Considerando a grande importância do seqüestro de carbono (C) nos solos florestais, observa-se pequena quantidade de projetos de MDL que incluem esse compartimento como agente da mitigação do aquecimento global. Isso ocorre pelo fato da quantificação dos estoques de C do solo representar maiores desafios se comparada aos demais componentes dos ecossistemas florestais. Sabendo-se das dificuldades econômicas e ambientais envolvidas na adoção desse tipo projeto e da importância das florestas na mitigação da mudança do clima, o objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho de metodologias para a obtenção do estoque de C do solo em duas áreas de reflorestamento e suas respectivas linhas de base (usos do solo anteriores aos plantios, i.e. pastagens e vegetações nativa), como base para diminuir a relação custo-benefício de projetos de MDL. Para alcançar o objetivo principal, a presente pesquisa foi composta das seguintes etapas: (i) estudo da variabilidade espacial do C do solo em uma área de reflorestamento com espécies nativas, estabelecida em Cotriguaçú/MT (Área I) e em uma cronossequência de plantio de eucalipto, localizada em Avaré/SP (Área II); (ii) determinação do tamanho da parcela e do nº ideal de amostras a partir da dependência espacial do C nos reflorestamentos; (iii) estimativa dos teores de C e densidades do solo (Ds) pela Espectroscopia de Reflectância no Infravermelho Próximo (NIRS) e Médio (MIRS), visando a redução dos custos analíticos sem prejuízo da qualidade dos resultados; e (iv) cálculo dos estoques de C do solo nas áreas e estimativa do balanço de carbono do projeto de MDL conduzido na Área II, utilizando a ferramenta EX-ACT (Ex-Ante Carbon Balance Tool). Os resultados obtidos confirmaram a existência de importante variabilidade espacial do C do solo nas áreas e dependência espacial forte em todos os sistemas de manejo estudados. A análise do número ideal de amostras de solo indicou que a coleta de cinco pontos por parcela é tão precisa quanto uma amostragem com mais pontos. O tamanho ideal das parcelas variou de 361-841 m2 nos plantios da Área I e de 900-3721 m2 nos plantios da Área II. O desempenho dos métodos NIRS e MIRS na estimativa do teor de C dos solos foi bastante satisfatório, principalmente quando os modelos testados foram calibrados com quantidades entre 5-10% do conjunto de dados total. Os resultados da estimativa da Ds foram um pouco inferiores aos do C. Os estoques de C do solo obtidos na Área I foram superiores aos da Área II. Considerando apenas o solo, é possível afirmar que o potencial de geração de créditos de C é maior no reflorestamento com espécies nativas sob solo argiloso do que no reflorestamento com eucalipto em solo arenoso. O balanço de C do projeto conduzido na Área I indicou o seqüestro de quase três milhões de toneladas de CO2eq em 40 anos. Espera-se que este estudo contribua para o aumento da inclusão do solo em projetos de MDL, uma vez comprovada a possibilidade de redução dos custos associados à obtenção e determinação dos estoques de C nesse compartimento / Considering the great importance of carbon sequestration (C) in forest soils, there are few CDM projects that include this compartment as an agent of global warming mitigation. This occurs because the quantification of soil C stocks represents a bigger challenge when compared to other components of forest ecosystems. Considering the economic difficulties and environmental issues involved in adopting this type of project and the importance of forests in mitigating climate change, the objective of this study was to evaluate the performance of methods for obtaining soil C stocks in two forestry areas and their respective baselines (land use prior to planting, i.e. pastures and native vegetation) as a basis for reducing the cost-benefit ratio of CDM projects. To achieve the main objective, this research was composed of the following steps: (i) estimating the spatial variability of soil C in an area reforested with native species, established in Cotriguaçú, MT (Area I) and a Eucalyptus chronosequence, located in Avaré, SP (Area II), (ii) determining the optimal amount of soil samples and the plot size from the soil C spatial dependence range in the reforestation areas, (iii) estimating soil C content and bulk density (BD) by Near and Mid Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS and MIRS, respectively) to reduce analytical costs without affecting the quality of the results, and (iv) calculating soil C stocks in both areas and estimating the carbon balance of a CDM Project conducted in Area II, using EX-ACT (\"Ex-Ante Carbon Balance Tool\"). The results confirmed the existence of significant soil C spatial variability in both areas and a strong spatial dependence at all plots. The analysis of the optimal number of soil samples indicated that the sampling procedure with five points per plot is as accurate as intensive sampling. The optimum size of plots ranged from 361-841 m2 at Area I plantations and from 900-3721 m2 at Area II. The performance of MIRS and NIRS to estimate the soil carbon