O presente trabalho teve como objetivo caracterizar o processo de decomposição da fração orgânica de biossólidos, após aplicação no solo, correlacionando com a composição química inicial da matéria orgânica (MO) dos resíduos. Também foi objetivo, quantificar, no campo, o efeito de um biossólido alcalino na MO de um Latossolo cultivado com eucalipto, após cinco anos da aplicação de doses do resíduo ou de fertilizantes minerais. A degradação da MO de biossólidos foi avaliada por meio da incubação de misturas de solo e cinco biossólidos, em dose correspondente a 40 t ha-1, com quantificação do CO2 emitido durante um período de 70 dias. Os biossólidos foram escolhidos em função de diferenças no sistema de tratamento de esgotos e/ou condicionamento químico para desidratação e/ou etapa complementar visando melhor adequação ao uso agrícola: BAC - biossólido anaeróbio condicionado com cal e cloreto férrico e desidratado mecanicamente; BAP - biossólido anaeróbio condicionado com polímero sintético e desidratado mecanicamente; BAS - biossólido anaeróbio seco termicamente; BLP = biossólido proveniente de lagoas de estabilização, condicionado com polímero sintético e desidratado mecanicamente; e CL - composto de lodo de esgoto obtido por compostagem em pilhas aeradas após mistura do BLP com bagaço de cana-de-açúcar e restos de poda urbana. A MO dos biossólidos foi analisada quanto aos teores totais, orgânicos e inorgânicos de C, N e P; teor de carbono solúvel em água; frações do carbono orgânico em função de graus de oxidação; e teores de açúcares solúveis, proteína bruta, lipídeos, hemicelulose, celulose, lignina, taninos e fenóis. Em todos os biossólidos o C e o N predominaram em compostos orgânicos, enquanto que a partição do P, entre compostos orgânicos e inorgânicos, foi função do tratamento dos esgotos e/ou condicionamento para desidratação. As taxas de degradação dos biossólidos foram, de modo geral, baixas e os menores valores foram observados para o BLP e o CL, provavelmente devido a maior estabilidade da MO desses resíduos. Em todos os biossólidos houve expressiva participação do compartimento protéico como constituinte da MO, apresentando valores médios entre 25 e 46 % do total de MO. A proteína bruta foi o parâmetro que melhor correlacionou com a taxa de degradação dos biossólidos ao final de 70 dias de incubação (r = 0,999 e Prob. > t inferior a 10-4), sendo promissora sua utilização no sentido de previsão da degradação da MO de biossólidos após aplicação no solo. O estudo de caso, no campo, foi desenvolvido em área com Eucalyptus grandis plantado em março de 1998 e fertilizado, quatro meses depois, com biossólido ou fertilizantes minerais. Os tratamentos avaliados foram: (i) Controle; (ii) Fertilização Mineral com N, P, K, B e Zn (Fert. Mineral) ; (iii) 10 t ha-1 de biossólido + K (10 t há-1); (iv) 20 t ha-1 de biossólido + K (20 t ha-1); e (v) 40 t ha-1 de biossólido + K (40 t ha-1). Em setembro de 2003 foram coletadas amostras de solo das camadas 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-60 cm. Em todas as amostras foram determinados os teores totais de C e N e a densidade aparente. Nas amostras coletadas até 20 cm de profundidade, foram feitas determinações de pH, frações de C-orgânico por graus de oxidação, teores de alguns compostos orgânicos (açúcares solúveis, proteína bruta, lipídeos, hemicelulose, celulose e lignina), CTC a pH 7,0 e CTC ao pH natural. Os resultados praticamente não evidenciaram alterações na MO do solo, após cinco anos da aplicação do biossólido ou de fertilizantes minerais. Os estoques médios de C e N, até 60 cm de profundidade, foram iguais a 92,86 e 4,41 t ha-1, respectivamente. Cerca de 50 % do total de C esteve no compartimento denominado lábil, o que é típico de sistemas naturais ou manejados onde há o favorecimento ao retorno de resíduos vegetais ao solo. Dos compostos orgânicos determinados, houve variação significativa somente do teor de lignina na MO do solo (0-5 cm), com maiores valores nos tratamentos 40 t ha-1 de biossólido e Fert. Mineral, sendo tais resultados atribuídos a maior deposição de folhas nesses tratamentos e à natureza recalcitrante da lignina no ambiente. A CTC (pH natural) mostrou-se mais dependente dos valores pH do solo, do que dos teores de C, não evidenciando benefícios da MO dos biossólidos nessa propriedade, somente de forma indireta pela elevação do pH do solo tratado. / The aim of this work was to characterize the organic fraction decomposition process of the biosolids in soil, correlating to initial organic matter (OM) composition of residue. Another objective was quantify, under field conditions, the effect of alkaline biosolid on Oxisol OM, in a site planted with eucalyptus and after five years of the residue application or mineral fertilizers application. The OM decomposition of the biosolids was evaluated using the incubation of soil mixtures and five biosolids, in a rate of 40 t ha-1, with quantification of the CO2 emitted during a period of 70 days. The biosolids were chosen in function of the treatment system of sewage and/or chemical conditioning for biosolid dehydration and/or complementary stage to adequate the residue for agricultural use: BAC - anaerobic biosolid conditioned with lime and ferric chloride and mechanically dehydrated; BAP - anaerobic biosolid conditioned with synthetic polymers mechanically dehydrated; BLP - biosolid originated in stabilization ponds and conditioned with synthetic polymers mechanically dehydrated; CL - sewage sludge compost originated from aerated pile composting of a mixture of BLP, crushed sugar cane and remains of urban pruning. The OM of the biosolids was analyzed regarding the total, organic and inorganic contents of C, N and P; content of water-soluble carbon; oxidizible organic carbon fractions; and contents of soluble sugars, crude protein, lipids, hemicellulose, cellulose, lignin, tannins and phenols. All biosolids had C and N predominance in organic compounds, while the P distribution in organic and inorganic compounds was as a function of the treatment used in the Plants. The decomposition rates of the biosolids, in general, were low and the lowest values were observed for BLP and CL, probably due to higher OM stability of the residues. There was expressive participation of protein pool in all biosolids, with mean values between 25 and 46 % of total OM. The crude protein was the parameter that better correlated with biosolid degradation rate at the end of 70 days of incubation (r = 0.999 e Prob. > t lower than 10-4), being promising its use in order to expect the biosolid OM decomposition after soil application. The study case, on the field, was developed in an area with Eucalyptus grandis planted on March 1998 and fertilized, after four months, with biosolid or mineral fertilizers. The appraised treatments were: (i) Control; (ii) Mineral Fertilization with N, P, K, B and Zn (Mineral Fert.); (iii) 10 t ha-1 of biosolid + K (10 t ha-1); (iv) 20 t ha-1 of biosolid + K (20 t ha-1); and (v) 40 t ha-1 of biosolid + K (40 t ha-1). Soil samples were taken from 0-5, 5-10, 10-20, 20-30 and 30-60 cm soil depths, on September 2003. Total amounts of C and N and bulk density were determined in all samples. In the samples collected up to 20 cm of depth, were made pH determinations, oxidizible organic carbon fractions, amounts of some organic compounds (soluble sugars, crude protein, lipids, hemicellulose, cellulose and lignin), CEC the pH 7,0 and CEC to the natural pH. In general, the results did not show differences in the soil OM, after five years of the biosolid application or mineral fertilizers application. The mean values of C and N stocks up to 60 cm soil depth were the same to 92.86 and 4.41 t ha-1, respectively. About 50% of the total C was in the fraction denominated labile, which is typical of natural systems or managed systems where the return of plant residues to the soil is allowed. From the determined organic compounds, only the lignin content (0-5 cm depth) was different between the treatments, with higher concentrations in the treatments 40 t ha-1 of biosolid and Mineral Fert., probably because the largest depositions of leaves on soil surface in these treatments and the natural slow decay of lignin. The CEC (natural pH) values were more dependent on soil pH, than on the soil C content. Benefits of OM biosolids in soil CEC were not observed.

