Abstract Intense soil preparation and disturbance in crops, over time, reduces the quantity and quality of soil organic matter. Given this context, this work aimed to determine soil carbon stocks and labile fractions under agroforestry system (AFS) and toposequences in an altitude marsh, Taquaritinga do Norte, Pernambuco, Brazil. The study was carried out at the Yaguara farm, and the areas studied were native forest with 4.57 ha and coffee plantation in shade with native forest with 25.59 ha. Soil samples were collected in four trenches measuring 1.5 x 1.5 x 0.60 m, with a distance of 50 meters. Soils were collected at depths of 0-20, 20-40 and 40-60 cm, followed by chemical, physical and density analyzes to determine soil carbon stocks and labile fractions. The area with shaded coffee showed higher values of soil carbon stocks at depths of 0-20 cm and 20-40 cm. At a depth of 40-60 cm, the AFS top toposequence showed the highest carbon stock with 11.73 Mg ha-1, followed by the area with native vegetation with 10.6 Mg ha-1, slope with 9.23 Mg ha-1 and pediment with 7.00 Mg ha-1. It was found that the top toposequence with shaded coffee exhibited a greater stock of labile carbon at depth 0-20 cm with a value of 1.06 Mg ha-1, followed by the bedding areas (SAF) with 0.88 Mg ha-1, native forest with 0.79 Mg ha-1 and slope with 0.67 g kg-1. However, the area of native vegetation showed the highest value of labile carbon at a depth of 40-60 cm. It was concluded that the area with shaded coffee in the top toposequence showed great capacity to increase total carbon stocks and labile carbon stocks of soil organic matter.

Resumo O intenso preparo e revolvimento do solo em cultivos, com o tempo, reduz a quantidade e a qualidade da matéria orgânica do solo. Diante desse contexto, este trabalho teve como objetivo determinar os estoques de carbono do solo e frações lábeis sob sistema agroflorestal (SAF) e topossequências em brejo de altitude, em Taquaritinga do Norte, Pernambuco, Brasil. O estudo foi desenvolvido na fazenda Yaguara, e as áreas estudadas foram mata nativa com 4,57 ha e plantio de café sombreado com mata nativa com 25,59 ha. As amostras de solos foram coletadas em quatro trincheiras 1,5 x 1,5 x 0,60 m, com distância de 50 metros. Foram coletados solos nas profundidades de 0-20, 20-40 e 40-60 cm, seguido de análises químicas, físicas e densidade para determinação dos estoques de carbono no solo e frações lábeis. A área com café sombreado apresentou maiores valores de estoques de carbono no solo nas profundidades de 0-20 cm e 20-40 cm. Na profundidade de 40-60 cm, a topossequência de topo do SAF apresentou maior estoque de carbono com 11,73 Mg ha-1, seguido da área com vegetação nativa com 10,6 Mg ha-1 , encosta com 9,23 Mg ha-1 e pedimento com 7,00 Mg ha-1. Verificou-se que a topossequência de topo com café sombreado exibiu maior estoque de carbono lábil na profundidade 0-20 cm com o valor de 1,06 Mg ha-1, sucedido das áreas de pedimento (SAF) com 0,88 Mg ha-1, mata nativa com 0,79 Mg ha-1e encosta com 0,67 Mg ha-1. No entanto, a área de vegetação nativa apresentou o maior valor de carbono lábil na profundidade de 40-60 cm. Concluiu-se que a área com café sombreado na topossequência topo mostrou grande capacidade para elevar os estoques de carbono total e estoques de carbono lábil da matéria orgânica do solo.

Abstract An adequate amount of soil organic matter is considered essential for long-term sustainable agriculture, ensuring good productivity. Therefore, the present study quantified carbon and nitrogen stocks and microbiological activity in soil of three different areas: Forest-pasture System, Pasture System and preserved Caatinga - used as a reference of the experiment - located in a semi-arid region, in Watershed of Pajeú River, state of Pernambuco, Brazil. Eight trenches were opened in each system to collect soil samples at depths of 0 - 10, 20 - 30 and 50 - 60 cm, for chemical and microbiological analysis. In general, attributes of soil showed better results of land use in the following order: preserved Caatinga - Forest-pasture System - Pasture System.

RESUMO A erosão do solo é um dos maiores problemas em muitas partes do mundo com impactos diretos e indiretos representando um problema muito sério na agricultura e sustentabilidade ambiental, afetando a fertilidade e qualidade do solo. Elevada erosão do solo e altas cargas de sedimentos são problemas sérios em várias regiões semiáridas no Brasil. No intuito de aplicar procedimentos de mitigação, são necessários uma estimação precisa da erosão do solo e produção de sedimentos. Este trabalho visa a abordagem do Water Erosion Prediction Project (WEPP) na quantificação da erosão em sulcos e avaliação das relações físicas e hidráulicas, essenciais para investigar o desempenho do modelo. Com este objetivo, o experimento foi desenvolvido na região semiárida da bacia hidrográfica do Exu, Serra Talhada - Pernambuco (Brasil), através de aplicações crescentes de diferentes vazões: T1: 5,87 L min-1; T2: 12,10 L min-1; T3: 20,33 L min-1 e T4: 27,57 L min-1. Amostras de descargas líquidas e sólidas foram coletadas para determinação e caracterização dos parâmetros hidráulicos da vazão nos sulcos pré-estabelecidos. Os números de Reynolds entre 2.019 e 6.929 e de Froude abaixo de 1, atestaram a ocorrência de sulcos erosivos. As perdas de solo devido à erosão nos sulcos foram elevadas após os crescentes fluxos aplicados e o valor da erodibilidade do sulco obtido foi de 0,0011 kg N-1 s-1 e a tensão crítica de cisalhamento (tc) de 1,91 Pa causando o colapso das paredes laterais, elevação da área, perímetro molhado e o raio hidráulico dos sulcos experimentais.

ABSTRACT Soil erosion is a major environmental problem in many parts of the world and represents a serious problem for sustainable agriculture and the environment, with direct and indirect impacts on soil quality and fertility. This study aimed to use the Water Erosion Prediction Project (WEPP) model to estimate rill erosion and determine soil physical and hydraulic properties, which are essential to investigate its performance. To this end, an experiment was carried out in the Exu Creek watershed, in Serra Talhada, semi -arid region of Pernambuco State (Brazil), under increasing flow rates: T1: 5.87 L min-1; T2: 12.10 L min-1; T3: 20.33 L min1; and T4: 27.57 L min-1. Liquid and solid discharges were sampled for determination and characterization of hydraulic parameters in preformed rill flows. Reynolds numbers between 2,019 and 6,929 and Froude numbers below 1 found in this study attest to occurrence of erosive rills. Soil losses due to rill erosion increased as flow rates increased. Rill erodibility was 0.0011 kg N-1 s-1, and critical shear stress (tc) was 1.91 Pa, collapsing rill sidewalls and increasing local uplift, wet perimeter, and rill hydraulic radius.