Sequestro e discriminação isotópica de carbono em sistemas agrossilvipastoris

Abstract

O estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes sistemas de uso da terra no estoque e na dinâmica do carbono orgânico do solo (COS). Para isso foram coletadas amostras de solo em seis diferentes sistemas de uso da terra na Fazenda Riacho, pertencente à Votorantim Siderurgia – Unidade Agroflorestal-, no município de Vazante, MG. Os sistemas de uso da terra escolhidos foram: uma pastagem exclusiva (estabelecida a aproximadamente 35 anos); uma floresta de eucalipto velha (estabelicida em 1985); uma floresta de eucalipto nova (estabelecida em 2005); um sistema agrossilvipastoril velho ( estabelecido em 1994); um sistema agrossilvipastoril novo ( estabelecido em 2004); e uma floresta nativa de referência do cerrado local. As amostras de solo foram coletadas em 4 camadas distintas (0 – 10; 10 – 20; 20 – 50; 50 – 100 cm) em quatro diferentes áreas do mesmo sistema de uso da terra. Cada uma desses áreas foi considerada uma repetição. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado. Após a coleta o solo foi passado através de peneira de 2 mm e as amostras foram levadas para a University of Florida, FL, USA para que as análises fossem realizadas. As amostras foram fracionadas fisicamente em 3 frações: areia grossa (250 – 2000 μm); areia fina (250 – 53 μm) e silte e argila (<53 μm). Foram realizadas análises de carbono total e de seu isótopo estável (13C) em cada uma das fraçoes bem como no solo como um todo. As resultados de COT mostram que o estoque de carbono no solo, em um metro de profundidade, dos sistemas analisados seguiu a ondem: Sistema Agroflorestal Velho (148 Mg ha-1) ≥ Eucalipto Novo (143 Mg ha-1) ≥ Floresta nativa (137 Mg ha-1) = Sistema Agroflorestal Novo (130 Mg ha-1) ≥ Eucalipto Velho (121 Mg ha-1) ≥ Pastegem (116 Mg ha-1). A pastagem apresentou o maior estoque de COS na fração silte + argila e na fração areia fina que representam a forma mais estável do carbono no solo. A hierarquia dos agregados e os teores de carbono nas diferentes frações sugerem um impacto na sistema de uso da terra no estoque de carbon so solo mostrando que o solo das pastagens e dos sistemas agrossilvipastoris têm potêncial para o sequestro de carbono. Os resultados de δ13C foram maiores para a pastagem e para os sistemas agrossilvipastoris tanto no solo como um todo como para as frações. A maior parte do COS, em todas as camdas, das pastagem e para sistemas agrossilvipastoris era de origem de plantas C4. As frações do solo destes sistemas apresentaram uma contribuição de COS de origem C4 de 40%; 35%; e 92% nos sistemas agroflorestais velho; novo; e pastagem, respectivamente, na camda de 0 – 10 cm da fração areia grossa. Na fração silte e argila a contribuição do carbono de origem C4 no COS na profundidade de 50 – 100 cm foi de 80%; 65%; e 80% para os sistemas agroflorestais velho; novo e pastagens, respectivamente. Os resultados de δ13C apresentaram uma tendência de aumentar com aumento na profundidade do solo sugerindo que a a vegetação que se encontrava originalmente na região no passado mais distante (holoceno médio) era composta basicamente por plantas do ciclo C4 e não do ciclo C3 como se obseva hoje em dia. Maiores investigações precisam ser realizadas para uma afirmação mais conclusiva a respeito dessa afirmativa. Conclui-se que o sistema de uso da terra altera o estoque e a dinâmica do carbono no cerrado e que pastagens e sistemas agrossilvipastoris podem ser utilizados para mitigar o carbono atmosférico no solo.

The aim of this research was to evaluate the effect of different land-use systems in the soil organic carbon (SOC) dynamic. Samples were collected in six different systems at the Riacho farm, Vazante, MG, Brazil. Land-use systems chosen were: open pasture; native forest (Cerrado); old agroforestry; new agroforestry; old eucalyptus; and new eucalyptus. From each system, replicated soil samples were collected from four depths (0–10, 10–20, 20–50, and 50–100 cm); the samples were fractionated into 250– 2000, 53–250, and <53 μm size classes representing macroaggregates, microaggregates, and silt+clay, respectively, and their C contents and δ13C determined. Up to 1 m depth, the total SOC contents (Mg ha-1) in the systems were in the order: Old Silvopasture (148) ≥ New Eucalyptus (143) ≥ Forest (137) = New Silvopasture (130) ≥ Old Eucalyptus(121) ≥ Pasture (116). Pasture had the highest SOC content in the silt+clay and microaggregate fractions that represent more stable forms of C. The aggregate hierarchy and C content in different soil-size fractions suggest the likely impact of the (unknown) previous land-use on total C stock in these young systems, as well as the higher C sequestration potential of pasture and silvopastoral systems in the Cerrado. Results from δ13C showed that pasture and agroforestry systems had higher values of δ13C in whole soil and in the aggregate fractions. Soil organic carbon was mainly derivate from C4 plants in all land-use systems at all depths. At open pasture old agroforestry and new agroforestry systems C4 carbon in the microaggregate fraction at the layer of 0 – 10 cm corresponded to 92; 40; and 35%, respectively. At the silt+clay fraction at the layer of 50 – 100 cm C4 contribution to total SOC was 80; 80; and 65% in the open pasture; old agroforestry and new agroforestry, respectively. The δ13C values showed a trend to increase with depth increasing suggesting that in the past (mid holocen) the vegetation placed there was basically composed by plants this C4 pathway and not with C3 plants as it is seen now a day. Furthers studies are need to confirm and better understand this trend. The overall conclusion of this research was that agroforestry systems placed in the Cerrado Biome has the potential to mitigate C and might be recommended as a C sinker tool to farmers.