integraÇÃo lavoura-pecuÁrianum latossolo do...

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA NUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO NA FíSICA, MATÉRIA ORGÂNICA E MACROFAUNA ROBÉLlO LEANDRO MARCHÃO Orientador: Dr. Luiz Carlos Balbino Fevereiro - 2007

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁSESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS

INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA NUMLATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO NA FíSICA,

MATÉRIA ORGÂNICA E MACROFAUNA

ROBÉLlO LEANDRO MARCHÃO

Orientador:Dr. Luiz Carlos Balbino

Fevereiro - 2007

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RüBÉLIü LEANDRO MARCHÀO

INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIA NUM

LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO NA

FisICA, MATÉRIA ORGÂNICA E MACROFAUNA

Tese apresentada ao Programa de P6s­graduaçào em Agronomia, da UniversidadeFederal de Goiâs, como requisito parcial àobtençào do titulo de Doutor em Agronomia.Area de concentraçâo: Solo e agua

Orientador:Dr. Luiz Carlos Balbino

Co-orientadores:Dr. Thierry BecquerDr. Patrick LaveHe

Goiânia, GO - Brasil2007

RüBÉLIü LEANDRO MARCHÃO

INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÃRIA NUM

LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO NA

FÍSICA, MATÉRIA ORGÂNICA E MACROFAUNA

Tese apresentada ao Programa de Pós­graduação em Agronomia, da UniversidadeFederal de Goiás, como requisito parcial àobtenção do título de Doutor em Agronomia.Área de concentração: Solo e água

Orientador:Dr. Luiz Carlos Balbino

Co-orientadores:Dr. Thierry BecquerDr. Patrick LaveHe

Goiânia, GO - Brasil2007

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Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)

(GPTIBCIUFG)

Marchão, Robélio Leandro.M3I5i Integração lavoura-pecuária num latossolo do

cerrado: impacto na física, matéria orgânica e macro­fauna I Robélío Leandro Marchão, Goiânia, 2007.

I53f. : íl., figs., tabs.

Orientador: Luiz Carlos Balbino, Co-Orientado­res: Thierry Becquer, Patrick Lavelle.

Tese (Doutorado) - Universidade Federal deGoiás, Escola de Agronomia e Engenharia de Ali­mentos, 2007.

Bibliografia.Inclui listas de figuras, tabelas e de anexos.

1. Sistemas agrícolas - Cerrado 2. Lavoura - Pe­cuária - Integração 3. Fauna do solo - Cerrado 4. Fí­sica do solo - Cerrado 5. Solo - Matéria orgânica I.Balbino, Luiz Carlos II. Becquer, Thierry III. La­velle, Patrick IV. Universidade Federal de Goiás,Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos V.Título.

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ROBÉLIO LEANDRO MARCHAo

"INTEGRAÇAo LAVOURA.PECUÁRIA NUM LATOSSOLODO CERRADO: IMPACTO NA FíSICA, MATÉRIAORGANICA E MACROFAUNA".

Tese DEFENDIDA e APROVADA em 15 de fevereiro de2007, pela Banca Examinadora constituída pelosmembros:

Dr. Luiz Carlos BalbinoPresidente - Embrapa Transferência de Tecnologia

Dr. Thierry BecquerIRDlEmbrapa Cerrados

/)

t 1

Dr. Ale.~anede Oliveira Barcellos, mbrapa Cerrados

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~~~~~)~::::::=- D . ._-

r. Pedro LUlZ O. A. MachadoEmbrapa Arroz e Feijão

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.,•

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus, por permitir-me alcançar mais uma etapa sem ter me deixado fraquejar em

nenhum momento, estando sempre ao meu lado, mesmo nas horas dificeis

À Universidade Federal de Goiás, por mais uma oportunidade de realizar mais um curso de

pós-graduação strictu sensu

Ao Institut de Recherche Pour ie Déveioppement - IRD, pela concessão da bolsa de

doutoramento e apoio financeiro na França e no Brasil, em todas etapas desta pesquisa

Agradeço especialmente ao Laboratoire d'Ecologie des Sois Tropicaux, LestlBiosol no

Centre de Recherche d'ile de France - IRD/Bondy, pela amigável recepção durante os

estágios realizados na França além das oportunidades a mim oferecidas

Ao pesquisador e orientador Luiz Carlos Balbino, agradeço a oportunidade de poder trabalhar

nos projetos de Integração Lavoura-Pecuária da Embrapa e também pela amizade e confiança

em mim depositada

Agradeço especialmente também ao pesquisador Lourival Vilela, por conceder uma de suas

grandiosas unidades experimentais, onde foi realizado todo o trabalho de campo

Aos grandes amigos e co-orientadores da tese, Thierry Becquer e Patrick Lavelle a quem

admiro profundamente pela competência e dedicação à pesquisa científica sempre de

prontidão a ajudar e orientar durante a tese, e também pela agradável compania

Gostaria de agradecer aos pesquisadores Michel Brossard do IRD-Montpellier, Alexandre de

Oliveira Barcellos da Embrapa Cerrados, Pedro Luiz O. A. Machado da Embrapa Arroz e

Feijão e ao Dr. George Gardner Brown da Embrapa Florestas por terem aceitado o convite

para participar da banca examinadora da tese e pelas criticas e sugestões que com certeza

melhoraram significativamente o trabalho

A toda minha família, meus pais, meu irmão, minha noiva que sempre de forma carinhosa e

bem humorada, me incentivaram durante minha vida acadêmica e possibilitaram que mais

este trabalho se tomasse realidade

A Embrapa Cerrados, por ter me acolhido durante todo o trabalho de campo e de laboratório e

também pela oportunidade de fazer tantas amizades

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...

A tous mes amis et paternaires de Bondy, Elena Velasquez, Núria Ruiz, Leonide Celini,

Sébastien Barot, Manuel Blouin, Jérome Mathieu, Corine Rouland, Maurice Lourd, Annabelle

Mellot, Florence Dubs je remerei a tous

Merei aussi ames patemaires de l'IRD au Brésil, Danielle Mitja, Michel Brossard, Thierry

Desjardins et Max Sarazin, Sabrina Milani, merei également a Didier Brunet, qui m'a

accueilli a Montpellier pour une semaine sur les analyses NIRS

Obrigado a todos colegas, amigos e parceiros, pesquisadores da Embrapa Cerrados, Euzébio

Medrado, Adriana Reatto, Éder Martins, João de Deus, Marcos Carolino, Luciano Shozo,

Charles Martins, Marina Vilela, Fernando Macena, Alexandre Barcellos, IMa de Carvalho,

Fabiana Aquino e especialmente a dois amigos que já são parceiros de longas caminhadas,

Álvaro Resende e Daniel Kimpara

Obrigado também a todos os colegas de pós-graduação, especialmente os amigos Pedro

Vendrame, Glênio Guimarães, Cláudio Karia, Diogo Eberhardt, Inês Oliveira, Fernanda

Ikeda, Angel Blanco, Reider Benevides, Ricardo Pereira, Antônio Rios, Jeremie Garnier, Luís

Fábio

Obrigado ao secretário da pós-graduação, amigo e agora sim, companheiro de pescaria

Welinton Mota

Aos professores e pesquisadores Luiz Fernando Coutinho, Geraldo César de Oliveira, João

Batista Duarte, Wilson Mozena Leandro, Pedro Marques da Silveira, Huberto José Klieman,

Murillo Lobo Júnior, pelas oportunidades

Aos amigos de laboratório da Embrapa Cerrados, Wantuir Caixeta, Nelson Camargos e

Nirceu Werneck pelo apoio nas análises e no trabalho de campo

Aos estagiários e ex-estagiários da Embrapa Cerrados e Arroz e Feijão, que durante vários

dias foram companheiros de triagem da macrofauna e de trabalho de campo: Leison, Luana,

Aracelly, Débora, Reinaldo, Sanclair, Welinton, João Paulo, Laura, Juliana, Adriana, Lívia,

Janne

A TODOS MEU RECONHECIMENTO, MUITO OBRIGADO!!!

