A importância da matéria orgânica do solo no ciclo global do carbono (C) é fundamental, pois ela se constitui no maior reservatório de C do ecossistema terrestre (SWIFT, 2001), e, portanto, constituindo-se num compartimento que desempenha papel crucial no sequestro do C (STEVENSON, 1994; QIU et al., 2015), porém podem se tornar fonte de emissão CO2 para atmosfera, se a taxa de decomposição da matéria orgânica for superior à produção primária líquida da vegetação (HOUGHTON, 2003).
O teor de carbono orgânico no solo, nada mais é do que a diferença entre a entrada de restos orgânicos de seres vivos e sua perda pela atividade respiratória do solo (raízes e microrganismos) através do fluxo de CO2 para a atmosfera. O CO2 emitido pelo solo é
produzido essencialmente pela respiração das raízes das plantas e pela decomposição da matéria orgânica promovida pela ação dos microrganismos. No caso de solos desprovidos de vegetação, a produção de CO2 em seu interior é totalmente relacionada à atividade microbiana
(OLIVEIRA et al., 2013).
O Papel das raízes no estoque e fluxo de CO2 pelas florestas ainda é bastante
desconhecido, uma das limitações, é a real necessidade de um esforço maior envolvido na coleta de dados e informações sobre o tamanho e a propagação do sistema radicular das árvores no interior do solo (GÄRTNER e BRÄKER, 2004). A biomassa das raízes tem sido bem menos avaliada que as do componente aéreo das florestas. Estimativas da biomassa radicular em ecossistemas brasileiros são pouquíssimas, referentes apenas às raízes finas e superficiais (TIESSEN et al., 1992; SALCEDO et al., 1999). Todavia, há estimativas que o estoque de carbono em raízes de florestas tropicais secas no mundo variam entre 17 a 31 Mg ha-1 (JARAMILLO et al., 2003; RAHERISON; GROUZIS, 2005), valores abaixo dos encontrados para florestas tropicais úmidas (36 a 68 Mg ha-1) (SARMIENTO et al., 2005). Medidas da produtividade de raízes no semiárido nordestino são praticamente inexistentes. Em caatinga, um dos únicos trabalhos encontrou valores médios de 2,4 Mg ha-1 ano-1 de raízes finas (<2 mm de espessura) (SALCEDO; SAMPAIO, 2008).
No tocante a atividade microbiana, geralmente se determina mediante a quantificação da biomassa microbiana, pela atividade enzimática ou através da atividade respiratória ou produção de CO2 (BORIE et al., 1999). A biomassa microbiana medida pelo
CO2 liberado durante a respiração pode ser utilizado como um indicador de sensibilidade ao
manejo adotado no solo (TIMAN et al.,1999). Estima-se que 60-80% do carbono fixado na fotossíntese de um dossel arbóreo seja perdido para atmosfera (VALENTINI et al., 2000).
Logo, o estoque de C orgânico do solo é determinado pelo balanço anual da adição de C fotossintetizado (influxo) e da perda (efluxo) de C orgânico devido a sua oxidação a CO2
pelos microrganismos heterotróficos (IPCC, 2001).
Diversos autores têm constatado a relação existente entre a liberação de C-CO2 e o
consumo de carbono prontamente disponível durante a decomposição da matéria orgânica de diferentes tipos de resíduos orgânicos (TIQUIA; TAM, 2002; MARAGNO et al.; 2007; SAID-PULLIANO et al., 2007). Isso ocorre porque durante a decomposição os microrganismos oxidam a matéria orgânica na obtenção de energia e nutrientes para o seu desenvolvimento e como consequência promovem a liberação de água, calor e C-CO2 para o
ambiente (FORTES NETO et al., 2013). Diante o exposto, tem-se que uma parte do carbono está se incorporando ao estoque de biomassa do ecossistema terrestre e ao solo, contribuindo para o sequestro de carbono, e o que não é acumulado pode estar retornando a atmosfera como gás carbônico, metano ou outras moléculas orgânicas maiores de compostos voláteis emitidos pelas plantas e microrganismos (NOBRE; NOBRE, 2002).
A produção de CO2 pode variar com a qualidade do material orgânico incorporado
ao solo (ARRIGO et al., 2002) ou em decorrência das variações estacionais definidas pelo clima e manejo implementado (SWIFT et al., 1979; BIRDSEY; PAN, 2015). Vários fatores incluindo temperatura, umidade, profundidade do solo, aeração e populações microbianas determinam a taxa de fluxo de CO2 para a superfície do solo (SILVA et al., 2006).
A variabilidade na distribuição de água na região Nordeste do Brasil em decorrência da atuação de diferentes sistemas sinóticos determina a distribuição de água no solo, a qual é um fator determinante para as trocas de energia e de CO2 entre o ecossistema e a
atmosfera. Dessa forma, a obtenção de dados a partir de experimentos possibilita estudar o comportamento do fluxo de CO2 frente às alterações ambientais (OLIVEIRA et al., 2006).
As alterações antrópicas vêm promovendo impactos sobre a produtividade dos ecossistemas naturais, alterando a atividade microbiana e como efeito, a ciclagem de nutrientes e estoque de carbono. Uma das maneiras de diagnosticar essas alterações é por meio da mensuração de emissões de CO2 do solo para a atmosfera, já que estas variam em
função da atividade microbiana e radicular do solo, disponibilidade de carbono orgânico e umidade do solo (SOUTO et al., 2004). Práticas que contribuem para a adição ou remoção de material vegetal do solo acarretam alterações na biomassa microbiana, as quais podem ser avaliadas pelos quantitativos de CO2 produzido (MATTER et al., 1999). Nesse sentido, a
respiração edáfica pode ser utilizada para se documentar mudanças na dinâmica do carbono do solo em áreas que sofreram desmatamento (FEIGL, 1995).
Portanto, a aplicação de métodos para estimar a atividade microbiana em solos é fundamental para o monitoramento ambiental e recuperação de áreas degradadas, tendo em vista que o conhecimento dos efeitos das práticas de manejo do solo sobre as comunidades microbianas é de extrema importância, devido às inúmeras funções que os microrganismos desempenham no solo. Entre os métodos disponíveis, destaca-se o da respirometria, que mede o consumo de O2 ou da produção de CO2 durante a oxidação de compostos orgânicos
(SARIG; STEINBERGER, 1994).
Alguns estudos já abordam o monitoramento do fluxo de dióxido de carbono (CO2) entre o solo e a atmosfera através do método da respirometria em área de caatinga no
semiárido brasileiro (MAIA et al., 2001; SILVA et al., 2006; ARAÚJO et al., 2009; SOUTO et al., 2009b; OLIVEIRA et al., 2013). Em todos estes trabalhos tem sido verificada a estreita dependência da atividade microbiana, estimada pela produção de CO2 frente às alterações
definidas pelo manejo adotado e pelas alterações climáticas, principalmente umidade e temperatura do solo. Assim, verifica-se que, em condições semiáridas, com altas temperaturas, chuvas irregulares, pequenos aportes de carbono e baixos níveis de matéria orgânica no solo, as populações microbianas são sazonalmente estimulada (GRISI, 1997).