A mudança do uso da terra modifica os ciclos dos elementos no solo, com alterações nos fluxos dos gases do efeito estufa (GEE). O tempo de implantação do sistema plantio direto associado a uma planta de cobertura (SPD) pode recuperar o estoque de carbono (C) no solo e mitigar o aumento da temperatura global devido à elevação da concentração dos gases do efeito estufa. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nos estoques de C e N do solo com o tempo de implantação do SPD tomando como referência absoluta a condição original (Cerradão) e, também com referencia relativa áreas com mudança do uso da terra, uma sob pastagem, e outra sob plantio convencional. O estudo foi realizado em áreas situadas no município de Rio Verde-GO (17º50\' a 18º20\' S e 51º43\' a 50º19\' O), em um Latossolo Vermelho distrófico com teores de argila entre 50 e 70 %. O delineamento experimental empregado foi inteiramente casualisados com parcelas subdivididas, constando de doze áreas, estas divididas em três sub-áreas cada qual com seis pontos de amostragem e cinco profundidades (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40 cm). As áreas amostradas foram três sob Cerradão (CE, 2CE e 3CE); uma sob pastagem (PA), uma sob plantio convencional (PC), e sete em SPD com uma área de conversão do plantio convencional para o SPD (PD 0) e áreas com 4, 5, 7, 8, 10 e 12 anos de implantação do sistema (PD 4, PD 5, PD 7, PD 8, PD 10, PD 12). As variáveis estudadas foram: os atributos físicos e químicos, os estoques de C e N e a composição isotópica do 13C/12C e 15N/14N. Os fluxos dos GEE (CO2, N2O e CH4) foram determinados no CE, PA PC e PD com 8, 10 e 12 anos, além das quantidades de N-inorgânico e C e N-microbiano. Os resultados deste estudo mostraram que o SPD promoveu melhoria nos atributos físicos como a redução da compactação do solo, e nos atributos químicos como o aumento do pH e da disponibilidade de K, P, Ca e magnésio nas camadas superficiais do solo. Os estoques de C e N foram maiores nas áreas sob Cerradão (80 e 4 Mg ha-1, respectivamente para o C e N). Os menores valores nos estoques de C foram reportados no PD 0, PC e PA (54; 62 e 64 Mg ha-1, respectivamente). O tempo de implantação do SPD aumentou o estoque de C no solo, de modo que no PD 12 foi encontrado estoque de C igual as áreas sob Cerradão. A taxa anual de acúmulo de C no SPD foi calculada em 1,26 Mg ha-1 ano-1 (0-40 cm). As quantidades médias de C e N-microbiano e N-inorgânico foram encontradas no CE, o Nnitrato correspondeu a 60 % do total em todas as áreas. A maior emissão total em Cequivalente foi observado na PA (160 kg ha-1 ano-1), no CE foi de 135 kg ha-1 ano-1, enquanto que para o PC e SPD as emissões foram de 121 e 129 kg ha-1 ano-1, respectivamente. O seqüestro de C no solo sob SPD para a situação avaliada foi de 1,13 Mg ha-1 ano-1. O SPD mostrou neste estudo, que é uma prática agrícola que melhora as condições do solo, promovendo o aumento no estoque de C sem o aumento nas emissões de N2O e CH4 podendo tornar-se uma alternativa para mitigar as emissões dos GEE, garantindo a sustentabilidade do sistema produtivo / The land-use change transforms the elements cycles in the soil, with alterations in the greenhouse gas (GHG) emissions. The time of implementation of the no-tillage system associated with a cover crop (NT) can recover the carbon (C) stocks in the soil and thus mitigate the global temperature increase due increasing GHG concentration. Therefore, the objective of this work was to evaluate the alterations of the soil carbon and nitrogen stocks following implementation time of no-tillage (NT) system taking as absolute reference the original condition (Cerradão) and, also, as relative reference, areas with other land use change, one under pasture, and other under conventional tillage. The study was done in areas located at Rio Verde (Goias state, Brazil) (17°50\' to 18°20\' S and 51°43\' to 50°19\' W), in a Oxisol (very clayed Red Dystrofic typic Latosol) with clay contents in the range 50 - 70 %. At each site, samples were taken randomly with subdivided parcels; these sites were divided in three sub-areas with six sampling locations and five depths (0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40 cm.). The sampled sites were three under ?Cerradão? (CE, 2CE and 3CE); one pasture (PA), one conventional tillage (CT), and seven situations under no-tillage system with an area recently converted from conventional tillage to no-tillage (NT 0), and areas with 4, 5, 7, 8, 10 and 12 years of implementation of the no-tillage (NT-4, NT-5, NT-7, NT-8, NT-10 and NT- 12). The variables studied were: physical and chemical attributes, the C and N stocks and the isotopic composition of 13C/12C and 15N/14N. The GHG emissions (CO2, N2O and CH4) were measured in CE, PA, CT and NT with 8, 10, and 12 years together with the quantity of inorganic-N and microbial C and N. The results of this study showed that these no-tillage systems guaranteed the physical attribute improvement with the decrease of the soil compaction and in the chemical attributes with increase of pH and of the availability of K, P, Ca and magnesium in the soil superficial layers. The carbon and nitrogen stocks were higher in ?Cerradão? (80 and 4 Mg ha-1, respectively to C and N). The lowest values in the carbon stocks were reported in NT-0, CT and PA (54; 62 and 64 Mg ha-1, respectively). The implementation time of no-tillage (NT) system increased the carbon stock in the soil, leading to carbon stock in the NT-12 area in the same level of the ?Cerradão? areas. The annual soil C accumulation in the NT system was calculated in 1,26 Mg ha-1 yr?1 (0-30 cm). For all areas, the average quantities of C and microbial-N and inorganic-N were found in CE, nitrate-N corresponded 60 % of the total. The highest total emission in C-equivalent was observed in PA (160 kg ha-1 yr-1), in CE it was 135 kg ha-1 yr-1, and amounted 121 and 129 135 kg ha-1 yr-1 for the CT and NT respectively. The carbon sequestration in the soil under (NT) for the studied situations was 1,13 Mg ha-1 yr-1. The No-tillage (NT) system studied showed to be an agricultural practice that improves the soil condition, promoting the increase of carbon stock without the increase of N2O and CH4 emissions, being thus an alternative to diminish the GHG emissions, and guaranteeing the sustainability of the productive system

O bioma Cerrado ocupa aproximadamente 20% do território brasileiro e dos seus 207 milhões de hectares, 14 são ocupados com agricultura (grãos) e 50 por pastagens cultivadas. Dessa forma, o conhecimento da dinâmica da matéria orgânica (MOS) e da agregação do solo com o emprego de diferentes usos da terra e manejos agrícolas após a conversão do sistema nativo é de extrema importância para o desenvolvimento socioeconômico e, principalmente, ambiental da região no que se refere à sustentabilidade dos sistemas produtivos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar as alterações nos os estoques de C e N, assim como a agregação, o fracionamento da MOS, a origem do C e N (delta13C e delta15N) e as propriedades microbiológicas do solo. O estudo foi realizado em um Latossolo vermelho distrófico de textura argilosa (50-70% de argila) no município de Rio Verde (GO) (\'17GRAUS\'39\'07\'\'S e \'51GRAUS\'06\'49\'\'O). As áreas consistiram de um sistema nativo de fitofisionomia Cerradão (CE), uma pastagem de baixa produtividade com 20 anos (PA-20), um sistema plantio convencional com 29 anos (SPC-29) e quatro sistemas plantio direto com 3(SPD-3), 7(SPD-7), 10(SPD-10) e 15(SPD-15) anos de uso. As amostras de solo (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 e 30-40cm) foram coletadas em julho de 2006 (época seca) e fevereiro de 2007 (época chuvosa). Os estoques de C do solo, além de comparados entre as áreas de estudo, também foram comparados aos resultados obtidos nos mesmos locais em um estudo anterior realizado há 3 anos (2004). A densidade foi inferior e o teor e estoque de C do solo (0-40 cm) superior nas áreas sob CE, SPD-15 e SPD-10 (exceto a densidade) em relação às demais áreas. No período médio de 3 anos não houve diferenças estatísticas entre os estoques de C, enquanto a densidade do solo elevou-se