Estoques e qualidade da matéria orgânica em solos cultivados com cafeeiro sob diferentes manejos, em regiões de Minas Gerais

Abstract

A constituição da matéria orgânica do solo (MOS) é bastante complexa, sendo formada por diversas frações com tempos de residência variando desde meses até milhares de anos. Sua manutenção é relevante para a sustentabilidade da produtividade das culturas. Dessa maneira, o presente trabalho teve como objetivo avaliar alterações nos estoques de Carbono Orgânico Total (COT), Carbono Lábil (CL), Carbono Não-Lábil (CNL), Nitrogênio Total (NT) e o Índice de Manejo do Carbono (IMC) no solo e nas frações da Matéria Orgânica Particulada (MOP) e Matéria orgânica Associada aos Minerais (MAM), causadas por diferentes práticas de cultivo do cafeeiro. Avaliou-se também o efeito do tempo de cultivo, do esqueletamento, da densidade de plantio e do cultivo irrigado ou de sequeiro sobre essas formas de MOS. Para a avaliação do efeito do tempo de cultivo, foram selecionadas áreas com cafeeiro com 10 e 30 anos de cultivo na cidade de Araguari-MG (Triângulo Mineiro), tendo a vegetação de Cerrado como referência; em outra região, foram selecionadas áreas com cafeeiros não esqueletado, esqueletado e uma área adjacente de mata, utilizada como referência, na cidade de Machado-MG (Sul de Minas), uma área com diferentes densidades de plantio, com a combinação de dois espaçamentos entre plantas (0,5 e 1,0 m) e três de entrelinhas (1,0; 2,0 e 4,0 m), tendo-se como solo referência uma mata adjacente, sendo essa área localizada na cidade de Martins Soares MG (Região da Zona da Mata Mineira) e, por último, na região do Vale do Jequitinhonha, na cidade de Capelinha-MG, foram selecionadas áreas com cafeeiro irrigado e de sequeiro e uma área de Cerrado adjacente como referência. As amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-10; 10-20; 20-40; 40-60; 60-80 e 80-100 cm, na linha e na entrelinha de plantio para as áreas do Triângulo Mineiro, Sul de Minas e Vale do Jequitinhonha, e para a área do Zona da Mata Mineira foram coletadas até 60 cm. Foram determinados os teores totais de COT e NT, CL, CNL e de C e N nas frações MOP e MAM, e, posteriormente, calculados os seus estoques nas camadas analisadas. Para a região do Vale do Jequitinhonha também foi determinada a razão isotópica do 13C/12C. Observou-se que o cultivo do cafeeiro proporcionou mudanças nos estoques e na qualidade da MOS, sendo que, para a regiãodo Triângulo Mineiro, Sul de Minas e Vale do Jequitinhonha essas mudanças causaram aumento nos estoques de MOS; porém, para a região da Zona da Mata houve diminuição nos estoques de MOS. Na primeira região (Triângulo Mineiro), o tempo de cultivo do cafeeiro causou aumentos nos estoques de C do solo contribuindo para que o Índice de Manejo do Carbono (IMC) fosse maior que 100 %, até a profundidade 0 a 40 cm, indicando efeito positivo na manutenção da MOS nos solos cultivados com cafeeiro. Por último, o estoque C da MOP foi maior para o cafeeiro Velho (30 anos de cultivo) em relação ao Novo (10 anos de cultivo), indicando que o tempo de cultivo está propiciando um maior aporte de C nesta fração (MOP). Para a segunda área (Sul de Minas), a poda do cafeeiro (esqueletamento) proporcionou aumentos e, ou, a manutenção nos estoques de MOS, de modo particular na entrelinha do tratamento esqueletado, onde houve maior deposição dos resíduos vegetais; todavia, os estoques foram menores na linha, quando comparados à referência (Mata). O IMC da área esqueletada foi superior a 100 % (referência), de modo particular na entrelinha do tratamento esqueletado. Na terceira região (Zona da Mata), os estoques de COT na mata foram superiores em 28 e 29 % aqueles encontrados na linha e entrelinha (respectivamente). Observou-se tendência de maior estoque de C nos espaçamentos mais adensados (1 x 0,5 e 1 x 1 m). Todavia, o IMC foi menor do que 100 % em todos os espaçamentos estudados, tanto na linha quanto na entrelinha. Na última região (Vale do Jequitinhonha), o café irrigado proporcionou aumentos nos estoques de COT, em especial na linha de plantio. O café irrigado também proporcionou aumentos nos estoques de CL, especialmente na entrelinha de plantio. Além disso, o cafeeiro irrigado também proporcionou maiores estoques de C nas frações MOP e MAM. Por último, os valores de δ do 13C (razão isotópica 13C/12C) indicou um aporte de C proveniente do cafeeiro na MOS, tanto em relação ao solo quanto às frações da MOP e MAM, em especial no café irrigado. Portanto, os manejos adotados devem ser analisados caso a caso, a fim de se ter previsão sobre alterações nos estoques e na qualidade da MOS.