content was very satisfactory, especially when the models were calibrated with amounts between 5-10% of the total data set. The estimations of BD were slightly less precise than those of soil C content. The soil C stocks obtained at Area I were higher than Area II. Considering only the soil compartment, it is clear that the potential for C credit generation in a reforestation with native species on a clayey soil is higher than in a reforestation with eucalyptus on a sandy soil. The C balance of the CDM project conducted in Area I is expected to sequester almost three million tones of CO2 eq in 40 years. We hope this study contributes to the increased inclusion of soil in CDM projects, by confirming the feasibility of reducing the costs associated with both sampling and analytical procedures

Objetivando estudar o seqüestro de carbono em sistemas de restauração florestal e discutir suas potencialidades e entraves perante MDL florestal, este trabalho teve dois objetivos principais: i) quantificar taxas iniciais de seqüestro de carbono nos compartimentos aéreo, radicular, solo e serapilheira, de plantios de restauração da Mata Atlântica, com 20 espécies (10 pioneiras, 10 não pioneiras), submetidos a manejos contrastantes (usual e intensivo), instalados sobre pastagem de Brachiaria no espaçamento de 3 m x 2 m; e ii) comparar os estoques de carbono destes sistemas, ao final do sexto ano, com valores determinados em fragmento de floresta madura vizinho ao ensaio. Ambos localizados em Anhembi/SP (Estação Experimental de Anhembi/USP e Mata do Barreiro Rico). O tratamento usual consistiu em adubação de base e capina mecânica na linha de plantio até dois anos, e, o intensivo teve adubações complementares e capina química em área total até dois anos. Foram desenvolvidos modelos alométricos de estimativa da biomassa através de amostragem destrutiva de 80 árvores, sendo quatro indivíduos por espécie, selecionados por classes de área seccional. Determinaram-se massa seca e teor de C, para os compartimentos copa, lenho e raízes. Através das equações, do inventário ao sexto ano e dos teores de carbono, foram calculados os estoques de carbono por compartimento, nos dois tratamentos. Determinaram-se os estoques de carbono na biomassa herbácea, serapilheira e solo. Foi calculada a variação de carbono por compartimento nos dois tratamentos. Os estoques de carbono na floresta madura foram quantificados utilizando dados de 10 parcelas de inventário, aplicados em modelo alométrico adequado para Mata Atlântica. A densidade da madeira variou até 3 vezes entre espécies (0,22 a 0,70 gcm-3), o teor de C foi pouco variável (46,5%). Foram adequadamente ajustadas equações de biomassa lenhosa, raiz e copa com base na área seccional, altura e densidade da madeira. A porcentagem de raízes é expressiva (30%) na biomassa total, mas as espécies não pioneiras mostraram maior razão raiz:parte aérea (0,32) que as pioneiras (0,28). A silvicultura intensiva elevou o crescimento do compartimento lenhoso em 250% (1,85 para 6,45Mg ha-1ano-1), devido a maior eficiência da copa e alocação de C no tronco. O carbono no solo embora representativo, não propiciou seqüestro em 6 anos, dada alta variabilidade espacial. O tratamento intensivo obteve maior seqüestro de C, atingindo 4,22Mg C ha-1 ano-1 (64% no tronco e galhos, e 20% nas raízes). Os estoques de C no solo e serapilheira foram próximos entre o sistema intensivo de restauração e floresta madura, sendo os estoques no tronco, galhos e raízes, o diferencial entre os sistemas. Com base no crescimento médio das árvores e estoque de C nas restaurações até sexto ano (7 e 21kg árvore-1 e 5,2 e 18,2Mg C ha-1, respectivamente no sistema usual e intensivo), e no tamanho médio das árvores e estoque de C na floresta madura (204kg árvore-1 e 138Mg C ha-1) estimou-se cerca de 50 anos para o sistema intensivo atingir maturidade, embora haja necessidade de estudos relacionados à biodiversidade e sustentabilidade destes sistemas de restauração a longo prazo. / In order to study carbon sequestration in forest restoration systems and discuss its potential and barriers to the CDM forestry, this paper had two main objectives: i) quantify the initial rate of carbon sequestration in compartments aboveground, roots, soil and forest floor, on Atlantic forest restoration, with 20 native species (10 pioneers and 10 non pioneer), submitted to contrasting management conditions (usual and intensive), installed on Brachiaria decumbens pasture in 3 x 2 m spacing, and ii) comparing the carbon stocks of these two systems, observing the end of the sixth year of restoration, with values determined in a fragment of mature forest adjacent to the test. Both studies are located in Anhembi, São Paulo (USP Anhembi Experimental Station and the Barreiro Rico reserve). The usual treatment consisted of only fertilizer at planting and mechanical weeding only in the row up to two years, while the intensive treatment had additional fertilization beyond crop fertilization and chemical weed control also in the entire area until two years after planting. We