Variações no estoque de C do solo e das frações 48 

Em todas as áreas experimentais verificou-se uma maior variação nos estoques de C do solo e das frações na camada superficial (Tabela 7). Nesta camada, os fluxos de matéria e energia são mais intensos, devido à maior deposição dos resíduos em superfície no PD, maior atividade da biota do solo e do sistema radicular, bem como maior influência dos fatores ambientais, de forma que a ação dos sistemas de manejo seja mais pronunciada em superfície (Corraza et al., 1999; Franzlubbers, 2002; Mielniczuk et al., 2003; Conceição, 2006).

A conversão de CE para PC levou a reduções nos estoques de C na camada de 0-5 cm no solo em PC, o qual diferiu estatisticamente do CE nos 3 solos avaliados (Tabela 7). As perdas totais de C (Mg ha-1) foram de 2,15 no LVA-GO, em 25 anos, 6,72 no LV-MS, em 30 anos e 5,31 Mg ha-1 no LVA-MA em 17 anos, sob preparo convencional, representando 14% de perdas de C no primeiro, e 38% nos outros dois solos.

Entretanto, em função da maior distribuição dos resíduos no perfil do solo em PC, na camada de 0-20 cm a magnitude das perdas nos estoques de C foi menor. Nesta camada, verificou-se no LVA-GO, um estoque de C em PC igual estatisticamente ao CE, enquanto que nos outros dois solos houve reduções significativas no estoque de C no perfil, atingindo até os 20 cm no LV- MS e até 10 cm no LVA-MA, resultando nas maiores perdas de C no LV-MS (14,60 Mg ha-1) do que no LVA-MS (7,58 Mg ha-1) em valores absolutos, porém em ambos os solos as reduções em relação ao C do solo sob vegetação nativa foi aproximadamente 23-24% (Tabela 7 e 8).

Da mesma forma que as variações nas perdas de C, os maiores acúmulos com a conversão de PC para PD, ocorreram na camada superficial. Em todos os solos o PD foi estatisticamente maior que o PC na camada de 0-5 cm e 0-20 cm, porém com maior magnitude entre tratamentos na camada de 0- 5 cm (Tabela 7 e 8). Nesta camada, o PD proporcionou aumentos nos

49 estoques de C de 4,54 Mg ha-1 (36%) por 13 anos no LVA-GO, 2,17 Mg ha-1 (20%) por 11 anos no LV-MS e 1,91 Mg ha-1 (21%) por 5 anos no LVA-MA, em comparação ao solo mantido em PC. A camada de 0-20 cm seguiu a mesma tendência, porém com menor magnitude nos aumentos dos estoques de carbono entre os tratamentos.

Tabela 8. Variação no estoque no solo (COT) e nas frações leve (C-FL) e pesada (C-FP) da matéria orgânica do solo, nas camadas de 0-5 e 0-20 cm, por todo o período após a conversão do CE para agricultura em PC (PC-CE), e de PC para PD (PD-PC), e em base anual, entre parênteses.

Prof. Δ estoque de C, Mg ha-1 Δ estoque de C, % (cm) COT C-FL C-FP COT C-FL C-FP - - - LVA-GO1 - - - - PC-CE (25 anos) 0-5 -2,15 (-0,09) * -1,24 -0,90 -14,4 -29,1 -8,5 0-20 -0,79 (-0,03) 0,19 -0,98 -1,5 1,8 -2,4 PD-PC (13 anos) 0-5 4,54 (0,35) 3,66 0,88 35,6 121,1 9,0 0-20 3,76 (0,29) 2,91 0,85 7,4 27,5 2,1 - - - LV-MS2 - - - - PC-CE (30 anos) 0-20 -14,60 0-5 -6,72 (-0,22)(-0,49) -2,64-4,60 -10,00-4,08 -38,0 -51,3-24,3 -33,0 -21,6-32,5 PD-PC (11 anos) 0-20 3,08 0-5 2,17 (0,20)(0,28) 0,880,71 1,292,37 19,8 35,36,7 7,9 15,26,5 - - - LVA-MA3 - - - - PC-CE (17 anos) 0-5 -5,31 (-0,31) -4,00 -1,31 -37,8 -49,9 -21,7 0-20 -7,58 (-0,45) -4,79 -2,79 -22,7 -27,3 -17,7 PD-PC (5 anos) 0-20 1,79 0-5 1,81 (0,36)(0,36) 1,481,27 0,330,52 20,7 36,97,00 10,0 7,04,0 CE – cerrado, PC – preparo convencional, PD – plantio direto; *Valores entre parênteses representam as variações de C em base anual para cada sistema de manejo.