significativamente nas áreas SPC-29 e SPD-7. As áreas sob SPD apresentaram taxa média de acúmulo de C anual no solo estimada em 1.17 Mg ha-1. Esses resultados sugeriram que a prática do SPD nas áreas verificadas, precedido por nove anos de cultivo sob SPC, levou aproximadamente dez anos para o restabelecimento do estoque de C semelhante à condição sob vegetação original do Cerrado. Foi verificada elevada agregação do solo, semelhante nas épocas seca e chuvosa, com predominância de agregados >2,00mm em todas as áreas e camadas de solo avaliadas. No CE e na PA-20 foram observados os maiores DMP e quantidades de agregados >2,00mm, sendo que os sistemas de plantio afetaram negativamente essas variáveis. Nos sistemas agrícolas, os SPD tiveram os maiores valores DMP e agregados > 2,00mm em comparação ao SPC-29 na camada 0-5cm de solo. Quanto a quantidade de MOS leve livre e aos teores de C e N nas classes de agregados do solo, o CE e o SPD-15 em comparação as demais áreas indicaram maiores valores, com intermediários no SPD-10 (exceto N). Os teores de C, principalmente na classe de agregado >0,25mm (0-5 cm), o DMP e estoque de C (0-20cm) apresentaram correlação significativamente positiva. Dessa forma, as observações referentes ao C e a agregação do solo indicaram que a preservação e a manutenção da classe de agregados >0,25 mm foram processos fundamentais para os maiores níveis de C observados no CE, SPD-10 e SPD-15. E a quantidade de MOS leve livre verificada, componente responsável pela manutenção dos agregados, concordam com a correlação observada. Na área PA-20, mesmo com elevada agregação do solo, provavelmente pela baixa produtividade da gramínea não houve disponibilidade suficiente de C (via MOS) para a manutenção das classes de agregados, acarretando no menor estoque de C em relação as demais áreas (exceto ao SPC-29). A mesma insuficiência de MOS ocorreu na área SPC-29, mas nesse caso devido ao revolvimento do solo que acelerou a oxidação da MOS, visto que o aporte de resíduos culturais na área é semelhante as sob SPD, por utilizarem a mesma sucessão de culturas. No CE os valores mais negativos de delta13C observados em relação a PA-20 representam a predominância de plantas de ciclo fotossintético C3. E o mesmo padrão significativo de enriquecimento de delta13C e delta15N no solo em profundidade ocorreu devido à mineralização da MOS, exceto nos valores de delta13C na PA-20 provavelmente a gradativa substituição da MOS original. Os menores valores de delta15N no Cerrado podem estar indicando maior fixação biológica de N em relação à pastagem. Da MOS original do CE, 83% foi substituída na área PA-20 e apesar da elevada substituição, demonstra que baixa produtividade da gramínea pode ter influenciado no menor estoque de C da área em relação ao CE. Não foram verificadas diferenças nos valores de delta13C e delta15N entre as classes de agregados em cada área de pesquisa. Os valores de C e N microbiano (Cmic e Nmic), assim como as relações com os teores de C e N totais, e o qCO2 foram influenciados pelas estações sazonais, sendo maiores na época chuvosa, exceto para o qCO2. Menores valores de qCO2 na época chuvosa refletiram maior eficiência de imobilização de C na biomassa microbiana. Para as áreas sob uso da terra, os maiores valores de Cmic e Nmic foram observados na PA-20 e os menores no SPC-29. Esses resultados indicaram melhores condições ao desenvolvimento microbiano na PA-20 provavelmente ao cultivo da gramínea, a excreção dos animais e a reforma da área (dezembro/2007). A adoção do SPD foi importante fator no aumento do Cmic e Nmic em relação ao SPC, possivelmente ao não revolvimento do solo e aporte de resíduos e superfície, que com o tempo de implantação adaptou a biomassa microbiana a uma nova condição. O Cmic e o Nmic indicaram alterações nas áreas implantadas em relação ao Cerrado e apontou maior equilíbrio da microbiota nessa área / The Savannah biome occupies 20% of the Brazilian territory, approximately, and of their 207 million hectares, 14 are taken by agriculture (grains productions) and 50 for farming (cultivated pastures). In that way, the knowledge of soil organic matter (SOM) dynamics and the soil aggregation with the different uses and agricultural handlings after the conversion of the native system is very important for the socioeconomic development, environmental preservation and the sustainability of the productive systems. Therefore, the objective of this research was to evaluate the alterations of C and N stocks, the aggregation, the SOM fractionation, the origin of C and N (delta13C e delta15N) - and the microbiological properties of the soil. The study was accomplished in a Oxisol (clayey Red Dystrophic Latosol) with 50-70% of clay in the municipal district of Rio Verde (Goias state, Brazil) (\'17GRAUS\'39\'07\'\'S and \'51GRAUS\'06\'49\'\'W). The areas consisted of a native system of Savannah (CE) phytophysionomy (Cerradão), a pasture of low productivity with 20 years (PA -20), a conventional till with 29 years (SPC -29) and four no-till areas with 3 (SPD -3), 7 (SPD -7), 10 (SPD -10) and 15 (SPD -15) years of use. The soil samples from different depths (0-5, 5-10, 10-20, 20-30 and 30-40cm) were collected in July of 2006 (dry seasonal) and February of 2007 (rainy seasonal). The soil C stock, besides having compared among the study areas, its were also compared to the results obtained at the same places in a study accomplished previously, 3 years ago (2004). The C content and stock were higher (0-40cm) in the areas under CE, SPD-15 and SPD-10 and the bulk soil was lower in relation to the other areas. In the medium period of 3 years (2004 to 2007) there were not statistical differences among the storage of C, while the bulk soil were increased significantly in the areas SPC-29 and SPD-7. The areas under SPD showed medium rate of annual C accumulation in the soil valued to as 1.17 Mg ha-1. Those results suggested that the practice of SPD in the verified areas, preceded by 9 years of cultivation under SPC system, it took approximately ten years for the re-establishment of the C stock similar to the original vegetation (CE). Similar aggregation of the soil was verified in the dry and rainy seasons, with predominance of aggregates > 2.00mm in all areas and soil layers evaluated. In CE and in the PA-20 the largest mean weighed diameters (MWD) and amounts of aggregates were observed > 2,00mm, and the till systems affected negatively that variables. In the different agricultural systems, SPD had the largest values MWD and aggregates > 2.00mm in comparison with SPC-29 in the layer 0-5cm of soil. In relation to light free fraction from SOM and C and N in the soil aggregates, CE and SPD-15 in comparison to other areas indicated larger values, with intermediate SPD-10 (except N). The C content, mainly in the aggregate class > 0,25mm (layer 0-5cm of soil), DMP and C stock C (0-20cm) showed positive correlation. In that way, the observations regarding C and the soil aggregation showed that the preservation and the maintenance of the aggregates class > 0.25mm were fundamental processes to the largest levels of C observed in CE, SPD-10 and SPD-15 systems. The amount of light free fraction verified, responsible component for the maintenance soil aggregates, is in agree with the observed correlation. In the PA-20 area, even with high soil aggregation, probably for the low productivity of the grassy, there was not enough readiness of C (through SOM) for the maintenance of the aggregates classes, resulting in the smallest storage of C in relationship the other areas (except to SPC -29). The same deficiency of SOM happened in the area SPC-29, but in that case due to the rotation of the soil that accelerated the oxidation of the SOM, because the contribution of cultural residues in the area is similar to SPD, because these use the same cultures succession. The more negative values of delta13C observed in CE is due by the higher predominance of plants with C3 photosynthetic cycle. The same significant pattern of enrichment of delta13C and delta15N happened in the depth of the soil due to the SOM mineralization, with exception of the delta13C values in the PA-20 systems, due probably by the gradual