developed allometric equations for estimating biomass through destructive sampling of 80 trees. Four individuals per species were selected based on classes of sectional area. Dry weight were determined and the carbon content for wood and roots. Through the equations, and carbon content we calculated carbon stocks per compartment, in both treatments. Carbon stocks in herbaceous, in the litter and soil were also determined. With these estimates we calculated the variation of carbon per compartment in the two restoration systems. Carbon stocks in mature forest were quantified using data from 10 permanent plots of inventory and applying appropriate allometric models. The wood density varied between species by up to 3 times (0.22 to 0.70 g cm-3) while the C content was relatively constant (46.5%). Appropriately adjusted equations for aboveground woody biomass, root and crown biomass were established using cross-sectional area, height and wood density. The percentage of roots is significant (30%) compared to the total, and non-pioneer species showed a higher ratio root / shoot (0.32) than the pioneer (0.28). The intensive forestry increased growth of woody compartment by 250% (1.85 to 6.45 Mg ha-1 yr-1), given the greater efficiency of the canopy and allocation of C to the trunk. The carbon content in the soil although representative in the total stock, did not result in C sequestration in the six years period, given its high spatial variability. The largest C sequestration was observed in the intensive treatment, reaching 4.22 Mg C ha-1 yr-1, 64% on the trunk and branches, and 20% in roots. The values of C stock in soil and litter were similar between the intensive system of forest restoration and mature forest, and indeed the trunk, branches and roots stocks, the major difference between the systems. Based on the average growth of trees and carbon stocks in the restoration and the first 6 years (7 and 21 kg tree-1 in the usual system and intensive, and 5.2 and 18.2 Mg C ha-1 in these same treatments), and the average tree size and carbon stocks in mature forest (204 kg tree-1 and 138 Mg C ha-1), a 50 years period was estimated for the intensive system to reach forest maturity although there is a need for studies relating biodiversity and sustainability of these restored systems in the long run.

O manejo adequado do solo é de suma importância na incorporação da matéria orgânica no mesmo, sequestrando carbono da atmosfera. Neste trabalho avaliaram-se dois manejos do sistema produtivo da pecuária, em pastagens de Brachiaria decumbens: (A3) pastagem em recuperação, onde nitrogênio foi aplicado, e (A4) pastagem degradada, onde nenhum tipo de correção é efetuado. Utilizou-se uma área de Mata Atlântica (MT) próxima ao experimento como referência. O foco principal do trabalho foi o acúmulo de carbono no solo e a emissão de CO2. A partir dos teores de carbono e valores de densidade foram estimados os estoques de carbono (ECs), em superfície (0-30 cm) e em profundidade (0-100 cm), em cada um dos sistemas, aplicando as correções por massa equivalente e por teores de argila. Para a estimativa de emissão de CO2 dos solos utilizou-se um sistema portátil que monitora o fluxo de CO2 no interior da câmara através de espectroscopia de absorção no infravermelho. Os resultados mostraram que o sistema A3 acumulou o maior EC, com 142 Mg ha-1, enquanto aproximadamente 99 Mg ha-1 foi obtido para o sistema A4. Na mata o EC foi de 115 Mg ha-1. Os dados de respiração do solo mostraram situação similar para ambas as áreas de pastagem. Outra proposta desse trabalho foi avaliar a qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) utilizando a espectroscopia de fluorescência induzida por laser (LIFS). Observou-se o aumento do grau de humificação da MOS (HFIL) com o aumento da profundidade. Os menores valores de humificação foram obtidos na área em recuperação, indicando certa fragilidade deste estoque de carbono ser perdido caso a área não seja bem manejada. Avaliou-se também o potencial da espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) para a quantificação de carbono total em solos. Os dados dos teores de carbono obtidos por análise elementar foram utilizados para a calibração do sistema LIBS de acordo com a textura dos solos. O coeficiente de correlação entre os valores de referência (CHNS) e os valores preditos por LIBS na validação foi de 0,87 (erro ~ 25%) para textura arenosa e 0,92 (erro ~ 16%) para textura argilosa. Este trabalho demonstrou a importância do manejo adequado para recuperação de pastagens no Brasil e o risco de se perder esse carbono para atmosfera devido à alta labilidade do carbono armazenado. As pastagens bem manejadas podem levar este sistema produtivo a patamares ambientalmente sustentáveis e contribuir para mitigação do efeito estufa. As técnicas fotônicas apresentaram potencial para determinação de carbono no solo e avaliação de sua estrutura química. Desta forma, espera-se que futuramente este tipo de instrumentação possa ser aplicada ao campo, fornecendo parâmetros que ajudem na tomada de decisões para