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Aos meus pais Alberto e Cesária

À minha noiva e eterna namorada Izabel

Ao meu irmão Alberto

Aos meus sobrinhos Leonardo e Letícia

À toda minha família

Dedico

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AOS MEUS AVÓS

EDSON E TERESA

NELI,

OFEREÇO

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sUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS 10

LISTA DE TABELAS 12

LISTA DE ANEXOS 14

RESUMO 15

ABSTRACT 17

• 1 INTRODUÇÃO GERAL 19

2 REVISÃO BmLIOGRÁFICA 26

2.1 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE CULTIVO NO CERRADO BRASILEIRO ...... 262.2 MACROFAUNA DO SOLO: BIODIVERSIDADE E O SEU PAPEL COMO

INDICADORA DE QUALIDADE 302.3 QUALIDADE FÍSICA DO SOLO 372.5 IMPORTÂNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO E ESTOQUES DE

CARBONO E NITROGÊNIO 40

3 REFERÊNCIAS 44

CAPÍTULO I

QUALIDADE FÍSICA DE UM LATOSSOLO VERMELHO SOB SISTEMAS DEINTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA NO CERRADO

"

RESUMO 55

ABSTRACT 56

1 INTRODUÇÃO 57

2 MATERIAL E MÉTODOS 59

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 63

4 CONCLUSÕES 71

5 AGRADECIMENTOS 72

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 73

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CAPÍTULO II

C AND N STOCKS lN A BRAZILIAN CLAYEY FERRALSOL: 13 YEARS EFFECTSOF CROP-PASTURE INTEGRATED SYSTEMS

RESUMO 75

ABSTRACT 76

MATERIAL AND METHODS 79

C N SOIL CONCENTRATIONS 85C N STOCKS 88

RESULTS 85

DISCUSSION 90

STUDY SITE 79EXPERIMENT DESIGN 79SOIL SAMPLING AND ANALYSIS 82DATA TREATMENT AND C N STOCKS CALCULATIONS 84

INTRODUCTION 77

NIRS APPROACH 90C N STOCKS CALCULATIONS 91EFFECT OF DIFFERENT LAND USE SYSTEMS ON C N CONCENTRATIONSAND STOCKS 93

1•

2

2.12.22.32.4

3

3.13.2

4

4.14.24.3

5 CONCLUSIONS 98"

6 ACKNOWLEDGEMENTS 99

7 REFERENCES 100

CAPÍTULO III

SOIL MACROFAUNA COMMUNITIES UNDER CROP-LIVESTOCK ROTATIONSYSTEMS lN A CERRADO FERRALSOL, BRAZIL

RESUMO 107

ABSTRACT 108

1 INTRODUCTION 109

2 MATERIAL AND METHODS 112

2.1 STUDY SITE 112

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..

2.2 EXPERIMENT DESIGN 1122.3 SOIL MACROFAUNA SAMPLING AND STATISTICAL ANALYSIS 115

3 RESULTS 117

3.1 MACROFAUNA DENSITY 1173.2 MORPHOSPECIES RICHNESS AND SHANNON INDEX 1213.3 VERTICAL DISTRIBUTION 122

4 DISCUSSION 125

5 CONCLUSIONS 127

• 6 ACKNOWLEDGEMENTS 128

7 REFERENCES 129

CONSIDERAÇÕES FINAIS 133

ANEXOS 135

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Figura 1

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Figura 1

Figura 2

Figure 1

Figure 2

Figure 3

LISTA DE FIGURAS

Mapa de vegetação mostrando a área central do Bioma Cerrado, encravesem outros biomas e áreasde transição '" 19

Mapa resultante da classificação das imagens MODIS mostrando as áreasdesmatadas na parte central do Cerrado e os principais blocosremanescentes de vegetação nativa 20

Modelo geral explicando como as condições gerais do ambiente,notadamente as práticas de gestão impostas pela agricultura, alteram ascondições do solo por intermédio das modificações epígeas e endógeas 31

Modelo conceituaI para a gestão da atividade de macroinvertebradosdentro de um agroecossistema 32

CAPÍTULO I

Curvas do conteúdo relativo versus tensão da água no solo em sistemas deintegração lavoura-pecuária nas profundidades de O a 45 cm. 'Planaltina,DF 67

Modelo gráfico comparativo da qualidade físico-hídrica do solo emsistema de integração lavoura-pecuária, para as camadas: 0-5 cm (A); 10­15 cm (B); 20-25 cm (C); e 40-45 cm (D), considerando os valoresrelativos dos parâmetros resistência à penetração (RP); macroporosidade(MAC); densidade do solo (Ds) e microporosidade efetiva (MIE) 69

CAPÍTULon

Distribution of carbon (C) and nitrogen (N) concentrations in the differentmanagement systems (A) and in function of the tillage (B). **- significantat p<0.05 probabilityleveI; ns - non-significant. 87

Carbon (A) and nitrogen (B) stocks under continuous and crop-livestockrotation systems in 0-30 cm soil depth calculated corrected by relative soilmass of Cerrado 89

Carbon stocks comparison under continuous and crop-livestock rotationsystems in 0-30 cm soi1 depth calculated corrected by relative soil mass ofCerrado (A) and only with bulk density (B) 92

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Figure 1

Figure 2

Figure 3

Figure 4

CAPÍTULO III

Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofaunadensity of grand groups and PCA analysis for soil management systems(b) and effect of soil tillage systems (c) in a central plateau at Planaltina,DF 119

Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofaunamorphoespecies richness of grand groups and PCA analysis for soilmanagement systems (b) and soil tillage systems (c) in a central plateau atPlanaltina, DF 120

Vertical distribution of all macrofauna group density in the litter anddifferent soil depths for treatments (in percent ofthe sum of all groups)....... 123

Vertical distribution of some macrofauna group density in the litter anddifferent soil depths for Cerrado and crop-pastures (in percent of the sumof all depths) 124

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Propriedades da fauna do solo como indicadores da qualidade do solo 35

CAPÍTULO I

Tabela 1 Características tisicas e químicas do Latossolo Vermelho noexperimento de integração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados,Planaltina DF, 2004 59

Tabela 2 Sistemas de manejo e uso do solo estudados no experimento deintegração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004 60

Tabela 3 Valores médios de atributos tisico-hídricos em função de sistemas demanejo e uso do solo e da profundidade de amostragem. Planaltina-DF,2004 65

CAPÍTULO II

Table 1

Table 2

Table 3

Table 4

Table 5

Table 6

Table 7

Selected soil physico-chemical properties (Gibbsic Ferralsol) collectedfrom the crop-livestock integrated systems 79

Soil management systems used in the field experiment 81

Statistics of C and N content (g kg'! soil) of the reference soils samplesby dry combustion (n=30) 83

Calibration ofNIR spectra and validation results for carbon and nitrogenconcentrations (g kg") 83

Results of Anova for principal effects of management system, soiltillage, fertilization and soil depth on bulk density (Db), total soilorganic carbon (C) and total nitrogen (N) 85

Bulk density (g cm"), total soil organic carbon (g kg'!) and totalnitrogen (g kg") in treatments for soil depths. Each value in the tablerepresents the mean and standard deviation 86

Carbon and nitrogen stocks at 0-20 cm depth (Mg ha") for soilmanagement systems and soil tillage type in different soil land usesystems of Cerrado region 95

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Table 1

Table 2

Table 3

CAPÍTULO III

Soil management systems used in the field experiment at Planaltina, DF 114

Density (individuals per m") and number of morphospecies(morphospecies richness) of soil macroinvertebrates in crop-pasturesystems and Cerrado vegetation in a Ferralsol near Planaltina, Brazil.. 118

Species richness, number of individuals and Shannon index (± standarddeviation) of soil macroinvertebrates morphoespecies in crop-pasturessystems and Cerrado vegetation at Planaltina-DF, 2004 122

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Anexo 1

Anexo 2

Anexo 3

Anexo 4

Anexo 5

Anexo 6

LISTA DE ANEXOS

Vista geral do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em áreaexperimental da Embrapa Cerrados, coordenadas 15° 35' S e 47° 42' W,Planaltina, DF 136

Croqui do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em área experimentalda Embrapa Cerrados, Planaltina, DF 137

Relação de fertilizantes aplicados no experimento de integração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004 138

Dados brutos para cada tratamento, repetição e profundidade deresistência à penetração (Rp em MPa), umidade gravimétrica (UgRP emg cm") no momento da amostragem, densidade do solo e densidade departículas (Ds e Dp em g cm.3) assim como os conteúdos gravimétricosde água no solo em equilíbrio com as tensões 1, 3, 6, 10, 33, 80,400,1000 e 1500 KPa respectivamente, obtidos pelo método da centrifuga 139

Values of wet (wet mass) and dry (dry mass) soil mass, volumetricwater content (e), volume of cylindrical core samples (Vol cyl), bulkdensity (Bd), carbon (C) and nitrogen (N) contents in alI soilmanagement systems (Syst), tillage (Till) and fertilizer (Fert) regimes,soil depth (Depth) and replicates (Rep) .142

Médias mensais do período 1991-2005 de precipitação, temperatura eumidade do ar no coletadas na estação meteorológica da "Serra",Embrapa Cerrados, Planaltina, DF. Coordenadas 15° 35'30" S ~o

42'00" W, altitude 1.175 m .153

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RESUMO

MARCHÃO, R. L. Integração lavoura-pecuária num Latossolo do Cerrado:Impacto na tisica, matéria orgânica e macrofauna. 2007. 153f. Tese (Doutorado emAgronomia: Solo e Água)-Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos,Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2007.1

A integração dos sistemas lavoura-pecuária (ILP) têm sido freqüentemente

recomendada para o Cerrado, no entanto, o conhecimento acerca do seu impacto sobre o

funcionamento do solo é ainda limitado. Objetivou-se estimar o efeito benéfico destes

sistemas, envolvendo tipos de preparo do solo e níveis de fertilização sobre a qualidade

tisica, estoques de carbono e nitrogênio e sobre as comunidades da macrofauna de um

Latossolo Vermelho do Cerrado. O estudo foi realizado na área experimental da

Embrapa Cerrados em Planaltina-DF, em um experimento de ILP implantado há 13

anos. Os sistemas estudados foram: pastagem continua; lavoura contínua; rotação

lavoura-pastagem; e rotação pastagem-lavoura. O Cerrado nativo foi utilizado como

testemunha. Nos sistemas lavoura contínua e rotação existem ainda dois tipos de

preparo do solo (convencional e plantio direto) e de fertilização (manutenção e

corretiva). Verificou-se que os sistemas de integração alteraram significativamente os

atributos tisico-hídricos do solo e que háum incremento na resistência à penetração e na

densidade do solo em todos os sistemas quando comparados ao Cerrado, porém, apesar

de incrementar a densidade e a resistência à penetração do solo, o pisoteio animal na

fase pastagem, durante quatro anos nos sistemas de ILP, não é fator limitante aos

cultivos anuais. Ademais, os sistemas de ILP contnbuem para aumentar o

armazenamento da água e a porosidade do solo. Ficou também demonstrado, que os

atributos avaliados são ferramentas que podem ser utilizadas como indicadoras da

qualidade tisica do solo. Os sistemas de uso e preparo do solo influenciaram

significativamente as concentrações e estoques de carbono e nitrogênio do solo, porém

não foi observado efeito do nível de fertilização. Os sistemas de ILP não diferiram dos

sistemas contínuos em relação aos estoques de Carbono e Nitrogênio, porém, observou­

se uma tendência de acúmulo destes elementos nos sistemas sob plantio direto.