substitution of the original SOM in the 20 years of CE transfer to PA-20 systems. The smallest delta15N values in CE system can be indicating larger N biological fixation in relation to the pasture. Of the original SOM of CE, 83% was exchange in the PA-20 area and in spite of the high exchange, the lowers productivity of the grassy might have influenced in the smallest C stock in the PA-20 to CE system. Differences were not verified in the values of delta13C e delta15N among the soil aggregates classes in each researched area. The microbial C e N values (Cmic and Nmic), as well as the relationship with the C e N contents and the qCO2 were influenced by the seasonal stations, being C e N larger and the qCO2 smaller at the rainy seasonal. The smaller qCO2 values in the rainy seasonal reflect the largest efficiency of C immobilization in the microbial biomass. The largest values of Cmic and Nmic were observed in the PA-20 and the smallest in SPC -29. Those results indicated better conditions to the microbial development in the PA-20 probably due to the grassy cultivation, the animal excretion and the reform of the area (December /2007). The adoption of SPD was an important factor in the Cmic and Nmic increase in relation to SPC, possibly due to the non soil rotation, the contribution of vegetables residues on the soil surface and- better microbial biomass adapted to the new condition of NT implantation. The Cmic and Nmic indicated alterations in the new areas implanted in relation to the CE and it pointed larger balance of the microbiota in CE system

Condições de topografia e clima fazem do Cerrado a fronteira agrícola mais promissora do mundo. A derrubada e queima da vegetação natural, seguida do cultivo convencional do solo resulta na diminuição do estoque de matéria orgânica do solo (MOS) e aumento da emissão dos gases do efeito estufa. Práticas conservacionistas, tal como o sistema de plantio direto (SPD), podem ser estratégias eficientes de mitigação desses efeitos. O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações nas características químicas e na MOS nas principais fases de conversão do Cerrado da Amazônia em área agrícola, envolvendo cultivo convencional e SPD. O estudo foi realizado na Fazenda União em Vilhena (RO). O solo avaliado foi um Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico típico muito argiloso. As amostragens de solos e de gases foram realizadas em julho de 2004 e janeiro de 2005 em seis situações: Cerrado (CE), áreas sob cultivo convencional (1PC e 2PC) e áreas sob plantio direto (1PD, 2PD e 3PD), após o período de dois anos cultivado com a cultura do arroz em cultivo convencional. O delineamento foi inteiramente casualizado e com cinco repetições. As amostras de solo foram seccionadas nas seguintes camadas 0-5, 5-10,10-20 e 20-30 cm. As amostras de gases foram submetidas à análise de CO2, N2O e CH4. O SPD associado à mudança de uso da terra aumentou pH e reduziu a acidez potencial do solo. Obtiveram-se somente valores negativos de ∆pH, e estes foram maiores nas camadas mais profundas. Os maiores valores de CTC potencial foram obtidos nas situações sob SPD e no Cerrado, onde também se observaram maiores teores de carbono total. O plantio direto associado á aplicação de fertilizantes fosfatados no sulco de plantio, aumentou os teores de P disponível do solo, entretanto, foi observada grande variabilidade espacial. Observaram-se maiores teores de bases trocáveis nas situações sob SPD, no entanto, somente na situação 3PD foi obtida a saturação por bases desejada. Após a conversão do Cerrado em agricultura observou-se tendência de aumento da densidade aparente do solo. O aumento do estoque de carbono no solo correlacionou positivamente com aumento do estoque de P disponível, do estoque de bases trocáveis, do pH do solo, da CTC potencial, da saturação por bases e com redução da acidez potencial do solo. A conversão do Cerrado em área agrícola em sistema de plantio direto resultou em taxa anual de acúmulo positiva nos estoques de carbono e nitrogênio do solo. Praticamente todo N mineral obtido, nas duas épocas de amostragem, estava na forma de N-NH4 +. Na estação chuvosa a quantidade de N mineral obtida foi de 2 a 4 vezes maior do que na estação seca. Na estação seca ocorreu mineralização do N no solo enquanto que na chuvosa foi verificada imobilização do N no solo pela biomassa microbiana do solo. Nas situações sob SPD foram obtidas as menores taxas de emissões de CO2 e as maiores emissões de N2O para atmosfera. Ocorreu absorção de CH4 em todas as situações avaliadas. No Cerrado ocorreu equilíbrio entre as taxas de emissão e consumo em C-equivalente, pois os valores de emissão de N2O foram semelhantes aos de absorção de CH4 em C-equivalente. Subtraindo a quantidade de Cequivalente emitido do estoque de carbono total do solo, com exceção 1PC, nas demais situações verificou-se ocorrência de seqüestro de carbono no solo, e este carbono seqüestrado corresponde ao somatório de várias fontes. A mudança do uso terra associada aos sistemas de manejo do solo, reduziu a quantidade de carbono e nitrogênio microbiano do solo. Nas situações sob plantio direto foram obtidas as menores quantidades de biomassa microbiana do solo. / Topographic and climatic conditions make the Cerrado the more promising agricultural frontier of the world. The slash-and-burn of natural vegetation followed by conventional tillage of the soil results in the reduction of the soil organic matter (SOM) stocks and in an increase in greenhouse gas emissions. Conservational practices, such as the no-till system (NTS), can be efficient mitigation strategy of these effects. The objective of this study was to evaluate the changes in the chemical characteristics and the SOM in the main stages of the Amazon Cerrado conversion into agricultural land, involving conventional tillage and NTS. The study was carried out at the União Farm, in the city of Vilhena, Rondonia State, Brazil. The studied soil was an Oxisol (very clayed Red Yellow Dystrofic typic Latosol). The soil and gas sampling were carried through in July of 2004 and January of 2005 in six situations: Cerrado (CE), two areas under conventional tillage cultivated with rice for 1 year (1 PC) and 2 years (2PC), and 3 areas under no-till system cultivated with soybean for 1 (1PD), 2 (2PD) and 3 years (3PD) after a 2-year period of rice crop cultivated under conventional tillage. At each site samples were taken randomly with five replications. The soil samples were taken in the following layers: 0-5, 5- 10,10-20 and 20-30 cm. The gas samples were analyzed for CO2, N2O and CH4. The NTS, associated with the land use change, increased pH and reduced the potential acidity of the soil. The ∆pH was generally negative and showed increasing values with depth at all sites. The highest values of potential CEC, as well as the highest total carbon content, were observed in the situations under NTS and the Cerrado. The no-till system, associated with phosphate fertilizer application in the planting furrow, led to increased levels of available P in the soil. However, there was high spatial variability. The situations under NTS had a higher content of exchangeable bases. Nevertheless, the targeted base saturation was only obtained in the 3PD situation. There was a trend for a gradual increase in the soil bulk density after the conversion of the Cerrado into agricultural land. The increase in soil carbon stocks were positively correlated to increases in available P stocks, exchangeable base stocks, soil pH, potential CEC, base saturation and to the reduction of the soil potential acidity. The conversion of Cerrado into agricultural land under the no-till system resulted in positive annual accumulation rates of soil carbon and nitrogen stocks. Practically all the mineral N in the soil, in both samplings, was in the N-NH4 + form. The amount of mineral N determined in the soil was 2 to 4 times higher in the rainy season than in the dry season. The soil N mineralization was observed in the dry season, while soil N immobilization by the microbial biomass was observed in the rainy season. There were lower CO2 emission rates and higher N2O emission rates in the situations under no-till system. There was CH4 absorption in all the evaluated situations. Moreover, there was a balance in emission and consumption rates in C-equivalent in the Cerrado, since the values of N2O emission were similar to the ones of CH4 absorption in C-equivalent. Deducting the amount of C-equivalent emitted from the total soil carbon stocks, there was soil carbon sequestration - with exception of the first year after conversion of the Cerrado into agricultural land (1PC). This sequestered carbon can be originated from several sources. The land use change, associated with the soil management systems, reduced the amount of soil microbial carbon and nitrogen. The soil microbial biomass amounts were smaller in the situations under the no-till system.