um desenvolvimento agrícola sustentável. / Proper soil management is important to organic matter incorporation, sequestering carbon from atmosphere. This study was developed for two livestock managements: (A3) pasture recovering of Brachiaria decumbens, where nitrogen is applied, and (A4) degraded pasture of Brachiaria decumbens, with no correction. The reference system was a native forest area (Brazilian Atlantic Forest) next to the experiment. This study aims to compare the soil carbon accumulations and CO2 emissions for both productive systems. Soil carbon content and soil bulk density values were measured to calculate carbon stocks (CSs) in surface (0-30 cm) and at depth (0-100 cm) in each system, applying equivalent mass and clay content corrections. CO2 emissions were estimated using a portable system, which monitors the CO2 flux within a chamber through infrared absorption spectroscopy. The soil carbon stocks were estimated around 142 Mg ha-1 for A3 and 99 Mg ha-1 for A4, while around 115 Mg ha-1 was found in the forest. The results for CO2 emission showed a similar situation for both pasture areas. Another purpose of this study was to evaluate the soil organic matter (SOM) quality using laser-induced fluorescence spectroscopy (LIFS). An increasing of humification degree of SOM (HLIF) was observed with increasing of depth. The lowest HLIFS values were obtained for the recovering area, indicating a certain fragility of carbon stocks, which can be lost if the area is not well managed. In addition, Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) was used for total soil carbon quantification. Using the data from elemental analysis, mathematical models were developed to calibrate the LIBS system for each class of soil texture. For carbon quantification, the correlation between reference technique (CHN) and LIBS prediction was 0.87 for sandy soils (error around 21%) and 0.92 for clayed soils (error around 16%). This study demonstrated the importance of pasture recovering in Brazil from the point of view of soil carbon sequestration, and the risk of this stock to be lost due to high lability of stored carbon. Well-managed pastures can lead this production system to environmentally sustainable levels and contribute to mitigate the greenhouse effect. Systems with high potential for portability to determine soil carbon and evaluation of its chemical structure have been successfully tested. Thus, it is expected that in a near future, this kind of instrumentation can be effectively applied in the field and provide parameters that help in the decision making for a sustainable agricultural development.

O manejo adequado do solo é de suma importância na incorporação da matéria orgânica no mesmo, sequestrando carbono da atmosfera. Neste trabalho avaliaram-se dois manejos do sistema produtivo da pecuária, em pastagens de Brachiaria decumbens: (A3) pastagem em recuperação, onde nitrogênio foi aplicado, e (A4) pastagem degradada, onde nenhum tipo de correção é efetuado. Utilizou-se uma área de Mata Atlântica (MT) próxima ao experimento como referência. O foco principal do trabalho foi o acúmulo de carbono no solo e a emissão de CO2. A partir dos teores de carbono e valores de densidade foram estimados os estoques de carbono (ECs), em superfície (0-30 cm) e em profundidade (0-100 cm), em cada um dos sistemas, aplicando as correções por massa equivalente e por teores de argila. Para a estimativa de emissão de CO2 dos solos utilizou-se um sistema portátil que monitora o fluxo de CO2 no interior da câmara através de espectroscopia de absorção no infravermelho. Os resultados mostraram que o sistema A3 acumulou o maior EC, com 142 Mg ha-1, enquanto aproximadamente 99 Mg ha-1 foi obtido para o sistema A4. Na mata o EC foi de 115 Mg ha-1. Os dados de respiração do solo mostraram situação similar para ambas as áreas de pastagem. Outra proposta desse trabalho foi avaliar a qualidade da matéria orgânica do solo (MOS) utilizando a espectroscopia de fluorescência induzida por laser (LIFS). Observou-se o aumento do grau de humificação da MOS (HFIL) com o aumento da profundidade. Os menores valores de humificação foram obtidos na área em recuperação, indicando certa fragilidade deste estoque de carbono ser perdido caso a área não seja bem manejada. Avaliou-se também o potencial da espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) para a quantificação de carbono total em solos. Os dados dos teores de carbono obtidos por análise elementar foram utilizados para a calibração do sistema LIBS de acordo com a textura dos solos. O coeficiente de correlação entre os valores de referência (CHNS) e os valores preditos por LIBS na validação foi de 0,87 (erro ~ 25%) para textura arenosa e 0,92 (erro ~ 16%) para textura argilosa. Este trabalho demonstrou a importância do manejo adequado para recuperação de pastagens no Brasil e o risco de se perder esse carbono para atmosfera devido à alta labilidade do carbono armazenado. As pastagens bem manejadas podem levar este sistema produtivo a patamares ambientalmente sustentáveis e contribuir