Observou-se que 13 anos de manejo sob ILP não permitiram identificar quais sistemas

1 Orientador: Dr LuizCarlosBalbino - Embrapa.Co-orientadores: Dr Thierry Becquer - IRD.

Dr PatrickLavelle - IRDfUniversité de Paris VI.

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são mais sustentáveis em relação ao acúmulo de Carbono, além disso, a metodologia

analítica de determinação e a forma de cálculo do estoque de Carbono podem interferir

nos resultados e limitar a comparação com a literatura existente. A espectroscopia de

infravermelho próximo (NIR) apresentou-se como urna ferramenta útil na quantificação

das concentrações de carbono e nitrogênio do solo, o que poderá facilitar a pesquisa

sobre o acúmulo de carbono em agroecossistemas. Finalmente, a análise de

componentes principais, conduzida sobre os dados da macrofauna revelou efeito

significativo do sistema de uso e preparo do solo sobre a densidade e diversidade dos

principais grupos encontrados. Os sistemas lavoura contínua e em rotação,

especialmente sob plantio direto apresentaram urna maior densidade e diversidade em

relação aos demais sistemas e ao Cerrado. Observou-se que sistemas de ILP, baseados

no plantio direto e na rotação pastagens leguminosas são mais sustentáveis por

apresentarem melhores condições biológicas, com maior densidade e biodiversidade

favorecendo a colonização pela macrofauna do solo. Parâmetros como a densidade e a

riqueza de morfoespécies são bons indicadores da qualidade do solo e podem ser

utilizados na comparação de sistemas e uso do solo, além de serem indicadores de

sustentabilidade do agroecossistema.

Palavras chave: resistência à penetração, porosidade, retenção de água, acúmulo de C e

N, espectroscopia de infravermelho próximo, macrofauna edáfica, plantio direto,

sustentabilidade e qualidade do solo.

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ABSTRACT

MARCHÃO, R. L. Crop-livestock maoagemeot system in a Cerrado Ferralsol:Impact 00 physical properties, orgaoic matter and macrofauoa. 2007. 153f. Thesis(Doctorate in Agronomy: Soil and Water)-Escola de Agronomia e Engenharia deAlimentos, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2007.2

Crop-livestock management systems have been increasingly recommended as an

alternative system in the Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the

indicators used to evaluate their ímpact on soil quality is still limited. Therefore the

present study was undertaken to ana1yze the e:ffect of crop-livestock rotation systems

and test the impact of tillage and fertilization regimes on soil hydraulic parameters,

abundance and diversity of soil macrofauna and soil carbon and nitrogen stocks,

compared to continuous crops or pastures. The soil management systems studied was:

continuous pasture; continuous crop; crop-pasture rotation; and pasture-crop rotation.

The rotations systems changed every four years. ln rotation and continuous crop

systems two tillage (Conventional and no-tillage) and fertility (maintenance and

corrective fertility) treatments were applied. The native Cerrado was used as a control.

The crop-livestock rotation caused significant changes in soil bulk density, volumetric

soil water content, soil penetration resistance, total porosity, macroporosity,

microporosity, e:ffective microporosity, unsaturated pores, relative water content, and

macro/microporosity relation. An increase was observed in both soil resistance and bulk

density for all systems in comparison to the Cerrado. The total porosity and

macroporosity were higher in the Cerrado, and in the no-tillage in relation to

conventional tillage. Likewise, both continuous cultivation and crop-pasture rotation

systems under no-tíllage present higher soil water storage capacities. Soil penetration

resistance, macroporosity, and relative soil water content may be therefore

recommended as indicators of the soil's physical quality. The tillage and land use

regimes also had a significant impact on C and N concentrations in the soil, however, no

effect was observed for the fertility leveI. Integrated crop-Iívestock systems did not

differ from continuous systems with regard to the C and N stocks, but these elements

2 Adviser: Dr Luiz CarlosBalbino - Embrapa.Co-advisers: Dr Thierry Becquer - IRD.

Dr PatrickLavelle - IRDlUniversité de Paris VI.

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..

tended to accumulate under no-tillage, Furthennore, the stock calculation method may

interfere with the results and limit comparisons with existing literature. Near infrared

reflectance spectrometry (NIRS) proved to be a useful tool in quantifying C and N

concentrations, facilitating carbon accumulation research in agroecosystems. The

principal component analysis showed significant effect of land use and soil tillage on

density and diversity of most macrofauna groups. Density and diversity was higher in

rotation systems especially with no-tillage. Integrated crop-pasture systems based on

no-tillage have more favorable soil conditions for the development of soil macrofauna

communities and represent systems that are useful to conserve soil biodiversity,

compared with continuous systems. Parameters such as soil fauna density and

morphoespecies richness represent efficient tools to measure the impact of different

forms of land use, which can be used as indicators of soil sustainability in

agroecosystems.

Keywords: Soil penetration resistance, porosity, water retention, C and N accumulation,

NIR spectroscopy, soil invertebrates, biodiversity, no-tillage, sustainability, soil quality.

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1 INTRODUÇÃO GERAL

o bioma Cerrado situa-se entre as latitudes 2° e 23° Sul e 45° e 63° Oeste,

correspondendo em grande parte ao Planalto Central de onde partem os principais eixos de

drenagem do Brasil (Figura I). Ele cobre cerca de 206 milhões de hectares, representando

aproximadamente 24 % de toda a superficie do território brasileiro, sendo considerado o

mais importante bioma depois da floresta amazônica (Balbino et al., 2002).

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Figura 1. Mapa de vegetação mostrando a área central do Bioma Cerrado, encraves emoutros biomas e áreas de transição. Fonte: www.cnps.embrapa.br/solosbr e IBGE(1992).

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As superficies de pastagens nativas e cultivadas são estimadas em 117 106 ha,

dos quais, segundo Sano et al. (2000),49,5 106 ha são de pastagens cultivadas.

Segundo Garcia (1995), após 20 anos do início de sua exploração o Cerrado

continua sendo uma fronteira agrícola, e atualmente observa-se que praticamente não

existem grandes extensões de terra inexploradas (Figura 02), particularmente no que

concerne às áreas agricultáveis. Machado et al. (2004) em um estudo utilizando imagens

MODI5, demonstraram que a taxa conversão de vegetação nativa em pastagens ou lavouras

varia entre 22 103 e 30 103 km2 ano", e que, considerando esta taxa de ocupação, em 2030

não haverá áreas remanescentes, excetuando-se as unidades de conservação.

Figura 2. Mapa resultante da classificação das imagens MODIS mostrando as áreasdesmatadas na parte central do Cerrado e os principais blocos remanescentes devegetação nativa (Machado et al., 2004).

Esta transformação trás consigo um alto custo ambiental, conseqüência da

fragmentação do ecossistema, perda de biodiversidade, invasão por espécies exóticas,

erosão do solo, poluição da água e degradação do ambiente (Brandon et al., 2005; Klink &

Machado, 2005). A partir deste quadro observa-se a importância de se conter a

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incorporação de novas áreas ao sistema produtivo e, paralelamente, manter e incrementar o

potencial produtivo daquelas que estão sendo utilizadas, o que limitaria a degradação da

fertilidade, estrutura observados cada vez mais freqüentemente.

Os solos do Cerrado são, em sua grande maioria, ácidos e pobres em nutrientes

essenciais para as plantas. Esta baixa fertilidade natural é em parte corrigida pelos sistemas

de cultivo anuais, o que não ocorre tradicionalmente com as pastagens. Paralelamente, uma

gestão inadequada destes solos, onde não existe manutenção da sua cobertura por meio do

acúmulo de resíduos vegetais por longos períodos, agrava os problemas de deficiências

nutricionais e afeta a sua estrutura, diminuindo a disponibilidade de nutrientes, a porosidade

e conseqüentemente promovendo a degradação da agregação. Estes problemas ocorrem

principalmente com os Latossolos, que compõem aproximadamente 50 % de toda a

superficie do Cerrado (Macedo & Madeira Netto, 1981; Lopes, 1984; Goedert, 1985). A

utilização agrícola destes solos sempre se baseou no conceito de que eles não apresentavam

problemas físicos, porém uma série de limitações químicas ligadas à natureza da fase

mineral. Atualmente, constata-se que grande parte dos problemas apresentados, tanto pelos

sistemas de cultivo em sequeiro quanto pelos sistemas irrigados, são atribuídos ao pouco

conhecimento do funcionamento destes solos (Balbino, 2001).