1 _{Latossolo Vermelho-Amarelo em Luziânia-GO,} 2 _{Latossolo Vermelho em Costa Rica –MS,} 3 _{Latossolo Vermelho-Amarelo em Tasso Fragoso-MA.}

A taxa de perda de C (K2C) em PC foram muito maiores que as taxas

de adição (K1A) no LV-MS e LVA-MA em comparação ao LVA-GO, resultando

50 estoques de C foram maiores entre os solos com textura muito argilosa (LVA- GO, 880 g kg-1 argila, e LV-MS, 861 g kg-1 argila), do que destes em relação ao solo de textura média (LVA-MA, 270 g kg-1 de argila), indicando que outros fatores como a mineralogia, podem ter maior influência na resistência dos solos às perdas de C induzidas pelas práticas de manejo do solo (Oades., 1984 Mielniczuk et al., 2003; Six et al., 2002; Bayer et al., 2006a;).

Por outro lado, os ganhos em estoque de C com adoção do PD em relação ao PC, foram praticamente iguais em ambos os solos argilosos, 0,28, 0,29 Mg ha-1 _{ano, respectivamente no LV-MS, LVA-GO, e de e 0,36 Mg ha}-_¹

ano-1 _{e LVA-MA. Portanto, com uma taxa de acúmulo de C semelhante entre}

as áreas experimentais, o tempo para recuperação total dos estoques de C com base no solo em sua condição natural vai ser dependente do estágio de degradação que este apresenta na instalação do experimento.

Não há dados disponíveis dos estoques de C no início do experimento, porém, comparando os dois solos em PC quanto aos estoques atuais de C, por ocasião da coleta (2005), o LV – MS apresenta uma condição de degradação mais acentuada que o LVA-GO. Considerando-se que as maiores perdas de C ocorrem nos primeiros anos de cultivo após a retirada da vegetação nativa (Silva et al., 1997; Mello, 2006; Bortolon., 2008), espera-se que o experimento no LV-MS tenha inciado sob um estágio mais avançado de degradação do solo. Além disso este solo foi utilizado por 19 anos anterior a instalação do experimento enquanto que o LVA-MA por 12 anos. Assim, o tempo de experimento ainda não foi suficiente para recuperação total dos estoques de C.

Considerando os fluxos de entrada e saída de matéria e energia para o sistema solo (Vezzani, 2001), o fluxo de entrada ocorreu principalmente via biomassa vegetal e foi similar nos dois sistemas de manejo, porém os fluxos de saída foram muito maiores no PC em comparação ao PD, e muito variável entre os solos, resultando em uma maior taxa de perda em PC (K2).

Entretanto, a dinâmica do COT é dependente de como os fluxos de matéria e energia afetam as frações da MOS, e da proporção que cada fração representa no COT, a qual variou principalmente em função do uso e manejo e da textura do solo. A participação da FL no COT variou de 15 a 39% nos solos argilosos, com maior contribuição na camada superficial (Figura 7). Enquanto que no solo com textura média (LVA-MA), a participação da FL no C do solo variou de 41 a 62%, sem gradientes no perfil de solo (Figura 7).

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Figura 7. Percentagem do estoque de carbono na fração leve (FL) e fração pesada (FP) da MOS, no LVA-GO (Luziânia), LV-MS (Costa Rica) e LVA-MA (Tasso Fragoso).

0 20 40 60 80 100 CE PC PD CE PC PD CE PC PD CE PC PD 0-5 cm 5-10 cm 10-20 cm 0 -20 cm % do C orgânico total FL FP 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 PC PD CE PC PD CE PC PD CE PC PD CE 0-5 cm 5-10 cm 10-20 cm 0 -20 cm 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 CE PC PD CE PC PD CE PC PD CE PC PD 0-5 cm 5-10 cm 10-20 cm 0 -20 cm LV-MS LVA - GO LVA- MA

52 Os elevados valores da relação FL/COT no LVA-MA diferem de outros trabalhos realizados em experimentos de longa duração sob solos de textura semelhante. Conceição (2006) observou uma proporção de C da FL no COT de no máximo 37%, em um Argissolo Vermelho do Rio Grande do Sul (220 g kg-1 de argila), e Boeni (2007), em um Latossolo Vermelho (360 g kg-1 argila) observou no máximo 40% do C do solo representado pela FL. Em ambos os trabalhos citados, a maior quantidade de FL total ocorreu em solos com presença de gramíneas que promove aumento na FL pela maior proteção no interior dos macroagregados. Além disso, os autores não observaram grandes variações na proporção FL/COT entre os solos de textura média e outros solos analisados nos mesmos estudos, com maiores teores de argila.