para mitigação do efeito estufa. As técnicas fotônicas apresentaram potencial para determinação de carbono no solo e avaliação de sua estrutura química. Desta forma, espera-se que futuramente este tipo de instrumentação possa ser aplicada ao campo, fornecendo parâmetros que ajudem na tomada de decisões para um desenvolvimento agrícola sustentável. / Proper soil management is important to organic matter incorporation, sequestering carbon from atmosphere. This study was developed for two livestock managements: (A3) pasture recovering of Brachiaria decumbens, where nitrogen is applied, and (A4) degraded pasture of Brachiaria decumbens, with no correction. The reference system was a native forest area (Brazilian Atlantic Forest) next to the experiment. This study aims to compare the soil carbon accumulations and CO2 emissions for both productive systems. Soil carbon content and soil bulk density values were measured to calculate carbon stocks (CSs) in surface (0-30 cm) and at depth (0-100 cm) in each system, applying equivalent mass and clay content corrections. CO2 emissions were estimated using a portable system, which monitors the CO2 flux within a chamber through infrared absorption spectroscopy. The soil carbon stocks were estimated around 142 Mg ha-1 for A3 and 99 Mg ha-1 for A4, while around 115 Mg ha-1 was found in the forest. The results for CO2 emission showed a similar situation for both pasture areas. Another purpose of this study was to evaluate the soil organic matter (SOM) quality using laser-induced fluorescence spectroscopy (LIFS). An increasing of humification degree of SOM (HLIF) was observed with increasing of depth. The lowest HLIFS values were obtained for the recovering area, indicating a certain fragility of carbon stocks, which can be lost if the area is not well managed. In addition, Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) was used for total soil carbon quantification. Using the data from elemental analysis, mathematical models were developed to calibrate the LIBS system for each class of soil texture. For carbon quantification, the correlation between reference technique (CHN) and LIBS prediction was 0.87 for sandy soils (error around 21%) and 0.92 for clayed soils (error around 16%). This study demonstrated the importance of pasture recovering in Brazil from the point of view of soil carbon sequestration, and the risk of this stock to be lost due to high lability of stored carbon. Well-managed pastures can lead this production system to environmentally sustainable levels and contribute to mitigate the greenhouse effect. Systems with high potential for portability to determine soil carbon and evaluation of its chemical structure have been successfully tested. Thus, it is expected that in a near future, this kind of instrumentation can be effectively applied in the field and provide parameters that help in the decision making for a sustainable agricultural development.

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Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo. / Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 934885 bytes, checksum: 0e8b335460f18fcf2514e533a07c71bf (MD5) Previous issue date: 2009-04-24 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / When the replacement of natural ecosystems for agroecosystems occurs, generally it is perceived a physical deterioration and a decline in soil carbon content. This degradation can be attributed to intensive soil tillage, exposing it to the action of climatic factors, causing erosion, mineralization of organic matter and oxidation of organic carbon in soil. The use of conservation practices for soil management has received much attention nowadays, primarily with regard to the maintenance and improvement of physical, chemical and biological properties of cultivated soils, and its implications in crop yield. Based on the assumption that the conservation systems improve conservation of soil physical quality, this study aimed to evaluate the changes caused in the physical properties and organic carbon, under different management systems, in a Red-Yellow Argisol, subjected to a long term experiment. For this, samples were collected from the soil layers 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm in depth in an experiment involving four treatments, as follows: NT (no-tillage), DP (disc plow); DP + HH (disc plow + heavy harrow) and HH (heavy harrow). An area under secondary atlantic forest (SF), adjacent to the experiment, was sampled and used as reference, representing the fifth treatment. It were evaluated the soil bulk density, particle density, flocculation degree, water dispersible clay, granulometry, porosity, saturated soil hydraulic conductivity, aggregate stability, total organic carbon, organic carbon stocks, organic carbon in aggregate classes and micromorphological analysis of aggregates. It was concluded that: (I) cultivation of the soil increased physical degradation, as evidenced by the reduction of porosity, aggregate stability, saturated soil hydraulic conductivity and increased soil