A agricultura convencional busca, cada vez mais, intensificar a utilização do

solo através de plantios sucessivos de culturas anuais na safra ou safrinha, ou mesmo

utilizando monocultivos que estão desencadeando processos erosivos altamente prejudiciais

para a economia e sustentabilidade do ambiente, com reflexos sociais negativos. Esses

fatores são decorrentes do uso inadequado do solo, que tem como conseqüência perdas na

estrutura física com o aumento da compactação, perdas na fertilidade química e da matéria

orgânica, maior incidência de doenças, pragas e plantas invasoras, necessitando de um

maior consumo energético e de insumos, que refletem diretamente na relação custo

beneficio da atividade. Estima-se que apenas 6% dos solos do Cerrado foram parcial ou

devidamente corrigidos para a produção de grãos e forragem, sendo utilizados

principalmente na estação chuvosa. Observa-se, atualmente, que estes solos estão sendo

cultivados sob um sistema de produção altamente dependente de agroquímicos.

Assim como a agricultura, a pecuária também apresenta sinais de instabilidade.

Apesar de ser o maior do mundo, o rebanho bovino brasileiro apresenta índices de

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produtividade insatisfatórios, como conseqüência das condições naturais desfavoráveis

(clima e solo), das pastagens degradadas que apresentam baixo desenvolvimento

vegetativo, e do baixo valor genético dos animais utilizados. A associação destes fatores

causa queda de qualidade dos produtos, com a conseqüente diminuição da taxa de desfrute

dos rebanhos e reflexos negativos sobre a produtividade da pecuária. São notórios os baixos

índices zootécnicos médios, devido principalmente à expressiva área com pastagens

degradadas, com aguda deficiência de forragem no período seco do ano (Barcellos et al.,

2001).

A exploração isolada de lavoura ou da pecuária no Cerrado tem apresentado

sinais de instabilidade, com reflexos negativos também nos âmbitos social e ambiental.

Neste contexto, tanto a competitividade como a sustentabilidade do setor estarão cada vez

mais dependentes da redução dos custos de produção e da utilização intensiva das áreas

durante todo o ano (Balbino, 2001).

A rotação de culturas anuais e pastagens é uma das alternativas para o manejo

sustentável dos solos e dos recursos hídricos nos trópicos, pois as pastagens, quando bem

manejadas, são mais eficientes na reciclagem de nutrientes, reestruturação do solo, no

armazenamento da água e na produção de matéria orgânica do que as culturas anuais,

obtendo efeitos positivos na qualidade do solo. Dessa forma esses fatores se tomam

decisivos para a sustentabilidade da produção agrícola de maneira geral. Este sistema,

conhecido como Integração Lavoura-Pecuária (ILP), tem sido recomendado pela pesquisa

aos agricultores que buscam diversificar os sistemas de produção e superar os problemas

advindos de cultivos anuais sucessivos, como plantas invasoras e doenças (Kluthcouski et

al., 2003).

Estima-se que entre 60 e 70 % das pastagens degradadas encontram-se sobre

solos agricultáveis, o que representa um grande potencial de recuperação destas áreas•

utilizando a integração lavoura-pecuária como alternativa para o manejo sustentável destes

solos. O correto manejo das pastagens e dos solos agrícolas, sempre protegidos por uma

cobertura vegetal visa reduzir as perdas por erosão, em níveis abaixo do intemperismo

natural, considerado elevado devido às condições climáticas que prevalecem no Cerrado.

Os processos e os métodos, para conhecimento das limitações do sistema e a busca da

estabilidade da produtividade, devem ser conhecidos e adaptados de acordo com as

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condições locais de uso e manejo das áreas. Com a realização de um diagnóstico correto

nos ambientes abaixo e acima do nível do solo, pode-se determinar a forma correta de

intervir no sistema.

Atualmente, pode-se afirmar que o SPD e as rotações entre culturas anuais e

pastagens são as opções que apresentam maiores beneficios e são mais sustentáveis em

relação ao atual modelo de exploração utilizado. A associação destes dois sistemas

apresenta efeitos positivos sobre a fertilidade e qualidade do solo, sobre a rentabilidade

econômica e sobre a geração de empregos, concomitante a uma melhor conservação dos

diferentes serviços ecossistêmicos dentro dos agroecossistemas. Todavia, os mecanismos

subjacentes, os efeitos da fauna e das raízes sobre a matéria orgânica do solo, assim como a

dinâmica precisa da sua qualidade fisica não é conhecida. Considerando o estado atual do

conhecimento, ainda não foi possível identificar precisamente, a duração do. ciclo ideal,

dentro do sistema lavoura-pecuária, necessário para restaurar fertilidade química e fisica do

solo. Além disso, mais estudos são necessários para identificar sistemas de rotação

envolvendo forrageiras e culturas, gramíneas e leguminosas que não somente tragam

beneficios ao funcionamento do solo, como também sejam viáveis social, econômico e

ambientalmente.

De acordo com Spain et al. (1996), a sustentabilidade agronômica, econômica,

ecológica e social dos sistemas de produção agropecuários no Cerrado, irá beneficiar-se

mais da ILP e do SPD do que qualquer outra inovação. Nestes sistemas a cobertura do solo

favorece o acúmulo de matéria orgânica, que por sua vez permite manter o solo protegido

permanentemente contra a degradação, sobretudo pela erosão, além de impedir a perda da

abundância e da diversidade da macrofauna do solo favorecendo a atividade dos

organismos engenheiros, notadamente as minhocas, formigas e cupins (Lavelle et al., 1997;

Chauvel et al., 1999; Barros et al., 2004)."

O acúrnulo de estruturas biogênicas ou feições estruturais biológicas, muito

diversificadas, proporciona a base de uma estrutura agregada estável e também muito

dinâmica (Blanchart et al., 1999). A associação destas estruturas intimamente ligadas a

pedogênese do solo, modifica o arranjo estrutural das partículas aumentando a presença de

agregados organo-minerais que favorecem significativamente o funcionamento fisico do

solo, como também a disponibilidade de recursos para outros organismos nos diferentes

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..

24

domínios funcionais (Lavelle et al., 2006). Por meio de suas ações mecânicas a macrofauna

contribui na formação de agregados estáveis, que podem proteger parte da matéria orgânica

de urna mineralização rápida e que constituem, também, em uma reserva de nutrientes

potencialmente disponíveis para as plantas (Lavelle & Spain, 2001; Decãens et al., 2003).

A manutenção de um ecossistema favorável à atividade biológica em todos os

níveis tróficos, proporcionada pelo mínimo revolvimento do solo no SPD e pela

permanência co~stante de uma cobertura vegetal na ILP, permite inferir que a associação

destes sistemas é a forma mais sustentável em comparação aos cultivos contínuos

convencionais, e que grande parte das melhorias na qualidade dos solos cultivados dessa

forma são conseqüência da maior atividade biológica.

Recentemente, sistemas integrados de produção agrícola têm sido

recomendados pela pesquisa agropecuária Brasileira, entre eles a integração Iavoura­

pecuária, por apresentarem maior competitividade, estabilidade frente às oscilações de

mercado e maior sustentabilidade em relação ao custo energético e dependência de

insumos. A proposta de estudo desta tese objetiva conhecer sistemas de cultivo mais

sustentáveis para a região do Cerrado, em relação ao atuaI modelo de exploração

agropecuária, tomando como base a prática do SPD e da ILP. O objetivo global é analisar o

impacto dos sistemas de uso e manejo do solo, incluindo sistemas contínuos e rotacionados,

sobre o funcionamento de um Latossolo do Cerrado, caracterizando .as relações existentes

entre: (i) a cobertura vegetal associada ao sistema de cultivo; (ii) a macrofauna do solo

representada pela diversidade e abundância de morfoespécies; (iii) a matéria orgânica do

solo associada à dinâmica e estoques de Carbono e Nitrogénio; e (iv) o seu funcionamento

físico-hídrico relacionado à sua qualidade fisica.

Para alcançar estes objetivos, três hipóteses gerais foram testadas:

1. A qualidade física do solo, representada pelo seu funcionamento fisico-

hídrico é superior nos sistemas de ILP, quando comparada aos sistemas contínuos

convencionais;

2. A macrofauna do solo responde diretamente às condições impostas pelas

práticas de manejo, preparo e fertilização dos solos;

3. Sistemas de ILP associados à restauração da fertilidade e ao SPD promovem

acúmulo de matéria orgânica e podem atuar como acumuladores de Carbono e Nitrogénio;

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25

A tese foi dividida em três capítulos. No primeiro é abordada a qualidade tisica

do solo nos sistemas de integração lavoura-pecuária assim como nos sistemas contínuos,

tanto em lavoura, quanto em pastagem. Considerando que os estudos sobre a utilização de

sistemas de integração lavoura-pecuária e seu impacto sobre os atributos tisico-hídricos do

solo são ainda escassos e incipientes, procurou-se nesse capítulo identificar atributos

sensíveis deste impacto sobre a qualidade tisica do solo e também comparar as diversas

práticas de manejo sobre o seu funcionamento tisico-hídrico .

O segundo capítulo compreende um estudo da matéria orgânica do solo, com

enfoque para as concentrações e estoques de carbono e nitrogênio do solo nas camadas

superficiais, onde se concentram as principais modificações impostas pelas diferentes

práticas de manejo. Devido ao crescente interesse em se identificar sistemas agrícolas que

possam atuar como dreno do carbono atmosférico e compensar as emissões de C02,

procurou-se também neste capítulo comparar os sistemas de integração com" os sistemas

contínuos de produção em relação ao acúmulo deste elemento no solo.