Portanto, apesar dos solos argilosos terem maior área superficial específica para interação com a MOS, a proporção de C armazenado na FL e FP geralmente é semelhante entre solos com diferentes texturas devido a maior proteção da MOS na FP, pela interação com os minerais do solo, permitindo maior acúmulo desta fração no solo (Oades, 1984; Golchin et al., 1994a; Six et al., 2002). Portanto, o padrão de distribuição das frações no LVA- MA foi divergente tanto dos estudos encontrados em literatura como dos outros dois solos avaliados neste, embora a rotação de culturas seja semelhante nos três solos.

No entanto, acredita-se que a elevada contribuição da FL no total de C do solo pode estar relacionado à presença de carvão residual proveniente das queimas espontâneas que ocorreram no solo sob vegetação natural. Durante o fracionamento físico densimétrico foi possível identificar pedaços de carvão na fração leve visíveis a olho nu e devido à sua baixa densidade específica, o carvão pode ser recuperado na FL (Dieckow et al., 2005; Roscoe & Burmman, 2003; Brodowski et al., 2006), o que pode ser uma das razões da elevada concentração de C nesta fração.

Os estoques de C da FL foram afetados pelos sistemas de manejo nas três áreas experimentais, apresentando reduções significativas com utilização do PC, em comparação ao CE, enquanto que na conversão de PC para PD proporcionou recuperação da FL, com valores até superiores ao solo sob vegetação nativa, no LVA-GO, corroborando com resultados obtidos por outros autores (Bayer et al., 2004; Salton, 2005, Conceição, 2006; Boeni, 2007).

53 As reduções nos estoques de C da FL foram maiores principalmente na camada superficial, na qual há maior concentração de FL e os efeitos do manejo são mais intensos. Nesta camada, para os três solos em PC as médias de C na FL foram significativamente menor do que no solo sob CE (Tabela 7). O longo período em PC levou a reduções de 29 % (1,24 Mg ha-1) nos estoques de C da FL no LVA-GO, de 51% (2,64 Mg ha-1) no LV-MS e 50% e no LVA-MA 4,00 Mg ha-1_{, para a camada de 0-5 cm. Enquanto que na camada de 0-20 cm,}

apenas o LV-MS e LVA-MA apresentaram perdas de C da FL (Tabela 7 e 8). Por outro lado, a conversão para PD levou a acúmulo de FL nos três solos na camada superficial e na camada de 0-20 cm. Considerando o solo em PC como referência, o acúmulo devido à conversão para PD foi de 121% no LVA-GO, 35% no LV-MS e 37% no LVA-MA na camada de 0-5 cm, diferindo estatisticamente entre os sistemas de preparo. Na camada de 0-20 cm as variações de C na FL tiveram a mesma tendência da camada superficial, porém com menor magnitude entre os tratamentos (Tabela 7).

A maior dinâmica da FL no solo deve-se a maior susceptibilidade desta fração às alterações induzidas pelo manejo, por estar menos protegida no solo que a FP, a qual conta com a estabilização pela interação com os minerais do solo, e desta forma, geralmente representa a maior reserva de C do solo (Golchin, 1994a; Conceição, 2006; Leite et al., 2004). No LVA-GO onde ocorreram os maiores aumentos de COT (Tabela 6), a utilização do solo por 25 anos em PC ou por 13 anos em PD praticamente não afetou os estoques de C da FP. No entanto, nos outros dois solos o comportamento do C-FP foi semelhante ao COT, indicando que nestes solos o efeito do sistema PC foi mais intenso, pois afetou inclusive o C-FP que é o mais estável no solo.

Além das variações nos valores absolutos de estoque de C das frações entre os sistemas de manejo, é importante verificar quanto a variação ocorrida no estoque de C destas frações representou na variação do estoque total do solo, para inferir sobre a influência dos sistemas de manejo na dinâmica das frações da MOS.

Em todos os solos a maior contribuição da FL no aumento do C do solo foi na camada de 0-5 cm, na qual a FL contribuiu com até 41% no LV e 81% nos LVA dos aumentos no estoque de C do solo (Tabela 9). Entretanto, considerando os mecanismos de estabilização da MOS (recalcitrância, oclusão e interação coloidais (Golchin et al., 1994a; Sollins, 1996; Six et al., 2002)

54 deveríamos esperar uma maior contribuição da FP no aumento do estoque de C (Conceição, 2006) como ocorreu no LV – MS. No entanto nos dois LVA o maior acúmulo de C do solo ocorreu na FL, inclusive na camada de 0-20 cm, onde a contribuição da FL ainda representou aproximadamente 71% e 77% do aumento do estoque de C respectivamente no LV-MS, LVA-MA e LVA – GO (Tabela 9).