bulk density, (II) the largest carbon stocks were observed in the soil of the secondary atlantic forest (SF) when compared to the soil from the management systems, (III) the conservation management system no-tillage (NT) contributed to the improvement in physical properties and the recovery of organic carbon stocks after about 80 years of agricultural practices, (IV) macroagregates contribute effectively in the organic carbon stocks in soil, showing the highest content of total organic carbon, (V) the microstructural analysis was shown to be sensible among the management systems evaluated, serving as a promising tool for the study of soil aggregation. / Quando ocorre a substituição de ecossistemas naturais por agroecossistemas, geralmente percebe-se a degradação física e declínio do conteúdo de carbono no solo. Essa degradação pode ser atribuída ao intenso revolvimento do solo durante o preparo, expondo-o à ação de fatores climáticos, provocando erosão, mineralização da matéria orgânica e oxidação de carbono orgânico do solo. A utilização de práticas conservacionistas de manejo do solo tem recebido grande ênfase atualmente, basicamente no que se refere à manutenção e à melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos cultivados e suas implicações no rendimento das culturas. Partindo-se da hipótese de que os sistemas conservacionistas melhoram a qualidade física do solo, o presente trabalho teve como objetivo avaliar as modificações provocadas nas propriedades físicas e no carbono orgânico, em diferentes sistemas de manejo, em um Argissolo Vermelho-Amarelo, submetido a um experimento de longa duração. Para tal foram coletadas amostras de solo nas camadas 0-5, 5-10, 10-20 e 20- 40 cm de profundidade num experimento submetido a quatro tratamentos, a saber: PD (plantio direto); AD (arado de disco); AD+GP (arado de disco+grade pesada) e GP: grade pesada. Uma área sob mata atlântica secundária (MS), adjacente ao experimento, foi amostrada e utilizada como referência, representando o quinto tratamento. Foram avaliados a densidade do solo, densidade da partícula, grau de floculação, argila dispersa em água, granulometria, porosidade, condutividade hidráulica do solo saturado, estabilidade de agregados, carbono orgânico total, estoque de carbono orgânico, carbono orgânico em classes de agregados e análise micromorfológica de agregados. Concluiu-se que: (I) o cultivo do solo aumentou a degradação física, comprovada pela redução da porosidade, da estabilidade de agregados, da condutividade hidráulica em solo saturado e aumento da densidade do solo; (II) os maiores estoques de carbono foram observados no solo da mata atlântica secundária (MS) em comparação ao solo dos sistemas de manejo; (III) o sistema de manejo conservacionista plantio direto (PD) contribuiu para a melhoria nas propriedades físicas e na recuperação dos estoques de carbono orgânico após aproximadamente 80 anos de práticas agrícolas, (IV) os macroagregados contribuem efetivamente nos estoques de carbono orgânico no solo, mostrando os maiores conteúdos de COT; (V) a análise microestrutural se mostrou sensível entre os sistemas de manejos avaliados, servindo de ferramenta promissora para estudo de agregação do solo.

Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo. / Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production.

Sistemas integrados de produção agrícola e pecuária estão sendo cada vez mais adotados no país e existe um grande potencial, no subtrópico brasileiro, de integrar a pecuária nas grandes extensões de pastagens hibernais cultivadas, antecedendo lavouras de verão, como soja e milho. Nesses sistemas, enquanto o animal é considerado o elemento catalizador e o solo é o compartimento que centraliza e captura as modificações impostas pelo manejo. Neste estudo, investigou-se um sistema com produção de soja-bovinos de corte, em um consórcio de azevém + aveia preta, manejada em diferentes alturas de pastejo (10, 20, 30, 40 cm) e uma área sem pastejo. O experimento foi instalado em maio de 2001, em São Miguel das Missões - RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, em sistema plantio direto. Foram abordados aspectos relacionados aos impactos do manejo do sistema sobre os teores e os estoques de carbono e nitrogênio após nove anos da instalação do experimento. Também foi estudada a cinética de liberação de carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e magnésio, em dois ciclos pastejo-soja (2009/11), a partir da decomposição dos resíduos vegetais, em sacos de decomposição (litter bags). Intensidades de pastejo moderadas a leve (20, 30 e 40 cm de altura do pasto) promoveram aumento nos teores e estoques de carbono orgânico e nitrogênio, total e particulado, semelhantemente ao observado na área sem pastejo. Valores do índice de manejo de carbono (IMC), em comparação com os da área tomada como referência (mata nativa e SP), indicam alta degradação da qualidade da matéria orgânica na maior intensidade de manejo (10 cm). A velocidade da ciclagem dos nutrientes foi maior nas intensidades moderadas de pastejo (20 