Finalmente o terceiro capítulo trata das comunidades da macrofauna do solo

associadas a cada sistema de produção avaliado. Neste capítulo assume-se que os principais

processos no solo, entre eles a reciclagem da matéria orgânica, manutenção da estrutura

tisica e das propriedades hidráulicas associadas, são regulados pela presença de organismos

edáficos (macrofauna, raízes e a microflora por estes estimulados) e pela sua diversidade no

solo.

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2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE CULTIVO NO CERRADO

BRASILEIRO

A ocupação agrícola no Bioma Cerrado recebeu impulso decisivo a partir de

1975, com a criação dos centros de pesquisa estaduais e do sistema Embrapa. Os trabalhos

desenvolvidos pelo sistema de pesquisa implantado constituíram-se nos pilares da expansão

agrícola na região, como conseqüência, atualmente dos 204 milhões de hectares totais,

aproximadamente 62,9 milhões estão ocupados com culturas anuais e pastagens cultivadas.

Karia et al. (2006) considera que esta revolução da pecuária e da agricultura nacional,

alcançada na década de 1970 pelos grandes projetos de desenvolvimento subsidiados pelo

governo, somente foi possível pela introdução de gramíneas forrageiras do gênero

Brachiaria.

Segundo Brossard & Barcellos (2005), a conversão da vegetação nativa em

pastagens cultivadas representou uma alternativa para aumentar a produção de carne e

leite da região. Estes autores também consideram que esse incremento de produtividade

só foi possível devido à introdução de espécies forrageiras de origem africana, de grande

capacidade de adaptação a solos e climas, dos gêneros Brachiaria (que corresponde a

mais de 80% das superficies ocupadas por pastagens cultivadas do Centro-Oeste

brasileiro), Panicum e Andropogon.

A pecuária do Cerrado representa 40% do rebanho bovino do País,

contribuindo com aproximadamente 33% da carne brasileira produzida. Um decréscimo

da produtividade das pastagens foi registrado nos últimos 15 anos, tendo atingido 80%

das áreas pastejadas. O sobrepastejo é uma das causas deste declínio que na maioria dos

casos, nem se quer é percebido pelos produtores. Além disso, nos sistemas atuais, a

oferta mineral do solo para a planta vem sendo reduzida em curto prazo. A associação

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27

desses fatores permite concluir que no sistema produtivo tradicional solo/planta/bovino a

exploração vem sendo conduzida de forma extrativista. Um outro grande problema do

modelo atual ocorre em zonas de florestas, onde a ocupação de terras com gado tem

servido como prática de abertura e ocupação de novas áreas, prestando-se também à

atividade especulativa. Sem dúvida, no Cerrado a pecuária é uma atividade produtiva

quando bem manejada. As áreas abertas constituem uma reserva significativa de terras

cultiváveis que podem, por meio de associações de cultivos anuais associados à

pecuária, manter os níveis de fertilidade do solo (Ayarza et al., 1998), e são uma

alternativa às expansões especulativas na região Amazônica.

Inicialmente, o desenvolvimento agrícola do Cerrado teve como objetivo a

construção de um potencial produtivo, por meio da adaptação de técnicas a solos óxicos,

extremamente intemperizados e de baixa saturação por base. Trinta anos mais tarde, o

que se busca é evitar a queda do potencial produtivo instalado. Nas pastagens

degradadas ou em declínio, registram-se baixos ganhos de peso animal durante a estação

chuvosa e perdas de peso durante a estação seca (4 a 6 meses), levando a uma pequena

produtividade animal. Paralelamente, a seleção animal evoluiu consideravelmente, sem

que as pastagens correspondessem às necessidades alimentares dos bovinos de alto

potencial produtivo. Este cenário vem sendo percebido pelos produtores altamente

capitalizados.

A partir de sua intensificação, a pesquisa agropecuária no Cerrado têm sido

direcionada ao processo de intensificação da exploração agropecuária. Neste sentido,

Figuié (2001), considera que o conceito de degradação das pastagens foi concebido em"

função do processo de intensificação da exploração agrícola no Cerrado sem considerar

devidamente os atores ou fatores da produção, e que a degradação está relacionada a

uma mudança de função dos sistemas agropastoris. Mais recentemente os métodos de

pesquisa e desenvolvimento adotados têm buscado sistemas agrícolas mais sustentáveis

para esta região, associados à prática do plantio direto sob cobertura vegetal (SPD)

(Séguy et al., 1996). Nestes sistemas, intercala-se uma cultura de cobertura antes ou

depois do ciclo da cultura comercial principal, que protege o solo da erosão e favorece o

acúmulo de material orgânico. Todavia, nestas condições, a degradação da estrutura dos

solos ainda é importante. Sistemas que sejam capazes de integrar a agricultura e as

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pastagens, baseados na rotação de cultivos e no plantio direto podem minimizar estes

problemas (Oliveira et al., 1996).

Diversos trabalhos têm demonstrado também, o efeito positivo da cobertura

morta sobre as propriedades fisicas e químicas dos solos do Cerrado. Este efeito, crescente

ao longo do tempo, diz respeito à melhoria da estabilidade estrutural, à diminuição da

erodibilidade e à compactação e à melhoria da fertilidade pelo aumento da densidade de

cargas (Salton, 2001; Alves et al., 1995; Seganfredo et al., 1997; Albuquerque et al., 1995;

Barcelos et al., 1999; Campos et al., 1995; Derpsch, 2000).

Os diversos modos de utilização do solo, o preparo mecânico, as rotações ou as

culturas intercaladas podem todos, ter importantes efeitos sobre o solo e determinar, desta

forma, modificações qualitativas e quantitativas dos organismos e de sua atividade. Isto

permite inferir que a utilização de sistemas integrados de agricultura e pecuária, associados

às técnicas de plantio direto, pode melhorar a estrutura do solo. Em particular, é o que

ocorre nas associações de leguminosas com pastagens, que reduzem a perturbação do solo e

podem favorecer a atividade dos organismos do solo (Rippstein et al., 1996; Spain et al.,

1996; Ayarza et al., 1998; Decãens, 1999; Balbino, 2001; Barros et al., 2003).

Em diferentes regiões do mundo é consenso que a qualidade do solo e a

produtividade de lavouras em solos preparados se recupera após um período sob utilização

com pastagens perenes de gramíneas e ou leguminosas (García-Prechác et al., 2004;

Lemaire et al., 2005; Jantalia et al., 2006; Rufino et al., 2006). A estabilidade de agregados,

a macroporosidade e a condutividade hidráulica podem aumentar rapidamente com a

inclusão de pastagens na rotação com culturas devido à combinação de três efeitos

principais: (i) ausência de preparo durante o ciclo da pastagem, (ii) por meio da.presença de

um denso e fibroso sistema radicular que atua como agente agregante e (iii) maior atividade

da macrofauna do solo na fase pastagem. Este processo é rapidamente revertido quando o

solo volta a ser preparado (Haynes et al., 1991).

Estes resultados têm demonstrado que uma recuperação da estrutura do solo é

possível nas pastagens, mediante o acúmulo de agregados e poros de diferentes tamanhos,

porém, ainda não se conhece o funcionamento do mecanismo específico responsável por

este efeito. Além disso, deve-se considerar que a comprovação da hipótese da ação benéfica

da macrofauna do solo está bastante avançada, sem ter sido verdadeiramente testada.

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29

Os aportes nas culturas anuais em fertilização e corretivos, no sistema de

rotação culturas anuais e pastagens, têm por objetivo limitar os problemas de fertilidade

química e proporcionar um material orgânico de melhor qualidade. A manutenção de uma

cobertura morta de superficie no sistema de plantio direto (sem revolvimento) proporciona

habitat e recursos alimentares a todos os organismos do solo, à microflora, a meso e

macrofauna. A pastagem tem por objetivo condicionar uma melhor estrutura fisica dos

solos, sendo que a ausência de perturbação fisica e os importantes aportes de material

orgânico favorecem também a atividade dos organismos engenheiros do solo. Alguns

organismos da macrofauna, notadamente os térmitas, as formigas, as minhocas e as larvas

de coleópteros, são denominados "engenheiros" (Jones et al., 1994), pois durante sua

atividade no solo criam diversas estruturas, que associadas à matéria orgânica, são

denominadas estruturas biogênicas (galerias, ninhos, câmaras e bolos fecais).

Atualmente observa-se que o plantio direto e as rotações culturas e pastagens

são opções viáveis ao atual modelo de gestão e uso do solo, uma vez que podem trazer

beneficios e tomar a exploração agrícola ou pecuária mais sustentáveis (Kluthcouski et al.,

2003). Por outro lado, apesar de alguns estudos indicarem que a associação destes dois

sistemas traz beneficios, o funcionamento do solo nessas condições ainda carece de

estudos. Os mecanismos subjacentes, os efeitos da fauna e das raízes sobre a matéria

orgânica do solo, assim como a dinâmica precisa da sua qualidade fisica não é conhecida.

Considerando o estado atual do conhecimento, ainda não foi possível identificar

precisamente, a duração do ciclo ideal, dentro do sistema lavoura-pecuária, necessário para

restaurar fertilidade química e fisica do solo. Além disso, mais estudos são necessários para

identificar sistemas de rotação envolvendo forrageiras e culturas, gramíneas e leguminosas

que tragam não somente beneficios ao funcionamento do solo, como também sejam viáveis

economicamente.

