Dinâmica da matéria orgânica do solo em ecossistemas de floresta secundária sobre solos antrópicos e solos não-antrópicos (adjacentes) na Amazônia central

Abstract

As Terras Pretas do Índio são horizontes de solo caracterizados pelas altas quantidades de matéria orgânica estável, que foram estocadas nestes solos por centenas ou milhares de anos, mesmo sob condições edafoclimáticas tropicais, que normalmente favorecem a rápida mineralização do carbono (C) do solo. O entendimento da dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) e dos mecanismos de sua estabilização são essenciais para o estabelecimento de sistemas agro-ecológicos que favoreçam o seqüestro de C no solo, como uma alternativas para mitigar o aumento das emissões de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. Os objetivos deste estudo foram: i) Comparar a dinâmica da matéria orgânica em solos antrópicos e solos não-antrópicos (adjacentes) da Amazônia Central, 2) Identificar os principais fatores que controlam a dinâmica da matéria orgânica e, 3) Determinar os estoques de carbono orgânico no solo, bem como a distribução do C associado a cada fração física da matéria orgánica, nas Terras Pretas do Índio e solos adjacentes. O estudo foi realizado em cinco locais diferentes que apresentaram solos antrópicos sob floresta secundária de 20 a 30 de idade, localizados na Amazônia central. O delineamento experimental foi de blocos enteiramente ao acaso, localizados em cinco áreas distintas; cada bloco constituido por três tratamentos: Terra Preta do Índio (TPI), solo de transição entre TPI-solo adjacente (ST) e solo adjacente não-antrópico (SA). Cada tratamento foi estabelecido em parcelas de 1600 m2, totalizando 15 pontos de amostragem. Amostras de solo e liteira foram avaliadas para estimar o C estocado no solo, na biomassa microbiana e na liteira, a proporção do C em cada fração física da matéria orgânica, a mineralização do C e os fluxos de CO2. A dinâmica da matéria orgânica foi similar nos diferentes solos estudados, mostrando efeitos sazonais, com ciclagem mais rápida no período chuvoso do que no período seco. Porém, as TPI apresentaram biomassa microbiana 32 % maior do que nos SA, o que pode indicar que estes solos estejam beneficiando a população microbiana, tornando-se esta, uma importante estocadora de C lábil nestes sistemas. Em ambientes naturais de floresta secundária, os principais fatores que influenciaram a dinâmica da matéria orgânica nos três tipos de solos foram a sazonalidade, a temperatura e a textura do solo. Em condições controladas de temperatura e umidade (em experimentos de incubação de solo em laboratório), os fluxos de CO2 foram menores nas TPI, indicando que outros fatores podem influenciar fortemente a atividade microbiana e os processos de decomposição da MOS nas TPI. As TPI apresentaram estoques de C 45% maiores do que nos SA, porém não houve evidências de acúmulo do C recente (liteira fresca) nestes sistemas, e nem de que o C lábil estimule a decomposição do C estável. A maior proporção de C foi associada às frações mais finas, argila e silte, evidenciando a importância dos mecanismos de proteção física na estabilização do C. A aplicação dos princípios de estabilização do C das Terras Pretas do Índio para desenvolver novas Terras Pretas nos trópicos, apresenta importantes implicações na retenção de carbono no solo e na mitigação do efeito estufa.

The Amazonian Dark Earths are characterized by high contents of stable organic matter which are stored in soil for hundreds or thousands of years, even under tropical edaphoclimatic conditions, which favor fast soil carbon (C) mineralization. Understanding the dynamics of this organic matter and the mechanisms of C stabilization are essential for the establishment of agro-ecological systems that foster C sequestration in the soil, as an alternative to mitigate the increase of CO2 in the atmosphere. The objectives of this study were: i) to investigate the dynamics of organic matter in anthropic and adjacent soils; 2) to identify key factors that control the dynamic of organic matter, and 3) to determine the stocks of total-C in soil, as well as the stocks associated to each organic matter physical fraction in the Indian Dark Earth, adjacent soil and transition soil. The study was carried out in five different locations in central Amazonia, where anthropic soils under old secondary forest were located. The experimental design had randomized blocks with five replications and three treatments: Indian Dark Earth (TPI), the transition soil between TPI and adjacent soil (ST), and adjacent soil (SA). Soil and litter samples were evaluated for C stored in soil, in microbial biomass-C and in litter, the proportion of C in each fraction of soil organic matter, the mineralization of C, and the fluxes of soil CO2. The organic matter dynamics was similar in different soils, showing seasonal effects, with faster cycling in the rainy season and slow than in the dry season. Higher amounts of microbial biomass were found in the TPI, which may indicate that these soils are benefiting the microbial population, which become an important storage pool of labile C these systems. In the natural environments of secondary forests, the main factors influencing the dynamics of soil organic matter (SOM) in the three soil types were the season, the temperature, and soil texture. However, under controlled temperature and moisture (in the incubation in laboratorial experiments), the SOM dynamics was slower in the TPI, indicating that other factors may strongly influence the processes of SOM decomposition in these soils. The TPI contains high stocks of humified C, but there was neither no evidence of accumulation of new C in these systems, no evidence that the presence of labile C stimulates the decomposition of stable soil C. The largest proportion of C was found in the fraction associated with the silt and clay, stressing the importance of the physical protection mechanisms in the stabilization of the C in soils. The application of the principles of C stabilization in the antropogenic Dark Earths to develop new dark earths in the tropics is an interesting alternative to sequester carbon in soils thus mitigating part of the CO2 emissions to the atmosphere.