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clever Briedis.pdf: 4087599 bytes, checksum: 64bf948d38a2d30c665009b6581ac7f5 (MD5) Previous issue date: 2015-12-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / No till system (NT), associated to crop rotations with high and varied residues input, has been a very important tool to restore the soil organic carbon (C) stock depleted by long-term soil tillage, like conventional till (CT). However, there is no clear understanding about the potential to soil accumulate C, especially for high weathered soils. It was hypothesized that continuous residue input and less macroaggregation turnover in NT promote greater C accumulation and stabilization, which is the direction to reach the C saturation potential. Furthermore, it was hypothesized that SOC-poor deep soil layers have greater potential to extra C accumulation than at surface layers, and that the nutrient scarcity could be a drive force to C accumulation in subsoil. Therefore, the objectives of this study were: (i) improve the knowledge regarding the mechanisms that govern the C stabilization in different tillage systems (NT vs. CT) and the potential to these tillage systems accumulate C; (ii) evaluate the C stabilization in soil layers with different C saturation deficits and; (iii) assess the C-residue migration into soil organic matter (SOM) fractions in a laboratory incubation experiment. Results showed greater C accumulation in NT than that in PC, both in labile and bound to minerals SOM fractions. Additionally, the bound to minerals SOM fraction fitted to saturation model (asymptotic) for all three sites and indicated that actual soil C is far from the estimated potential to C accumulation. The incubation experiment showed greater CO2-C emission in the 0-20 than that in the 40-100 cm layer. It was related to greater labile SOC, and better fertility attributes in the surface layer, which promoted greater microbial activity. Besides, the C-residue conversion into soil C was greater in the surface soil layer, indicating that the soil microbiota in this layer was more efficient in C cycling. The low pH and the nutrient scarcity of P, Ca2+ e Mg2+ in the 20-40 and 40-100 cm layer were the driving force decreasing microorganism activity and thus, limiting C conversion in deep soil layers. Labile SOM fraction had greater accumulation in the 0-20 cm layer, as a response to a smaller C saturation deficit in this layer. However, C in bound to minerals SOM fraction was specially accumulated in the 20-40 and 40-100 cm layers, indicating that C saturation deficits in deep soil layers stimulate C accumulation in more stabilized SOM fractions. All three sites showed high C accumulation capacity, and the C saturation in the SOM fraction bound to mineral for all 0-20 cm layer will be in 104, 103 and 63 years for Ponta Grossa, Londrina and Lucas do Rio Verde, respectively. Overall sites, C accumulation potential followed: native vegetation > NT > CT. / O sistema plantio direto (PD), fundamentado na rotação de culturas com elevada e variada adição de resíduos, tem sido uma estratégia muito importante para a recuperação dos estoques de carbono (C) orgânico do solo perdidos em decorrência do manejo inadequado do solo. Todavia, ainda são escassas as informações a respeito do potencial máximo que os solos, especialmente os altamente intemperizados, possuem em acumular C. A hipótese desse trabalho foi que a adição constante de resíduos e a manutenção dos macroagregados no PD promove o acúmulo e maior estabilização de C no solo, tornando-se assim, o caminho para atingir o potencial de saturação. Preconizamos também, que as camadas mais profundas do solo possuem maior potencial em armazenar C e esse acúmulo pode ser controlado pela escassez de nutrientes. Dessa forma, os objetivos desse trabalho foram: (1) entender os mecanismos que governam a estabilização e o potencial de acúmulo de C em solos sob PD comparados ao preparo convencional (PC) em experimentos sob sistemas de manejo do solo de longa duração; (2) avaliar a estabilização de C em camadas de solo que apresentam diferentes déficits de saturação de C em experimento de incubação a partir de amostras de solos dos tratamentos sob PD; (3) avaliar a migração do C adicionado via resíduo para diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS). O estudo foi realizado em experimentos de longa duração em sistemas de manejo. Os locais selecionados para o estudo foram Ponta Grossa (PG), Londrina (LDN) e Lucas do Rio Verde (LRV). O tempo de implantação dos experimentos de manejo no momento da coleta de solo era de 29, 23 e 8 anos para PG, LDN e LRV, respectivamente. Todos os solos foram classificados como Latossolos e o teor de argila de cada área era de 650, 710 e 402 g kg-1 em PG, LDN e LRV, respectivamente. Os resultados evidenciaram que o PD, em relação ao PC, proporcionou maior acúmulo de C, tanto em frações lábeis da MOS quanto nas associadas aos minerais. Além disso, a fração associada aos minerais se ajustou ao modelo de saturação de C nos três locais de estudo e foi constatado que os níveis atuais de C estão distantes da saturação. O experimento de incubação mostrou maior emissão de C-CO2 na camada de 0-20, comparada com a de 40-100 cm, e este fato está associado ao maior conteúdo de C lábil e ao maior nível da fertilidade da camada superficial do solo, promovendo a maior atividade microbiana. A eficiência da conversão do C derivado do resíduo cultural em C do solo foi superior na camada superficial, indicando que a microbiota do solo nessa camada foi mais eficaz na ciclagem do C. A escassez dos nutrientes P, Ca2+ e Mg2+ nas camadas de 20-40 e 40 a 100 cm de profundidade atuaram como um fator controlador da atividade microbiana resultando em menor eficiência na conversão em C do solo quando comparada com a camada de 0-20 cm de profundidade. A fração lábil da MOS teve maior acúmulo de C na camada de 0-20 cm, em resposta ao menor déficit de saturação nessa camada, além do melhor nível de fertilidade do solo nesta camada favorecendo o acúmulo de C nas frações mais sensíveis da MOS. Entretanto, na fração associada aos minerais, o acúmulo de C foi superior nas camadas de 20-40 e 40-100 cm de profundidade, demonstrando que o déficit de saturação de C em camadas profundas favorece o acúmulo de C nas frações mais estabilizadas. Os solos dos três locais estudados demonstraram elevada capacidade de acúmulo de C, e a estimativa para a completa saturação de C na fração associada aos minerais na camada de 0-20 cm, é 104, 103 e 63 anos, para Ponta Grossa, Londrina e Lucas do Rio Verde, respectivamente. Nos três locais de estudo, o potencial máximo de acúmulo de C seguiu a ordem: vegetação nativa > PD > PC.