The composition of soil organic matter (SOM) is fairly complex, since it consists of various fractions with residence times varying from a few months to thousands of years. This organic matter must be maintained in the interests of sustainable crop yield. Therefore, the aim of this study was to assess changes in stocks of total organic carbon (TOC), labile carbon (LC), non-labile carbon (NLC) and total nitrogen (TN), and changes in the soil carbon management index (CMI) and fractions of particulate organic matter (POM) and mineral-associated organic matter (MAM) brought about by the use of different management practices on coffee plantations. We also assessed the effect on these SOM forms of cultivation time, lateral pruning (esqueletamento), crop density and irrigated or dryland farming. To assess the effect of cultivation time, we selected areas of coffee bushes that had been growing for 10 and 30 years in the town of Araguari (in the region of Minas Gerais state known as the Triângulo Mineiro ), taking the Cerrado (savanna) vegetation as the reference. In another region we selected areas of coffee bushes, both laterally pruned and not laterally pruned, and an adjacent forest area used as a reference in the town of Machado-MG (Southern Minas), an area in which different planting densities had been used, with a combination of two bush spacings (0.5 and 1.0 m) and three row spacings or interrows (1.0, 2.0 and 4.0 m), with adjacent forest as the reference soil, this area being located in the town of Martins Soares MG (Region in the Mata Mineira Zone). Finally, in the Jequitinhonha Vally region, in the town of Capelinha MG, we selected areas of irrigated and dryland plantations, using an adjacent Cerrado savanna area as a reference. Soil samples were collected from the interrow at depths of 0-10, 10-20, 20-40, 40-60, 60-80 and 80-100 cm in the selected areas in the Triângulo Mineiro, Southern Minas and Jequitinhonha Valley areas. In the Mata Mineira Zone we collected samples at a depths of up to 60 cm. Total content figures were determined for TOC and TN, LC, NLC, and C and N in POM and MAM fractions. We then calculated stocks in the layers examined. For the Jequitinhonha Valley region, we also determined the 13C/12C isotopic ratio. We observed that coffee cultivation brought about changes in the stocks and quality of SOM, increasing SOM stocks in theTriângulo Mineiro, Southern Minas and Jequitinhonha Valley areas. However, in the Mata Mineira zone, SOM stocks had dropped. In the first region (Triângulo Mineiro), the existence of the coffee plantation had caused an increase in C stocks in the soil, inducing a rise in the Carbon Management Index (CMI) to over 100 % up to a depth of 0 to 40 cm, showing the positive effect of coffee plantations in maintaining SOM. C stocks in POM was higher for older coffee bushes (30 years) than for younger bushes (10 years), indicating that cultivation time does contribute to C stocks in this fraction (POM). In the second area (Southern Minas), lateral pruning increased and/or maintained SOM stocks, especially in the laterally pruned interrow which received higher deposits of plant waste. However, stocks were lower in the row when compared to the reference (Forest). The CMI for the laterally pruned area was above 100 % (reference), especially in the pruned interrow. In the third region (Forest Area), TOC stocks in the forest soil were 28% higher than those found in the plant row and 29 % higher than in the interrow. There was a tendency for C stocks to be higher in more densely planted areas (1 x 0.5 and 1 x 1 m). However, the CMI was below 100 % in all the spacings studied, both in the row and interrow. In the last region (Jequitinhonha Valley), the irrigated plantation increased TOC stocks, especially in the plant row. Irrigated coffee also increased LC stocks, especially in the interrow. In addition, the irrigated coffee also increased C stocks in POM and MAM fractions. Finally, δ values for 13C (13C/12C isotope ratio) indicated that the C content of the SOM was boosted by the coffee plantation, both in relation to the soil and in POM and MAM fractions, especially where irrigation was used. Therefore, the management systems used must be studied case-by-case if predictions are to be made on alterations in SOM stocks and quality.