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2.2 MACROFAUNA DO SOLO: BIODIVERSIDADE E O SEU PAPEL

COMO INDICADORA DE QUALIDADE

A macrofauna invertebrada do solo desempenha um papel chave no

funcionamento do ecossistema, pois ocupa diversos níveis tróficos dentro da cadeia

alimentar no solo e afeta a produção primária de maneira direta e indireta. Os invertebrados

do solo alteram, por exemplo, as populações e atividade de microrganismos responsáveis

pelos processos de mineralização e humificação e, em conseqüência, exercem influência

sobre o ciclo da matéria orgânica e a disponibilidade de nutrientes assimiláveis pelas

plantas (Decãens et al., 2003).

Os principais processos no solo, entre eles a reciclagem da matéria orgânica,

manutenção da estrutura tisica e das propriedades hidráulicas associadas, são regulados

pela presença de organismos edáficos (fauna, raízes e a microflora por estes estimulados) e

pela sua diversidade no âmbito dos domínios funcionais por eles constituídos (Lavelle,

1996; Lavelle & Spain, 2001). O acúmulo de estruturas biogênicas, muito diversificadas,

proporciona a base de uma estrutura agregada estável e também muito dinâmica (Blanchart

et al., 1999).

Barros et al. (2001) observaram em pastagens amazônicas que monolitos de

solo, compactados pela ação de Pontoscolex colethrurus, uma espécie de minhoca

compactante e invasora, se descompactam em um ano, quando expostos à ação da fauna

muito diversa da floresta primária vizinha. Marchão et al. (2006) observaram também em

sistemas agropastoris no Cerrado, que a presença de agregados com diâmetro maior que 3

cm está intimamente ligada à presença da macrofauna, notadamente dos grupos

engenheiros.

Segundo Brown (1995), a macrofauna pode ser também vetora de

microrganismos simbióticos das plantas, como fixadores de nitrogênio e fungos

micorrízicos, e é ainda capaz de digerir, de maneira seletiva, microrganismos patogênicos.

Blouin et al. (2005), demonstraram que minhocas da espécie Millsonia anomalla foram

capazes de anular danos causados por nematóides na cultura do arroz, porém o mecanismo

envolvido não foi elucidado.

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o modelo conceitual sobre as relações entre a paisagem, a macrofauna, e o

funcionamento do solo, exposto na Figura 3, propõe um enfoque em três compartimentos

essenciais: (i) as práticas culturais aplicadas sobre os diversos agroecossistemas criados; (ii)

o funcionamento do solo, onde a qualidade pode ser avaliada por parâmetros a serem

testados e (iii) a macrofauna, onde a densidade a diversidade e a atividade (formação de

estruturas biogênicas) devem ser analisadas em detalhes. De acordo com o modelo

proposto, o estudo da evolução da qualidade do solo ao longo do tempo, dentro dosI

diversos tipos de uso e manejo do solo, devem ser conduzidos com o objetivo de alertar ao

gestor do solo (agricultor) sobre a necessidade de restaurar a sua qualidade, utilizando uma

prática adequada (rotação de culturas, alternância em pastagem/lavoura p.ex.), ou sobre a

possibilidade de realizar um cultivo intensivo em um solo onde o funcionamento ecológico

já se encontra restaurado, conforme ilustrado na Figura 4.

Estrutura da Paisagem I

Meio Ambiente Atividades AntrópicasClima Práticas

Cobertura Pedológica Culturais

Biodiversidade'--~ .. População Vegetal

.--f-. -+ ..

FatnaMicroflora

Funcionamento do SoloPropriedades Hídricas e Constituição e Estrutura do Solo Dloimlca da M.O.S

Químicas

~

Evolução do Solo

Figura 3. Modelo geral explicando como as condições gerais do ambiente, notadamente aspráticas de gestão impostas pela agricultura, alteram as condições do solo porintermédio das modificações epígeas e endógeas (Adaptado de Mathieu, 2004).

Da mesma forma, no modelo de gestão proposto por Lavelle et al. (2001), são

considerados três compartimentos interativos: (i) o agroecossistema ou as práticas de gestão

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e ocupação temporal do solo com tipos de utilização; (ii) os parâmetros do solo (matéria

orgânica e estrutura tisica); e (iii) a macrofauna definida pela abundância e a composição

das populações. As práticas agrícolas determinam a atividade da macrofauna indiretamente,

por meio da qualidade nutricional do solo e as possibilidades de recolonisação de habitats

desfavoráveis a partir de habitats favoráveis e, diretamente, pelo efeito negativo do

revolvimento e da aplicação de defensivos agrícolas. A macrofauna afeta direta e

indiretamente a produção das plantas pela sua atividade (liberação de nutrientes

assimiláveis, controle de certos parasitas, por exemplo, nematóides, estímulo de

microorganismos simbiontes, micorrizas e rizobium), e indiretamente pela acumulação de

estruturas biogênicas que influenciam as propriedades do solo, notadamente as hidráulicas.

Este efeito irá se pronunciar até que a fauna seja eliminada por uma prática desfavorável.

~AGROECOSISTEMA

MigraçõesEfeito do preparo

MINHOCAg

ESTRUTURA ESPACIADA FAZENDA

PRATICASAGRíCOLAS

AgregaçãoPorosidade

SOLO

MOSEstrutura do t------I~

solo

Solo como fontede recursos

MACROFAUNA

Figura 4. Modelo conceitual para a gestão da atividade de macroinvertebrados dentro deum agroecossistema (Lavelle et al., 2001).

Alguns trabalhos têm demonstrado que a estrutura criada pelos "organismos

engenheiros do solo" permanece quase inalterada (Phillips & FitzPatrick, 1999; Topoliantz

et al., 2000; Barros et al., 2001; Decaens et al., 2002), isso durante vários anos, mesmo após

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o desaparecimento destes organismos; ao passo que qualquer alteração na composição da

comunidade da macrofauna pode resultar em urna modificação muito rápida do estado de

agregação. A associação destas estruturas intimamente ligadas a pedogênese do solo,

modifica o arranjo estrutural das partículas aumentando a presença de agregados organo­

minerais que alteram significativamente as propriedades fisicas, e a disponibilidade de

recursos para outros organismos nos diferentes domínios funcionais (Lavelle et al., 2006).

Por meio de sua ação mecânica a macrofauna contribui na formação de agregados estáveis,

que podem proteger parte da matéria orgânica de urna mineralização rápida e que

constituem, também, em uma reserva de nutrientes potencialmente disponíveis para as

plantas (Lavelle & Spain, 2001; Decãens et al., 2003).

Durante a última década, a diversidade biológica tem sido tema relevante nas

discussões científicas em virtude dos impactos causados nos ecossistemas terrestres,

sobretudo em áreas de agricultura intensiva em monocultura, em diferentes escalas, desde a

paisagem até a biosfera (Blondel, 1995; Schulze & Mooney, 1994; Solbrig 1991). As

alterações ecológicas, impostas pela conversão de áreas nativas em agroecosistemas são de

natureza diversa e conseqüentes de diversos fatores: a intensificação agrícola, a

modificação do ciclo do carbono e do nitrogênio, a contaminação, o efeito estufa, a

desertificação, entre outros.

A perda de biodiversidade em um ecossistema conduz, inexoravelmente, a uma

alteração das suas funções principais. Diversos autores têm afirmado que existe urna

relação direta entre a abundância de espécies e a intensidade de certos processos

fundamentais, tais como a respiração, a decomposição, o armazenamento de nutrientes, a

produtividade primária, e a retenção de água (Asner et al., 1997; Pimm & Sugden, 1994;.,

Schulze & Mooney, 1994; Solbrig, 1991). Os solos cultivados em Sistema de Plantio

Direto, por exemplo, abrigam comunidades complexas de microinvertebrados que

estimulam os processos de decomposição da matéria orgânica (Coleman et al., 1998).

A perda de biodiversidade é um dos principais fatores de degradação dos

serviços ecossistêmicos e da perda de resiliência dos ecossistemas (MEA, 2006). De forma

geral, o relatório "Millenium Ecosystem Assessment", que estabelece o balanço do estado

global dos ecossistemas e de seus serviços em escala planetária, reconhece o papel central

da biodiversidade e dos organismos vivos do solo no cumprimento da maioria dos serviços

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I •

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ecossistêmicos, quer sejam de produção, manutenção ou de natureza cultural ou estética

(Lavelle et aI., 2006).

O aumento do número de indivíduos de espécies da macrofauna do solo ocorre

pela disponibilidade de melhores condições ambientais, que favorecem a reprodução dos

invertebrados, conforme relatado por Seeber et aI. (2005), e que se revelam por meio do

índice de diversidade e do índice de uniformidade (Brown et aI., 2004). Observações de

Walker (1998) demostraram que a diversidade da fauna do solo, expressa pelo índice de

diversidade de Shannon, está associada a uma relação entre a riqueza (número de grupos) e

a uniformidade (distribuição do número de indivíduos entre os grupos); também para Odum

(1983), o índice de Shannon tem-se mostrado útil em comparações de fauna de solo, entre

sistemas de manejo e uso do solo.

