Soil organic matter pools in a tropical savanna under agroforestry system in northeastern Brazil

Abstract

This study aimed at quantifying total organic carbon stocks and its pools in Acrisol under agroforestry systems with six (AFS6) and thirteen years old (AFS13), slash-and-burn agriculture (SBA) and savanna native forest (SNF) in northeastern Brazil. Soil samples were collected at 0-0.05 m, 0.05-0.10 m, 0.10-0.20 m and 0.20-0.40 m depths in the dry and rainy seasons to evaluate total organic carbon (TOC) stocks and labile carbon (LC), fulvic acid fraction (C-FAF), humic acid fraction (C-HAF), humin (C-HF) and microbial biomass carbon (Cmic) contents. Additionally, carbon management index (CMI) was determined. Higher TOC stocks (97.7 and 81.8 Mg ha -1 for the 0-0.40 m depth in the dry and rainy seasons, respectively) and LC, humic substances and Cmic contents were observed in the AFS13 in all the depths. CMI also was higher in the AFS13 (0-0. 05 m: 158 and 86; 0.05-0.10 m: 171 and 67, respectively for the dry and rainy seasons) especially when compared to the SBA (0-0.05 m: 5.6 and 5.4; 0.05-0.10 m: 5.3 and 5.8, respectively for dry and rainy seasons). The agroforestry systems increased soil quality through the conservation of organic matter and can be considered an excellent strategy to assurance sustainability in tropical soil of Northeastern Brazil

Este estudo teve como objetivo quantificar os estoques de carbono orgânico total e de suas frações em um argissolo sob sistemas agroflorestais com 6 (SAF6) e 13 anos de idade (SAF13), agricultura de corte-e-queima (ACQ) e floresta nativa de Cerrado (FNC) no Nordeste do Brasil. As amostras de solo foram coletadas nas estações seca e chuvosa, nas camadas de 0-0,05 m; 0,05-0,10 m; 0,10-0,20 m; e 0,20-0,40 m, para avaliar os estoques de carbono orgânico total (COT) e os teores de carbono lábil (CL), fração ácido fúlvico (C-FAF), fração ácido húmico (C-FAH) e humina (C-FH) e carbono da biomassa microbiana (Cmic). Além disso, o índice de manejo de carbono (IMC) foi determinado. Maiores estoques de COT (97,7 e 81,8 Mg ha -1 para 0-0,40 m de profundidade, nas estações seca e chuvosa, respectivamente) e teores de CL, substâncias húmicas e Cmic foram observados no SAF13 em todas as camadas. O IMC também foi maior no SAF13 (0-0,5 m: 158 e 86, 0,05-0,10 m: 171 e 67, respectivamente, nas estações seca e chuvosa), especialmente quando comparado com ACQ (0-0,05 m: 5,6 e 5,4; 0,05 -0,10 m: 5,3 e 5,8, respectivamente, nas estações seca e chuvosa). Os sistemas agroflorestais aumentam a qualidade do solo por meio da conservação da matéria orgânica e podem ser considerados como excelente estratégia para a garantia da sustentabilidade em solo tropical do Nordeste brasileiro.