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Massao Inagaki.pdf: 2612126 bytes, checksum: d3942c0b1697752935db49380ed68c84 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Although recognized, the effects of lime and gypsum applications over soil organic matter dynamics is still scarcely studied. This research was developed based in the hypothesis the lime and gypsum applications create a favorable environment for biological activity, leading to increase of carbon sequestration and crop productivity. In this way, the objectives of this study were: a) to evaluate the impact of lime and gypsum applications in the soil biological quality, soil organic carbon (SOC) stocks and crop productivity in a long-term no-till system; and b) to evaluate through a laboratory incubation experiment the effects of lime and gypsum in the SOC stocks, Ca and Mg content and soil basal respiration. The field experiment was stablished in 1998 on clay Oxisol (Typic Hapludox), in Ponta Grossa – PR Brazil in a split-plot completely randomized block design. The main plots were comprised in three liming treatments: a) Control, with no lime applications, b) Incorporated lime (IL) at the rate of 4,5 Mg ha-1 and c) Surface-applied lime (SL) at the rate of 4.5 Mg ha-1 divided in three annual applications of 1,5 Mg ha-1 from the experiment establishment. The subplots were comprised by gypsum applied on soil surface at four rates: 0, 3, 6 and 9 Mg ha-1. The soil samples were collected in 2013, fifteen years after the experiment establishment. A laboratory incubation experiment was also carried out to evaluate the effects of both practices. We collected undisturbed samples in 5x5 cm steel rings, which were maintained under 28ºC in 50% of water maximum retention. The experiment design was completely randomized plots with 2x4 factorial design. The treatments assessed were: a) application or not of 4.5 Mg ha-1 of lime; and b) gypsum rates of 0, 3, 6, and 9 Mg ha-1. Over the ring surface, we added corn and soybean residues in order to simulate no-till conditions. In the field experiment, liming provided increase of soil biological activity, SOC stocks, crop productivity, biomass-C input and soil fertility. The C-biomass input and Ca content contributed significantly for increases in SOC stocks. The soil biological activity (measured by enzyme activities) was positively influenced mainly by the labile SOC fractions. Gypsum application positively contributed to increases in SOC labile fractions and arylsulfatase activity. In the incubation experiment, the lime application significantly increased the soil basal respiration, labile SOC stocks and Ca and Mg contents. The gypsum applications significantly increased the labile SOC stocks and Ca content. We observed significant contributions of soil basal respiration and Ca content in the SOC stocks increase. We conclude the lime and gypsum consist in important strategies to promote increases in SOC stocks, governed mainly by the role of Ca as a SOC biding agent and the C-biomass input; and that the use of undisturbed samples were an efficient strategy to assess the effects of lime and gypsum in no-till system. / Apesar de reconhecidos, os efeitos da calagem e gessagem sobre a dinâmica da matéria orgânica ainda são pouco estudados. Este trabalho foi desenvolvido baseando-se na hipótese de que as aplicações de calcário e gesso criam condições favoráveis para o aumento da atividade biológica do solo conduzindo a um incremento do sequestro de carbono e produtividade das culturas. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi: a) avaliar o impacto da calagem e gessagem na atividade biológica do solo, estoques de C e produtividade agronômica em uma área de plantio direto de 15 anos; e b) Avaliar através de um estudo de incubação em laboratório utilizando amostras indeformadas de solo simulando condições de plantio direto, os efeitos da adição de calcário e gesso no solo sobre os estoques de C, conteúdo de Ca e Mg e respiração basal do solo. O experimento a campo foi implantado em 1998 em um Latossolo vermelho argiloso em Ponta Grossa – PR. O delineamento experimental foi em blocos inteiros aleatorizados com parcela subdividida. Os tratamentos implementados nas parcelas foram: a) controle, sem calcário; b) calcário aplicado de forma incorporada (C-inc) na dose de 4,5 Mg ha-1; e c) calcário aplicado em superfície (C-sup) na dose de 4,5 Mg ha-1, dividido em três aplicações anuais de 1.5 Mg ha-1 a partir da instalação do experimento. Os tratamentos que compuseram as subparcelas foram quatro doses de gesso: 0, 3, 6 e 9 Mg ha-1. As amostras de solo foram coletadas em 2013, quinze anos após a implantação do experimento. Um experimento realizado em laboratório com amostras incubadas também foi realizado para estudar os efeitos das práticas. Foram coletadas amostras indeformadas em anéis cilíndricos 5 x 5 cm, mantidas a 28ºC a 50% da capacidade máxima de retenção de água. O delineamento experimental foi inteiramente aleatorizado com fatorial 2 x 4. Os tratamentos foram: a) aplicação ou não de 4,5 Mg ha-1 de calcário em superfície; e b) aplicações superficiais de gesso nas doses de 0, 3, 6 e 9 Mg ha-1. Na superfície do anel foi adicionado resíduos de palha de milho e de soja em períodos distintos para simular uma condição de plantio direto. No experimento a campo, a calagem proporcionou aumento da atividade biológica do solo, estoques de C, produtividade agronômica, aporte de C via resíduos culturais e fertilidade do solo. O aporte de C via resíduos culturais e o conteúdo de Ca+2 do solo contribuíram positivamente para o aumento dos estoques de C. A atividade biológica (medida através da atividade enzimática) foi positivamente influenciada principalmente pela atuação das frações mais lábeis do C. O gesso contribuiu positivamente para o aumento das frações mais lábeis do C e também para a atividade de arilsufatase. No experimento de incubação, a aplicação de calcário aumentou significativamente a respiração basal do solo, estoques de C e concentrações de Ca e Mg. A gessagem aumentou significativamente as frações mais lábeis do C e o conteúdo de Ca. Foram observadas influências significativas do conteúdo de Ca e da respiração basal no aumento dos estoques de C do solo. Conclui-se que a calagem e a gessagem consistem em importantes estratégias para proporcionar aumento dos estoques de C do solo governado principalmente pela atuação do Ca como ligante da matéria orgânica e pelo aporte de C via resíduos culturais e que a utilização de amostras indeformadas com aporte de resíduos em superfície consiste em uma eficiente estratégia para avaliar o efeito da aplicação de calcário e gesso em plantio direto.

Existe grande demanda pelo etanol de cana-de-açúcar. Para suprir essa demanda, uma forma é o aumento de produtividade pelo etanol de 2ª geração proveniente da palha. A remoção dessa palha pode alterar atributos químicos e físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o solo e avaliar os impactos da manutenção de diferentes quantidades de palha de cana-de-açúcar nos atributos químicos e físicos do solo. O experimento foi conduzido próximo a Capivari - SP na unidade Bom Retiro (BR) e próximo a Valparaiso - SP na unidade Univalem (UV). O tipo de solo de cada área experimental foi, respectivamente, Latossolo Vermelho distrófico típico e Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico. O delineamento utilizado foi blocos ao acaso com seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos testados foram as seguintes quantidades de palha em Mg ha-1 de massa de matéria seca: BR (0; 3,4; 7,8; 13,0; 16,6; 15,6) e UV (0; 4,2; 8,7; 15,1; 18,9; 23,3). Foram avaliados atributos químicos e físicos tais como teor e estoques de carbono, fracionamento da matéria orgânica dos solos, pH e resistência do solo à penetração. As camadas avaliadas foram diferentes na caracterização (0-10; 10-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-80 e 80-100 cm) e após 1 ano de efeito da palha (0-5 e 0-10 cm). Os resultados demonstraram que os solos não apresentavam variações significantes nos teores de macronutrientes e C no momento de implantação dos experimentos, indicando que dentro de cada área experimental o solo era homogêneo e, portanto, adequado para implantação do experimento. Transcorrido um ano de experimento, as diferentes quantidades de palha não alteraram os teores de C (independente da profundidade avaliada) e nem a distribuição das frações da MOS. Desta forma, conclui-se que os efeitos da retirada da palhada de cana-de-açúcar nos atributos químicos e físicos do solo, se existirem, serão expressos em um tempo maior de condução do experimento. Essa consideração pode ser colocada também para pH e resistência à penetração / Globally, there is increasing demand for sugarcane ethanol. To meet this demand, one way is to increase productivity by 2nd generation ethanol using sugarcane straw as feedstock. Straw removal management