Um observador da natureza se surpreenderia ao saber que os solos abrigam

algumas das comunidades biológicas mais diversificadas do planeta, e que nele vivem de 5

a 80 milhões de espécies animais pertencentes principalmente, ao grupo dos artrópodos

(Giller et aI., 1997). Outro dado intrigante é que 1 g de solo pode conter mais de 40.000

espécies de bactérias (Tiedje, 1995) e em 1 m2 desse solo pode haver mais de 1000 espécies

de invertebrados (Schaefer & Schauermann, 1990).

Apesar deste extraordinário volume de formas de vida, a taxonomia dos

organismos do solo é pouco conhecida e existem muitos gêneros taxonômicos cujas

espécies não foram identificadas e nem classificadas (Brussaard et aI., 1997; Giller, 1996;

Giller et aI., 1997; Lavelle, 1996). Estão descritas, até agora, aproximadamente 3700

espécies de minhocas que são, provavelmente, menos da metade do número real de

espécies existentes (Fragoso et aI., 1999; Reynolds, 1994).

Ator essencial da conservação e estabilidade do ecossistema, a macrofauna é

também indicadora do estado do solo. Composta de grupos muito diversos, em contato

permanente com o solo em que habita e do qual se nutre, possui características que

permitem, através da identificação de suas principais comunidades, conhecer sua função no

solo. Uma vez que integram o conjunto das condições fisicas e químicas do solo, assim

como a biodisponibilidade de elementos químicos poluentes ao longo do tempo, estes

grupos proporcionam uma avaliação confiável e pertinente dos riscos ecológicos

(Garrigues, 1994; Beylich, et aI., 1995; Linden, et aI., 1994; Lavelle & Spain, 2001). Uma

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síntese recente mostra que vários grupos de macro-invertebrados do solo, se tomados de

forma individual, se mostram muito sensíveis às modificações do meio ambiente (Paoletti,

1999).

Até recentemente pouca atenção tem sido dada à macrofauna como

bioindicadora para avaliar a qualidade dos solos tropicais, principalmente utilizando a

densidade e diversidade de grupos ou morfoespéciescomo parâmetro. O crescente interesse

na agricultura sustentável, na contaminação do solo e na sua recuperação resultou em

alguns estudos da fauna como bioindicadores. Outro ponto importante é a necessidade de

estudos para responder diversas questões relativas a melhor qualidade do solo no Sistema

de Plantio Direto. Na Tabela 1 estão listados possíveis bioindicadores da qualidade do solo,

variando desde organismos individuais até comunidadesbiológicas e processos biológicos.

Tabela 1. Propriedades da fauna do solo como indicadores da qualidade do solo.

1. Organismos e populaçõesIndivíduos- Comportamento, morfologiae reprodução

PopulaçõesNúmero e biomassaTaxas de crescimento,mortalidade e reproduçãoDistribuição por idade

2. ComunidadesGruposfuncionais,

Guildas (ex., escavadores versus não-escavadores, ninhadas versus habitantes dosolo, etc.)

Grupos funcionaisCadeias alimentares e redes alimentares (microbívoros, predadores, etc.)

BiodiversidadeRiqueza de espécies, dominância, igualdadeEspécies chave

3. Processos biológicosBioacumulação

Metais pesados e poluentes orgânicosDecomposição

Fragmentação da matéria orgânicaMineralização do C e nutrientes

Modificação da estrutura do soloEscavação e formação de bioporosDeposição fecal e agregação do soloMistura e redistribuiçãoda matéria orgânica

Fonte: Linden et al, (1994).

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Mudanças na abundância relativa de espécies podem ser bons indicadores, mas

é preciso verificar se tais mudanças são devidas à perturbação em estudo e não a flutuações

temporais naturais (Curry & Good, 1992).

A falta de conhecimento sobre a diversidade é mais preocupante em solos

tropicais, que são atualmente os que mais sofrem impactos pelas alterações resultantes da

intensificação da agricultura, cuja conseqüência é a diminuição da biodiversidade (Giller et

al., 1997). Apesar de sua importância no funcionamento dos ecossistemas, as práticas de

gestão dos solos não têm considerado o papel da macrofauna edáfica, sua importância na

manutenção do solo e de sua capacidade em proporcionar os serviços ecossistêmicos

essenciais (Lavelle et al., 1999; Doran, 2002; Lavelle & Spain, 2001). Avpartir deste

quadro, observa-se que estudos comparando diversos tratamentos integrando a rotação

agricultura-pecuária ou somente um de seus componentes, com ou sem revolvimento do

solo, devem ser conduzidos a fim de analisar os efeitos das práticas de manejo sobre as

comunidades da macrofauna invertebrada, associando-as às características tisicas e

químicas do solo, particularmente à porosidade e a matéria orgânica.

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2.4 QUALIDADE FÍSICA DO SOLO

Alcançar a sustentabilidade é o objetivo da maioria dos agroecossistemas

adequadamente manejados e a qualidade física dos solos (QFS) é um elemento chave para

sua sustentabilidade global. Além de ser abrangente e dinâmico, o conceito de QFS tem

sido discutido a partir do início da década de 90 e ainda é uma área de pesquisa em

expansão (Karlen et al., 1997; Lal, 2000; Reynolds et al., 2002; Drury et al., 2003; Sturz &

Christie, 2003) que engloba o conhecimento de propriedades e processos relativos à

habilidade do solo em manter efetivamente os serviços ecossistêmicos essenciais à saúde do

ecossistema (MEA, 2006). A QFS pode também ser amplamente definida "incluindo a

capacidade de retenção de água, seqüestro do carbono, produtividade das culturas, entre

outras funções que levam ao bem estar humano.

Segundo Palmeira et al. (1999), os indicadores físicos da qualidade do solo são

responsáveis pela avaliação da sua estrutura, que apesar de não ser considerada como um

fator diretamente ligado ao crescimento das plantas, exerce influência na disponibilidade de

água e ar às raízes, no suprimento e no desenvolvimento do sistema radicular. O estudo da

qualidade física de solos também está intimamente relacionado aos processos hidrológicos

de infiltração, escoamento superficial, erosão e outros.

No Brasil, com a evolução e adoção em larga escala do SPD na década de 80,

inúmeros trabalhos têm sido conduzidos em Latossolos do Cerrado com o objetivo de

avaliar os efeitos de sistemas de manejo sobre diferentes propriedades físicas do solo

(Stone & Silveira, 1999; Tormena et al., 1999; Oliveira et al., 2003). Atributos como a

densidade, a porosidade, (Corsini & Ferraudo, 1999; Balbino et al., 2002) a condutividade

hidráulica (Balbino et al., 2004) e a resistência do solo à penetração (Stone & Silveira

1999; Irnhoff et al., 2000; Tormena et al., 2002; Leão et al., 2006) têm sido comumente

utilizados pela relativa facilidade de determinação e pelo baixo custo de obtenção das

medidas. Além da comparação entre sistemas de manejo e uso do solo (Tormena et al.,

1999; Oliveira et al., 2003; Leão et al., 2004), os atributos físicos também têm sido

utilizados para estudar o efeito da conversão de áreas nativas em lavouras ou pastagens

(Balbino et al., 2004; Leão et al., 2006).

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Paralelamente, vários trabalhos tem sido realizados com o objetivo de avaliar a

qualidade global de solos tropicais sob diferentes sistemas agrícolas, podendo-se destacar:

Maria et al. (1999), Silva et al. (2000), Beutler et al. (2001), Stone & Silveira (2001),

D'Andréa et al. (2002), Goedert et al. (2002), Mendes et al. (2003), Oliveira et al. (2004) e

Dufranc et al. (2004). Uma conclusão geral é que a qualidade do solo é superior em

sistemas em que a sua mobilização é pequena, porém os dados ainda são bastante

controversos, sobretudo na comparação entre plantio convencional e direto. Analisando a

literatura existente, observa-se que uma das principais dificuldades na obtenção de índices

indicadores da qualidade fisica do solo está no fato de que ela depende de suas

propriedades intrínsecas, de suas interações com o ecossistema e, ainda, de prioridades de

uso, influenciadas inclusive, por aspectos socioeconômicos e políticos.

Historicamente, a conversão de áreas nativas em pastagens cultivadas ou em

lavoura foi um dos mais importantes fatores que interferiram nas propriedades físicas dos

solos do Cerrado. Como conseqüência dessa conversão observou-se significativa redução

da porosidade na superfície, afetando a reserva de água disponível à medida que a meso e

microporosidade do solo são reduzidas (Balbino et al., 2001). Atualmente, observa-se um

agravamento deste quadro em virtude do manejo inadequado das pastagens, que tem como

conseqüência a degradação pelo pisoteio excessivo do gado no solo descoberto, onde a

presença de cobertura vegetal é limitada pelo superpastejo.

As propriedades fisico-hídricas do solo são interdependentes; com isto, a

modificação de uma delas normalmente leva à modificação de todas as demais (Vieira,

1985). Segundo Brady (1983), qualquer fator que exerça influência sobre o tamanho e a

configuração dos poros do solo, exercerá também influência sobre a condutividadeI

hidráulica, sendo os macroporos responsáveis pela maior parte da movimentação saturada

da água no solo. Silva & Kato (1997) observaram que a macroporosidade e a condutividade

hidráulica saturada foi significativamente superior no Cerrado em comparação ao plantio

direto e ao convencional. Esses resultados indicam que pequenas alterações na

macroporosidade do solo podem gerar grandes reduções na condutividade hidráulica. No

mesmo trabalho os autores observaram valores elevados de macroporosidade

correlacionados positivamente com a condutividade hidráulica e negativamente com a

densidade do solo.