e 30 cm), tanto dos resíduos da pastagem como do esterco. A decomposição dos resíduos da soja, cultivada na sequência, não foi afetada pelo manejo do pasto. As folhas apresentaram uma decomposição mais rápida, e consequente liberação mais rápida de nutrientes, em relação aos caules. A quantidade de nutrientes liberados dos resíduos em um ciclo pastejo-soja é suficiente em relação à demanda das plantas (pastagem e soja) e, majoritariamente, determinada pelos resíduos do pastejo (pasto + esterco), que foram maiores nas áreas com pastejo leve e nas áreas sem pastejo. / Integrated crop-livestock systems are lately being increasingly used in the country, and there is a great utilization potential in brazilian subtropic region, by integrating catlle production in a large area covered by winter pastures, preceeding summer crops, mostly soybean and corn. The animal, in such systems, is considered the catalizing agent, while the soil is the compartment that captures all the modifications imposed by animal and pasture management This research investigated a soybean-cattle system in a pasture mixture (ryegrass + black oat), managed at different plant heights (10, 20, 30 and 40 cm) and no grazed areas. The experiment was established in May, 2001, in São Miguel das Missões county, Rio Grande do Sul state – Brazil, in a clayey Hapludox, under no-tillage system. The impacts of the integrated system management in total and particulated fractions of carbon and nitrogen were studied nine years after the experiment started. Nutrient (carbon. nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium) cycling was also studied in two soybean-livestock cycles (2009/11), by plant and animal residue decomposition in litter bags. Moderately and light (20 and 30 and 40 cm plant height, respectively) pasture pressure resulted in similar increase of total and particulated carbon and nitrogen stocks and contents, as found in no-grazed area. Carbon managements indexes (CMI), as compared with the reference areas, indicated high degradation of organic matter quality under the most instensive grazing intensity (10 cm of pasture height). Nutrient cycling was higher in moderately grazing (20 and 30 cm pastures height), for pasture and cattle residues. Soybean residue decomposition was not affected by pasture and cattle management; however soybean leaves were more readily decomposed, and in this way, fastly release nutrients, as compared with stem decomposition. The amount of released nutrients in a soybean-cattle cycle is high as compared with plants (pasture and soybean) requirement for high yields and mostly determined by cattle and pasture residues that were higher under light and no grazing intensities, due to higher residue production.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao jeanete silveira 2010 - pre text.pdf: 126992 bytes, checksum: 4de29d17b02b774f793577f129a7f497 (MD5) Previous issue date: 2010-09-01 / The climate on the Planet has always been natural oscillations throughout its existence, but the anthropogenic contributions of greenhouse gases also change the composition of the atmosphere, affecting climate. Climatologists have found acceleration of global warming, because of the human s actions. Conversely, photosynthetic organisms, the processes of growth absorb atmospheric carbon, storing it in its components. The native Cerrado among the various environmental services offers, assimilates atmospheric carbon and store it in their biomass and soil, contributing to the mitigation of global warming. Forest planting and maintaining vegetation cover, contribute to the mitigation of global warming, then can generate tradable credits in the Carbon Market. Establishing indicators of the carbon stocks is one point key in generation process carbon credits. This work researched of carbon s stocks in plant biomass and soil, as well as their indicators, seeking greater clarity of what happens with the carbon throughout the soil profile and between two types of vegetation in the Cerrado biome: cerradão and cerrado sensu stricto. We studied three areas of each of thouse faces. We obtained biomass carbon stocks by direct determination in the field, then determining the matter content of kiln-dried, and subsequent calcination at 550°C by using samples of each part of a plant. The results were grouped either by depth or height , and also by the plant compartments such as roots, liter, herbaceous material, trunk, branches, leaves, fruits and others. The total stocks of carbon, considering both total plant biomass as carbon in the soil are 906,25 Mg ha-1 in cerradão and 419,04 Mg ha-1 in cerrado stricto sensu, providing relationship 2,2:1. The stocks of total soil carbon obtained by elemental analyzer, to a depth of 2 m, are of 258,68 Mg ha -1 in cerradão and 271,25 Mg ha-1 in cerrado stricto sensu. This was not statistically different in both environments. However, the carbon stocks of biomass above and below ground, are from 647,57 to 147,79 Mg ha-1 in cerradão and cerrado stricto sensu, has a ratio of 4,4:1. Comparing the carbon stocks of