can change the chemical and physical soil properties. The aim of this study was to characterize the soil and assess the impacts of maintenance of different amounts of sugarcane straw on soil chemical and physical properties. Two experiments were conducted near Capivari - SP in Bom Retiro mill (BR) and close to Valparaiso - SP in Univalem mill (UV). The soil type of each experimental area was, respectively, a Rhodic Kandiudox (USDA Soil Taxonomy) and a Kanhaplic Haplustults (USDA Soil Taxonomy). The experimental design used was a randomized blocks with six treatments and four replications. The treatments were the following amounts of straw in Mg ha-1 of dry matter: BR (0, 3.4, 7.8, 13.0, 16.6, 15.6) and UV (0, 4 2, 8.7, 15.1, 18.9, 23.3). Soil chemical and physical attributes were assessed, such as content and carbon stocks, fractionation of soil organic matter, pH and soil resistance to penetration. Soil sampling was performed for the 0-10; 10-20; 20-30; 30-40; 40-50; 50-60; 60-80 and 80-100 cm layers in the soil characterization (base line) and after 1 year of effect of straw, soil was sampled at 0-5 and 0-10 cm depth. Our results showed that the soils had no significant variation in the macronutrient and C contents and C at the time of implantation of the experiments, indicating that the soil in each experimental area was homogeneous and therefore suitable for implementation of the experiment. After one year of experiment, different amounts of straw did not alter the contents of C (regardless of the assessed depth) nor the distribution of SOM fractions. Thus, we concluded that the effects of the sugarcane straw removal on soil chemical and physical attributes, if any, it should be expressed in a long-term experiment

Objetivou-se avaliar o efeito da aplicação de lodo de esgoto, com ou sem adubo nitrogenado e, ou, fosfatado, sobre os atributos químicos do solo e o crescimento e nutrição de plantas de eucaliptos até aos 46 meses após aplicação do resíduo. Em dezembro de 2004 foi estabelecido um experimento de campo com quatro doses de lodo de esgoto (0; 7,7; 15,1 e 23,1 t ha-1, base seca, equivalentes a 0, 50, 100 e 150% do recomendado, com base no critério do N), nitrogênio (0; 46,9; 95,1 e 142 kg ha-1, equivalentes a 0, 33, 67 e 100% do N recomendado) e fósforo (0; 27,7; 53,6 e 84 kg ha-1, equivalentes a 0, 33, 67 e 100% do P2O5 recomendado), em esquema fatorial 4x4x4, com confundimento e duas repetições. Devido ao baixo teor de potássio no lodo, foi aplicado 188 kg ha-1 de K2O (100% do recomendado) em todas as parcelas. Foram realizadas coletas de solo aos 4, 14, 21 e 34 meses após a aplicação do lodo, nas camadas de 0-0,10; 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade, exceto aos 4 meses que foi feita até 90 cm de profundidade. Nas amostras coletadas aos 4 e aos 34 meses foram realizadas análises de pH em CaCl2, N-total, P (resina), Ca, Mg e K trocáveis, acidez total e matéria orgânica. Aos 14, 21 e 34 meses foram determinados o N-amoniacal e N-nitrato pelo método Kjeldahl. Teores extraíveis de Cu, Fe, Mn, Zn foram obtidos pelo método do DTPA e teores semitotais, por solubilização ácida (HNO3 + HCl), em forno microondas, sendo os elementos quantificados por espectrometria de massa com plasma (ICP-MS). Análises de amostras de folhas foram feitas aos 4 e 43 meses, de amostras de folhedo, trimestralmente e de amostras de serapilheira, aos 46 meses após aplicação do lodo, para determinar macro e micronutrientes. A decomposição do folhedo (método de bolsas de decomposição) foi avaliada aos 45, 90, 160, 230 e 300 dias. A altura e o diâmetro na altura do peito das árvores foram medidos aos 6, 9, 12, 18, 24, 33 e 44 meses após plantio, e, então, determinado o volume de madeira. Os resultados obtidos foram avaliados por modelos de superfície de respostas, em função das doses de lodo, nitrogênio e fósforo. As doses de lodo promoveram melhorias nos atributos de fertilidade do solo. Os teores de C-orgânico e de P, K, Ca e Mg trocáveis aumentaram na camada de 0 a 10 cm de profundidade. Os teores de Cu, Fe, Mn e Zn, extraíveis e semitotais, aumentaram nas camadas até 40 cm de profundidade. Os teores de C-orgânico aos 34 meses foram superiores aos teores obtidos aos 4 meses, enquanto que os valores de pH diminuíram. Os teores de N total e amoniacal aumentaram com as doses de lodo e de fertilizante nitrogenado, com maior acúmulo na camada de 0-10 cm. Não foi observado potencial de lixiviação de N-NO3-. As doses de lodo aumentaram os teores de N e de P nas folhas do eucalipto, assim como o adubo nitrogenado e fosfatado, respectivamente, mantendo teores adequados nas folhas recém-maduras do eucalipto. Os teores de Cu, Mn, Fe e Zn nas folhas de eucalipto foram aumentadas com as doses de lodo e se correlacionam com teores desses metais extraídos do solo com DTPA. O estudo de superfície de resposta, permitiu constatar que a aplicação de lodo, com base na dose recomendada pelo critério do N, pode propiciar a redução de 33% no uso do adubo fosfatado e 100% do adubo nitrogenado, sem prejuízos ao crescimento e à nutrição do eucalipto, com aumento da produtividade de madeira / This study aimed to evaluate the effect of sewage sludge, with or without mineral nitrogen and phosphate fertilizer on the soil chemical properties, nutrition and growth of Eucalyptus plants up to 46 months after sewage sludge application. Therefore, in December 2004 was established a field experiment with four doses of sewage sludge (0, 7.7, 15.1 and 23.1 t ha-1, dry base), N (0, 46.9; 95.1 and 142 kg ha 1) and phosphorus (0, 27.7, 53.6 and 84 kg ha-1 P2O5), in a randomized block design in factorial design 4x4x4 with two repetitions. Due to low content of potassium (K) in the sewage sludge was applied 188 kg ha-1 K2O in all plots. Samples of soil were collected at 4, 14, 21 and 34 months after sludge application, from the 0-0.10, 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m layers, except at 4 months which was made up to 0.90 m depth. Samples collected at 4 and 34 months were analyzed for pH in CaCl2 0.01 mol L-1, total N, available P (resin), Ca, Mg and K contents, total acidity and organic matter. At 14, 21 and 34 months were determined ammonia-N and nitrate-N by the Kjeldahl method. Extractable Cu, Fe, Mn and Zn were obtained using the DTPA solution, and semi-total levels dissolution by acid (HNO3 + HCl), in a microwave oven, and analyzed by ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer. Analysis of leaf samples were made at 4 and 43 months, samples of leaf litter, quarterly and litter at 46 months after sludge application, to determine macro and micronutrients. The decomposition of leaf litter (method of decomposition bags) was evaluated at 45, 90, 160, 230 and 300 days. The height and diameter at breast height (DBH) of trees were measured at 6, 9, 12, 18, 24, 33 and 44 months after planting, and then determined the volume of wood. The results were evaluated by surface models of responses, depending on the sludge doses, nitrogen and phosphorus. The growth of the plants was adjusted by growth curves. The sludge application promoted improvements in the attributes of soil fertility. The content of organic C and P, K, Ca and Mg increased in the 0 to 10 cm depth. The contents of Cu, Fe, Mn and Zn, extractable and semitotals increased in layers up to 40 cm depth. The levels of organic C to 34 months were higher than levels found at 4 months, while the pH decreased. The levels of total N and ammonia increased with doses of sludge and fertilizer, with higher accumulation at 0-10 cm. There was no potential leaching of N-NO3-. Both the sludge as fertilizer applied increases the levels of N and P of eucalyptus leaves, maintaining appropriate levels in recently matured leaves. The Cu, Mn, Fe and Zn in eucalyptus leaves were increased with sludge doses and are correlated with concentrations of DTPA metals extracted from soil. The response surfaces study, allowed to prove that the application of sludge, based on the recommended dose by the N criterion, can provide a 33% reduction in the phosphate fertilizer and 100% of nitrogen fertilizer, without damage to the eucalyptus nutrition and growth, with increase wood productivity.