Tabela 9. Contribuição das frações leve (FL) e pesada (FP) no aumento do estoque de C do solo, com a conversão de preparo convencional para plantio direto, nas camadas de 0-5 e 0–20 cm, dos três experimentos avaliados. Solo-Local Profundidade (cm) Δ fração ( Mg ha-1) (Δ fração/ ΔCOT) x 100 (%) FL FP FL FP LVA-GO1 _{0-5 3,66 0,88 80,7 19,3} 0-20 2,91 0,85 77,3 22,7 LV –MS2 _{0-5 0,88 1,29 40,8 59,2} 0-20 0,71 2,37 23,1 76,9 LVA-MA3 0-5 1,48 0,33 81,8 18,2 0-20 1,27 0,52 70,9 29,1

1 _{Latossolo Vermelho-Amarelo em Luziânia-GO;} 2 _{Latossolo Vermelho em Costa Rica –MS ; Latossolo} Vermelho-Amarelo em Luziânia-GO. 3 Δ fração / ΔCOT*100, Δ obtido pela diferença entre o plantio direto e preparo convencional

A baixa variação dos estoques de C da FP nos LVA pode estar relacionado ao efeito da mineralogia. Ambos os solos apresentaram predomínio de goethita na fração argila (Tabela 2, item 4), indicado pela elevada relação Gt/Gt+Hm (0,87 no LVA-GO e 0,96 no LVA-MA). Este mineral apresenta cristais de menor tamanho e maior área superficial específica (ASE) do que a hematita (Inda & Kampf, 2005), e maior concentração de grupos funcionais–OH na superfície, o que favorece uma forte interação com a MOS, resultando na formação de complexos-organominerais bastante estáveis (Stevenson, 1994; Cornell & Schwertmann, 1996; Deng e Dixon., 2002 ). Além disso, o LVA-GO apresentou também elevada relação Gb/Gb+Ct (0,68), indicando predomínio de gibbsita em relação à caulinita na fração argila.

Dentre os três solos, o LVA-GO foi o que apresentou maiores teores de gibbsita e goethita na fração argila comparado ao LV-MS, e maior teor de

55 goethita comparado ao LVA-MA. Neste último, apesar de quase todo teor de óxidos de Fe estar na forma de goethita [Gt/(Gt+Hm)= 0,96], o teor de argila é menor e esta praticamente ausente de gibbsita ( Tabela 2, item 4). Este comportamento dos solos reforça a importância da goethita e gibbsita como agentes agregantes na formação de complexo organo-minerais de alta estabilidade nos Latossolos, resultando em microagregados altamente resistentes a dispersão (Pinheiro-Dick & Schwertmann, 1996; Ferreira et al., 1999 ; Vitorino et al., 2003 ; Inda Junior, 2005; Tonin et al., 2007).

Outra evidência da alta estabilidade de microagregados no LVA – GO foi à elevada energia necessária para dispersão, de 1096 J mL-1_{, enquanto nos}

demais solos foi de 407 J mL-1, determinadas previamente ao fracionamento físico (Tabela 2, item 4). O comportamento do C da FP no LVA-GO e a elevada energia para dispersão indica que a ação conjunta da goethita e gibbsita foi mais eficiente do que isoladamente. E esta pode ser a razão de sua alta resistência, não apresentando perdas significativas de C na FP por 25 anos em PC, enquanto que no LVA-MA, apesar dos elevados teores de goethita, a FP foi mais afetada, porém com menor magnitude comparado ao LV-MS.

A elevada estabilidade dos microagregados diminui a dinâmica das partículas finas do solo, reduzindo a área disponível para interações da MOS com a matriz mineral (Zotareli et al., 2007), diminuindo a possibilidade destas interagirem com a MOS (Hassink, 1997). O mesmo comportamento do solo é esperado quanto à capacidade de armazenar C na FP, visto que o acúmulo de MOS na FP é dependente da área disponível para as interações (Roscoe & Burmann, 2003; Dieckow, 2003), os microagregados são muito resistentes, estes poderiam apresentar um comportamento semelhante a partículas de silte e argila diminuindo a área superficial da fração mineral disponível para interações com a MOS.

No LV-MS com textura semelhante ao LVA-GO, porém com menores teores de Gb e Gt, e uma menor energia necessária de dispersão do solo, apresentou maior dinâmica no C da FP, o que provavelmente se deve a maior dispersão e formação de microagregados, o que permite maior dinâmica das partículas de argila, possibilitando maiores aportes de carbono na FP, como também as perdas em relação ao Cerrado.

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