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Previous issue date: 2017-08-27 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The change in land use promotes changes in carbon stocks (C) of the soil, reflecting the emission of carbon dioxide (CO2), aggravating the greenhouse effect. Sugarcane (Saccharum spp), because of its importance in Brazilian agribusiness and large cultivated area, plays an important role in soil C dynamics. The impact of sugarcane cultivation on C dynamics in soils where climatic conditions favor the rapid degradation of soil organic matter (SOM), such as Brazilian semi-arid areas, is little known. The objective of this work was to evaluate the dynamics of carbon in Brazilian semi-arid soils cultivated with irrigated sugar cane after the removal of the caatinga. The specific objectives were: 1) to determine the chemical and physical characteristics of the soil in areas of caatinga and in areas with different times of cultivation of sugarcane; 2) quantify the total carbon and nitrogen stocks of the soils of the different areas; 3) to determine the origin (native vegetation or sugar cane) of the C stocked along the soil profiles of these areas and, 4) to determine the average residence time (TRM) of the organic carbon originating from the caatinga in the soil cultivated with sugar cane. The areas are located in the Farm AGROVALE, in the municipality of Juazeiro, Bahia, Brazil, in the following situations: 1) native vegetation (caatinga) virgin, 2) areas with implantation of the sugarcane cultivation 10 years ago; 3) areas with implantation of the sugarcane cultivation 20 years ago and 4) areas with implantation of sugarcane cultivation for 30 years. All areas have Vertisols and similar farms. Three trenches were opened in each area, to the depth of 100 cm or until reaching the rock. Deformed and undisturbed samples were collected in the 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 and 80-100 cm layers for the chemical, physical and isotopic characterization. Plants and litter were also collected for isotopic characterization. The cultivation of sugarcane did not promote changes in the physical properties of the soil, however, changes in some chemical properties were observed, such as sodium and electrical conductivity reduction. Cane cultivation for 30 years promoted a significant increase in the amount of C in these soils, with an increase of approximately 84.4 Mg ha-1 when only the depth of 0-60 cm was considered. The average residence time of C in these areas is relatively low, reaching 18.9 years in the 0-10 layer and 82 years in the 40-60 cm layer. This rapid degradation of C becomes clear when the contribution of the two different C sources to the stock of cultivated areas is observed. There was enrichment of 13C in the cultivated areas, resulting in more than 90% of C coming from plants with C4 photosynthetic cycle in the superficial layers. In addition, it was also verified that land use change promoted soil enrichment in 15N and total nitrogen (N). Therefore, conversion of caatinga to irrigated cane cultivation promotes the increase of C and N stocks and enrichment of 13C and 15N. / A mudança no uso da terra promove alteração nos estoques de carbono (C) do solo, com reflexo na emissão de dióxido de carbono (CO2), agravando o efeito estufa. A cana-de-açúcar (Saccharum spp), por sua importância no agronegócio brasileiro e grande área cultivada, apresenta importante papel na dinâmica do C no solo. É pouco conhecido o impacto do cultivo da cana-de-açúcar sobre a dinâmica do C em solos onde as condições climáticas favorecem a rápida degradação da matéria orgânica do solo (MOS), como as áreas do Semiárido brasileiro. Este trabalho teve como objetivo geral avaliar a dinâmica do carbono em solo do Semiárido brasileiro cultivado com cana-de-açúcar irrigada após a remoção da caatinga. Os objetivos específicos foram: 1) determinar as características químicas e físicas do solo em áreas de caatinga e em áreas com diferentes tempos de cultivo de cana-de-açúcar; 2) quantificar os estoques de carbono e de nitrogênio totais dos solos das diferentes áreas; 3) determinar a origem (vegetação nativa ou cana-de-açúcar) do C estocado ao longo dos perfis dos solos dessas áreas e, 4) e determinar o tempo de residência média (TRM) do carbono orgânico originário da caatinga no solo cultivado com cana-de-açúcar. As áreas localizam-se na Fazenda AGROVALE, no município de Juazeiro, Bahia, Brasil, nas seguintes situações: 1) vegetação nativa (caatinga) virgem, 2) áreas com implantação do cultivo de cana-de-açúcar há 10 anos; 3) áreas com implantação do cultivo de cana-de-açúcar há 20 anos e 4) áreas com implantação do cultivo de cana-de-açúcar há 30 anos. Todas as áreas têm Vertissolos e as agrícolas com manejos similares. Foram abertas três trincheiras em cada área, até a profundidade de 100 cm ou até se chegar à rocha. Amostras deformadas e indeformadas foram coletadas nas camadas de 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm, para a caracterização química, física e isotópica. Também foram coletadas plantas e serapilheira, para a caracterização isotópica. O cultivo de cana-de-açúcar não promoveu alteração nas propriedades físicas do solo, todavia foram observadas alterações em algumas propriedades químicas, como a redução do sódio e da condutividade elétrica. O cultivo da cana por 30 anos promoveu um expressivo aumento nas quantidades de C nesses solos, com um incremento de aproximadamente 84,4 Mg ha-1 quando considerada apenas a profundidade de 0-60 cm. O tempo de residência média do C nessas áreas é relativamente baixo, chegando a ser 18,9 anos na camada de 0-10 e de 82 anos na camada de 40-60 cm. Essa rápida degradação do C fica clara ao ser observada a contribuição das duas diferentes fontes do C para o estoque das áreas cultivadas. Houve enriquecimento de 13C nas áreas cultivadas, resultando em mais de 90% de C proveniente de plantas com ciclo fotossintético C4 nas camadas superficiais. Além disso, verificou-se também que a mudança do uso da terra promoveu o enriquecimento do solo em 15N e nitrogênio (N) total. Portanto, a conversão de caatinga em cultivo de cana irrigado promove o aumento dos estoques de C e N e, enriquecimento de 13C e 15N.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2:tede2/7330 |
| Date | 27 August 2017 |
| Creators | SANTOS, Leandro Reis Costa |
| Contributors | FREITAS, Ana Dolores Santiago de, FREITAS, Ana Dolores Santiago de, SANTOS, Carolina Etienne de Rosália e Silva, SAMPAIO, Everardo Valadares de Sá Barretto |
| Publisher | Universidade Federal Rural de Pernambuco, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, UFRPE, Brasil, Departamento de Agronomia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRPE, instname:Universidade Federal Rural de Pernambuco, instacron:UFRPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 8551734419043507650, 600, 600, 600, 600, -6800553879972229205, -5919840527232375671, -2555911436985713659 |
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