Os locais de estudo estão situados no PETAR – Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira e PEI – Parque Estadual Intervales, na região do sudeste do Brasil. A área é caracterizada pela presença de vegetação nativa de Floresta Atlântica e dois lagos naturais conhecidos por Lagoa Grande E Lagoa Vermelha, onde foram coletados três testemunhos sedimentares. Análises químicas (C, N, mineralogia), isotópicas (12C, 13C e 14C) e biológicas (palinologia) foram usadas nesse estudo para entender a história da paleovegetação da região durante o Pleistoceno tardio e o Holoceno, assim como suas relações com as mudanças climáticas. Amostras de solo foram coletadas a partir de trincheiras e tradagens em dez locais sob vegetação de floresta natural no PETAR e no PEI. Os dados isotópicos (δ13C) da matéria orgânica do solo em dois pontos do PETAR mostraram valores de δ13C mais enriquecidos ( -17,1%0 e -20,1%0) nas camadas mais profundas, indicando a presença de uma vegetação menos densa que a atual, com uma provável mistura de plantas C3, e C4, no período de ~30.000 a 16.000 anos AP, sugerindo a presença de um clima mais seco. De ~16.000 anos AP até o presente um empobrecimento isotópico significativo (até -28,3 %0) foi observado em todos os locais, indicativo de expansão da floresta, provavelmente associada à presença de um clima mais úmido que no período anterior. Os dados isotópicos (δ13C) dos solos de PEI indicam a presença de vegetação de floresta desde ~14.000 anos AP, exceto em um local (SAI) onde valores de δ13C mais enriquecidos (-21,8 %0) foram observados, relacionados provavelmente à mistura de plantas C3 e C4 e/ou à presença de uma vegetação de floresta menos densa em ~14.000 anos AP. A partir dos resultados da matéria orgânica sedimentar do testemunho da Lagoa Grande foi verificado que as condições ambientais foram relativamente estáveis durante os últimos 1000 anos, caracterizados pela presença de plantas C3, e fitoplâncton, sugerindo condições climáticas úmidas e que o lago provavelmente não se apresentou seco durante o último milênio. Condições ambientais para a Lagoa Vermelha também foram relativamente estáveis durante os últimos 4500 anos, caracterizadas pela presença significativa de plantas C3 na matéria orgânica sedimentar indicando condições climáticas úmidas. Mudanças na composição da vegetação foram registradas pela palinologia durante o período de ~1400 a 1100 anos AP, relacionadas a presença de um provável clima frio que o atual. / The study sites are in the PETAR - Parque Estadual Turístico do Alto Ribeira and PEI - Parque Estadual Intervales, in the southeastern region of Brazil. The area is characterized by the presence of the native vegetation of Atlantic forest and two natural lakes called LAgoa Grande and Lagoa Vermelha, where three sediment cores were collected. Chemical (C, N and mineralogy), isotope (12C, 13C and 14C), and biological (pollen analyses) tools were used in the study to understand the palaeovegetation history of the region during the late Pleistocene and Holocene and its relation to climate changes. Soils samples were collected from trenches and by drilling at five locations under natural forest vegetation in the PETAR and PEI study sites.The isotope data (δ13C)collected in soil at two locations in the PETAR area showed much more enriched δ13C values ( -17,1%0 and -20,1%0)in the deeper horizons, indicating the presence of a less dense vegetation than the present modern day, with a probable mixture of C3 and C4 plants, in the period of ~30.000 to ~16.000 years BP. This pattern suggested the presence of a drier climate. From ~16.000 years BP to the present, a significant isotopic depletion (up to -28,3 %0)was observed in all sites indicating an expansion of the forest, probable associated to the presence of a more humid climate than the previous period. The isotope results (δ13C) collected at the PEI soils indicated the presence of forest vegetation since ~14.000 years BP, except in one location (SAI), where more enriched δ13C values (-21,8 %0) were observed probable related to mixture of C3 e C4 plants, and/or a presence of a less dense forest vegetation around ~14.000 years BP. From the results of the sediment organic matter compositions of LAgoa Grande, it was verified that the environmental conditions were relatively stable during the last 1000 years, characterized by the presence of C3 plants and phytoplankton, suggesting humid climaticconditions and the lake probable wasn't dry during the last millennium. Environmental conditions for the Lagoa Vermelha were also relatively stable during the last 4500 years, characterized by the significant presence of C3 plants in the sediment organic matter indicating humid climatic conditions. The changes in vegetation composition recorded by palynology during the period of ~1400 to 1100 years BP can be related to existence of a probable colder climate than today.

O Brasil se destaca como o maior produtor de cana-de-açúcar do planeta. Como resultado do aumento da demanda de açúcar e etanol, cerca de 4 milhões de hectares foram convertidos em áreas de cana-de-açúcar nos últimos 10 anos. Espera-se que outros 6 milhões de hectares sejam convertidos nos próximos 10 a 20 anos para suprir a demanda nacional de derivados dessa cultura. Estas modificações podem ocasionar a emissão de gases do efeito estufa, resultantes principalmente da decomposição da matéria orgânica do solo, o que pode levar a dívida de carbono. Por outro lado, a substituição de áreas degradadas pelo cultivo da cana-de-açúcar pode acarretar no incremento dos estoques de carbono dos solos promovendo o sequestro de carbono. O principal objetivo foi proceder a metodologia proposta pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) da Organização das Nações Unidas para avaliar o impacto ocasionado pela expansão do cultivo da cana-de-açúcar sobre a matéria orgânica do solo e seu resultado em emissão de CO2 ou em sequestro de carbono. O total de 142 situações de campo foram avaliadas na região Centro Sul do Brasil, onde a cana-de-açúcar vem substituindo outros usos da terra gerando o total de 6318 amostras de solo que foram analisadas considerando as três principais conversões existentes para cana-de-açúcar no país: i) Cerrado; ii) Pastagens e iii) Áreas de cultivo anual. Os resultados obtidos indicam o decréscimo dos estoques de carbono dos solos quando o cultivo de cana-de-açúcar substitui o cerrado e áreas de pastagens, e promove o incremento quando áreas de culturas anuais são substituídas. Os fatores de mudança de uso da terra referente ao período de 20 anos após a conversão de cerrado para cana-de-açúcar referente às camadas 0-30 cm, 0-50 cm e 0-100 foram respectivamente 0,79 (±0,04), 0,86 (±0,04) e 0,94 (±0,04). Para a conversão de pastagens para o cultivo de cana-de-açúcar, os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 0,91 (±0,04), 0,94 (±0,04) e 0,98 (±0,04), e para a conversão de áreas de cultivo anual os fatores de impacto de mudança de uso da terra foram 1,20 (±0,18), 1,20 (±0,18) e 1,21 (±0,18). O período de compensação da dívida de carbono gerada foi estimado entre 3,5 a 6,3 anos considerando a substituição de cerrado, 1 a 2 anos para áreas convertidas de pastagens e zero para áreas oriundas de cultivo anual, onde não foi observada dívida de carbono. Espera-se que os resultados gerados por este trabalho de pesquisa possam subsidiar os tomadores de decisão como forma de desenvolver políticas apropriadas para a expansão do cultivo da cana de açúcar na região Centro Sul do Brasil promovendo desenvolvimento com baixo impacto ao meio ambiente / Brazil figures as the major sugarcane producer in the world and as result of increasingly demand for sugar and ethanol about 4 millions of hectares were converted into sugarcane systems on last 10 years and others 6 millions of hectares are expected to be converted in next 10 to 20 years. This modification can increase greenhouse gas emissions as result of soil organic matter decomposition and lead to a carbon debt. The aim of this research paper was to perform the IPCC\'s Tier 2 approach to evaluate the impact of sugarcane expansion over the soil organic matter, and their results in CO2 emissions or soil carbon sequestration. A total of 142 field situations were studied in South-Central Brazil where sugarcane substituted other land uses, providing 79 comparison pairs and 6,318 soil samples that were analyzed considering three major conversions to sugarcane: i) Cerrado (Brazilian savannah); ii) Pastures; iii) Annual Cropland (maize or soybean). Our results indicate the decrease of soil carbon stocks when sugarcane overcomes cerrado and pastures, and an increase when annual cropland is replaced. The land use change impact factors after 20 years of conversion from cerrado to sugarcane for 0-30 cm, 0-50 cm and 0-100 cm layers were respectively 0.79 (±0.04), 0.86 (±0.04) and 0.94 (±0.04). For sugarcane replacing pastures the impact factors were 0.91 (±0.04), 0.94 (±0.04) and 0.98 (±0.04), and for the conversion from annual agriculture impact factors were 1.20 (±0.18), 1.20 (±0.18) and 1.21 (±0.18). The repay time for the carbon debt was estimated in 3.5 to 6.3 years considering the substitution of cerrado, 1 to 2 years for areas coming from pastures and zero for areas coming from cropland, where no carbon debt was found. We expect that results of this research paper can subsidize appropriate policies for sugarcane expansion in South-Central Brazil, promoting development with a lower environmental impact