above-ground biomass with the stocks in underground plant biomass, the relationships are 3,52:1 in cerradão and 2,04:1 cerrado stricto sensu. Soil samples were taken at depth along the soil profile, having been developed as indicators for carbon stock: clay content (TA), bulk density (BD), particle density (PD), macro and micro ( MA and MI), index of aggregate stability (IEA), percentage of soil aggregate with size between 2-4 mm (SBP), total carbon soil stocks (ECTS), of by the method of elemental analyzer, organic carbon soil by the Walkley-Black (ECOS), content of nitrogen (N), carbon storage in roots from 0,65 to 2,5 cm (ECR), belowground biomass carbon stocks (ECBVS), total carbon soil stocks and belowground biomass carbon stocks combined (ECTS+BVS). The variance analysis of these indicators measured, has shown that: the total soil carbon stocks (ECTS), organic soil carbon stocks (ECOS), carbon stocks in roots with diameters from 0,65 to 2,5 cm (ECR ) and content of the total nitrogen stoks of soil (N) in addition to presenting differences in depth, also presented significant differences between the environments and interaction environment and depth. Stand out among the others and can compose set of methodologies appropriate to local projects forest carbon credits in the Cerrado region. / O clima no Planeta sempre apresentou oscilações naturais ao longo de sua existência, mas as contribuições antropogênicas de gases de efeito estufa também modificam a composição da atmosfera, afetando o clima. Estudiosos do clima constataram aceleração do aquecimento global, devido à ação humana. Em sentido inverso, organismos fotossintéticos, nos processos de crescimento, absorvem e armazenam carbono atmosférico. O Cerrado nativo, dentre os vários serviços ambientais que oferece, assimila carbono atmosférico e o armazena na biomassa vegetal e no solo, contribuindo na mitigação do aquecimento global. Plantios florestais e a manutenção de cobertura vegetal, por contribuírem na mitigação do aquecimento global, podem gerar créditos negociáveis no mercado de carbono. O estabelecimento de indicadores dos fluxos e estoques de carbono é um dos pontos chaves no processo de geração de créditos de carbono. Esse trabalho pesquisou os estoques de carbono na biomassa vegetal e no solo, bem como seus indicadores, visando maior clareza do que ocorre com o carbono ao longo do perfil de solo e entre dois tipos de vegetação do bioma Cerrado: cerradão e cerrado stricto sensu. Foram estudadas 3 áreas de cada uma dessas fisionomias. Os teores de carbono foram obtidos a partir da quantificação da biomassa vegetal por determinação direta em campo, seguida da determinação do teor de matéria seca em estufa, e posterior calcinação a 550ºC, de amostras representativas de cada material vegetal. Os resultados da biomassa vegetal foram agrupados tanto por profundidade ou altura estudada, quanto por compartimentos vegetal como: raízes, liter, material herbáceo, tronco, galhos, folhas e frutos. Os estoques totais de carbono, considerando a biomassa vegetal e o carbono total no solo foram de 906,25 Mg ha -1 em cerradão e 419,04 Mg ha -1 em cerrado stricto sensu, proporcionando a relação de 2,2:1. Os estoques de carbono total do solo, obtidos por analisador elementar, até a profundidade de 2 m, foram de 258,68 Mg ha -1 em cerradão e 271,25 Mg ha-1 em cerrado stricto sensu, não sendo estatisticamente diferentes nos dois ambientes. No entanto, os estoques de carbono da biomassa vegetal, acima e abaixo do solo, de 647,57 Mg ha -1 para cerradão e 147,79 Mg ha -1 para cerrado stricto sensu, apresentaram uma relação de 4,4:1. Ao se comparar os estoques de carbono da biomassa vegetal acima do solo com os estoques de carbono da biomassa vegetal subterrânea, as relações são de 3,52:1 no cerradão e 2,04:1 no cerrado stricto sensu. Foram tomadas amostras de solo em profundidade, ao longo do perfil do solo, tendo sido determinados: teor de argila (TA), densidade do solo (DS), densidade de partículas (DP), macro e microporosidade (MA e MI), índice de estabilidade de agregados (IEA), percentagem de agregados com tamanho entre 2 a 4 mm (PAS), estoques de carbono total do solo pelo método do analisador elementar (ECTS), estoques de carbono orgânico do solo, pelo método Walkley-Black (ECOS), teor de nitrogênio (N), estoque de carbono nas raízes entre 0,65 a 2,5 cm (ECR), estoques de carbono da biomassa vegetal subterrânea (ECBVS), estoques de carbono total do solo agrupado aos estoques da biomassa vegetal subterrânea (ECTVS). A análise de variância desses indicadores demonstrou que: os estoques de carbono total do solo (ECTS); estoques de carbono orgânico do solo (ECOS); estoques de carbono nas raízes com diâmetro entre 0,65 a 2,5 cm (ECR) e teor de nitrogênio total do solo (N) além de apresentarem diferenças em profundidade, apresentaram diferenças significativas entre os ambientes e na interação ambiente e profundidade. Se destacam dentre os demais e podem compor conjunto de metodologias locais apropriadas a projetos de créditos de carbono florestal, na região do Cerrado.