapa 59, were compared in the field, and their influence on spatial distribution of the microbial C and N in a clayey-textured Typic Hapludox cultivated for 22 years under NT, at Tibagi, State of Paraná (PR), Brazil, was determined. Digital image processing and nail-plate techniques were used to evaluate 40 plots of a 80 ´ 50 ´ 3 cm soil profile. It was observed that 36% and 30% of the maize and soybeans roots, respectively, are concentrated in the 0 to 10 cm soil layer. The percent distribution of root dry matter was similar for both crops. The maize roots presented a total of 1,324 kg C ha-1 and 58 kg N ha-1, with higher root dry matter density and more roots in decomposition in the upper soil layer, decreasing with depth. The soybean roots (392 kg C ha-1 and 21 kg N ha-1) showed higher number of thinner roots and higher density per length unity compared to the maize. The maize roots enhanced microbial-C down to deeper soil layers than did the soybean roots. The microbial N presented a better correlation with the concentration of thin active roots and with roots in decomposition or in indefinite shape, possibly because of higher concentration of C and N easily assimilated by soil microorganisms.