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o potencial de água no solo, um dois mais importantes fatores que exerce

controle sobre as condições hídricas para o crescimento das plantas, tem relação inversa

com as variáveis resistência do solo à penetração, densidade aparente e aeração (Busscher

et al., 1997). Uma variação no teor de água estabelece modificações na tensão da água no

solo, no teor e difusão de gases, na resistência à penetração, na condutividade hidráulica,

dentre outras propriedades fisicas do solo.

Letey (1985), na tentativa de obter um índice único que englobasse a qualidade

tisica do solo, propôs o termo ''Non-limiting Water Range" como uma faixa de teor de água

que integra as propriedades tisicas do solo diretamente relacionadas com o crescimento das

plantas. Posteriormente este termo foi aprimorado por Silva et al. (1994), corno "Least

Limiting Water Range" (LLWR), e definido como a faixa de teor de água no solo em que

as limitações relativas à disponibilidade de água, aeração e resistência à penetração são

mínimas.

No Brasil o "Least Limiting Water Range" tem sido comumente designado

como Intervalo Hídrico Ótimo (lHO) (Tormena et al., 1998). O lHO aprimora o tradicional

conceito de água disponível entre capacidade de campo e ponto de murcha permanente,

adicionando as limitações associadas com a aeração e a resistência do solo à penetração.

Atualmente o lHO têm sido utilizado para investigar os efeitos de sistemas de uso e manejo

em modificações na qualidade tisica do solo, a exemplo de Betz et al. (1998); Tormena et

al. (1999); Benjamin et al. (2003) e Lapen et al. (2004).

Mais recentemente Costa et aI. (2006) propôs a técnica da visualização de

polígonos para comparar a qualidade do solo em sistemas de manejo onde cada atributo

medido representa um eixo gráfico. Segundo os autores, a visualização da qualidade do"

solo mediante modelos gráficos, considerando-se um conjunto de indicadores, constitui-se

num instrumento útil para orientar o manejo racional de uma área sob cultivo.

Neste contexto, observa-se que os estudos sobre os efeitos do manejo do solo

em agroecossistemas do Cerrado sobre suas propriedades tisicas são ainda escassos e

incipientes (Brossard & Barcelos, 2005). Ademais, a avaliação da qualidade tisica do solo

deve integrar diferentes atributos que sejam capazes de expressar o ambiente tisico a que as

plantas são submetidas (Silva et al., 1994).

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40

2.5 IMPORTÂNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO E ESTOQUES

DE CARBONO E NITROGÊNIO

A modificação da biomassa vegetal constitui-se em outra importante

conseqüência da conversão do Cerrado em áreas agrícolas. Observa-se que os valores

médios de biomassa em pastagens com mais de 5 anos sofrem um decréscimo significativo

em relação à vegetação natural (Mendes, 2002).

Considerando a extensão do bioma e a área de pastagens, essa diferença tem um

primeiro impacto: a redução dos conteúdos de carbono, observados em análises de rotina deI

camadas superficiais de solos (Corazza et al., 1999) em relação aos valores de solos sob

vegetação nativa. Esse decréscimo tem implicações sobre a oferta de elementos trocáveis,

pois uma parte das propriedades de troca desses solos depende do conteúdo de matéria

orgânica do solo (MOS). Dessa maneira, o funcionamento biogeoquímico é a principal

causa das transformações ocorridas. A matéria orgânica é um dos fatores chave para a

fertilidade dos solos em regiões tropicais. Juntamente com outros fatores como água,

nutrientes, qualidade das sementes, aspectos fitossanitários entre outros, são essenciais para

a sustentabilidade dos agroecossistemas.

Nos solos do Bioma Cerrado, onde a matéria orgânica exerce um papel chave

no seu manejo sustentável, a degradação da fertilidade química e das propriedades físicas

limita a produção de biomassa e conseqüentemente o aporte de carbono no solo sob

pastagens (Balbino et al., 2004; Silva et al., 2004), impedindo que ocorra um "feedback"

adequado. Além disso, a ausência de uma matéria orgânica de qualidade na superficie toma

o ecossistema menos favorável à presença da macro e micro fauna, que desempenha um

papel importante no ciclo do carbono e do nitrogênio do solo (Lavelle et al., 2001).

Por outro lado, os solos sob as áreas de lavoura têm sofrido grandes impactos,

resultando em uma profunda transformação na sua estrutura e diminuição do teor de

matéria orgânica (Silva et al., 1994; Resck & Silva, 1997) particularmente quando

utilizado, no seu preparo, equipamentos de discos (Resck et al., 1995; Silva, et al., 2000).

Com objetivo de reverter este quadro, muitos agricultores vêm adotando o plantio direto

(PD) (Séguy & Bouzinac, 1995). O acúmulo da MOS depende muito de um grande aporte

de resíduos, uma vez que as condições climáticas específicas do Cerrado, com um longo

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41

período de seca no inverno dificultam o crescimento vegetal e favorecem o processo de

decomposição, limitando as possibilidades de acumulação de C nestes solos.

A baixa disponibilidade de N do solo também é um dos fatores que limita a

produção das culturas anuais e das pastagens nesta região. Devido ao alto custo dos

fertilizantes nitrogenados, o uso de espécies leguminosas com alta eficiência de fixação

biológica de nitrogênio (FBN), cultivadas em consórcio ou rotação de culturas, são a

melhor alternativa disponível (Calegari, 2000). O consórcio de leguminosas e gramíneas

pode resultar em uma boa produção de biomassa, com uma relação C/N em valores

intermediários aos apresentados pelos cultivos solteiros destas espécies, o que contribui

para incorporação conjunta de C e N orgânico na MOS.

O estudo dos estoques de carbono nos solos tem sido incrementado nos últimos

anos devido ao crescente interesse em se quantificar o seqüestro do carbono atmosférico

pelos sistemas agrícolas, sobretudo em regiões neotropicais onde a ciclagem dos elementos

no solo é extremamente dependente das condições climáticas (Fisher et al., 1994; Zinn et

al., 2005a). No Brasil a identificação de sistemas agrícolas com potencial para seqüestro de

carbono tem sido objetivo de diversos projetos iniciados após a assinatura do Protocolo de

Kyoto, com previsão para implementação do mercado de créditos de carbono que

atualmente, ainda que em pequena escala, já se encontra em vigor (Bernoux et al., 2002;

Chapuis Lardy et al., 2002; Silva et al., 2004; Madari et al., 2005; Zinn et al., 2005b). Esses

trabalhos objetivam identificar o potencial de agroecossistemas em seqüestrar o carbono e

atuar como possíveis drenos do carbono atmosférico (Lal, 1997). Além disso a conversão

de áreas nativas em pastagens cultivadas ou áreas de lavoura, sobretudo em regiões

tropicais, tem sido alvo de recentes pesquisas sobre o comportamento do carbono do solo

após essa conversão e sua implicação sobre a dinâmica da MOS.

De acordo com Fisher et al. (1998), o acúmulo de carbono no solo em um

sistema agro-pastoril é função do manejo empregado, adição de fertilizantes, manejo da

cultura e controle da pressão de pastejo. Essas informações demonstram a importância de se

adotar práticas de manejo dos solos e das pastagens que revertam o atual quadro de

degradação, através recuperação das propriedades tisicas, químicas e biológicas do solo.

Bernoux et al. (2002) estudaram em macro escala dos estoques de carbono dos

solos nos diferentes ecossistemas brasileiros e demonstraram a importância da região do

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Cerrado e seu potencial em acumular carbono, em função dos valores relativamente altos de

carbono total observados.

Chapuis Lardy, et al. (2002), determinando os estoques de C em Latossolos,

observaram que a conversão de áreas nativas em pastagens promoveu incrementos nos

estoques de C. No entanto, nas pastagens cultivadas, dos quais grande parte se encontra em

algum estágio de degradação da fertilidade química e das propriedades fisicas (Balbino et

al., 2001), a produção de biomassa e conseqüentemente o aporte de carbono são limitados

(Balbino et al., 2004; Silva et aI., 2004).

D'andréa et aI. (2004) avaliaram os estoques de C e N em um Latossolo do"

Cerrado e observaram que a introdução recente de plantio direto, ou mesmo de pastagens

ou cultivo convencional de longa duração em áreas de Cerrado nativo pode não causar

alterações significativas nos teores e estoques de C orgânico e N totais. Concluíram

também que a forma predominante de N mineral no cerrado nativo e na pastagem, ao longo

de praticamente todo o perfil, é a amoniacal, enquanto nos sistemas com culturas anuais, os

teores de nitrato superam os de amônio, na camada superficial do solo.

Silva et al. (2004), comparando diferentes pastagens também no Cerrado

observaram que só houve acúmulo de C nos sistemas com alta fertilização, não havendo

acréscimo no perfil em pastagens tradicionalmente manejadas.

Por outro lado Zinn et aI. (2005b), também em um estudo dos estoques de

carbono em diferentes ecoregiões brasileiras observou que os dados existentes são

insuficientes para se determinar e comparar o potencial de seqüestro de carbono pelo

agroecossistemas. Segundo os autores os estoques de C na camada de 0-20 cm em solos de

Cerrado podem variar entre 24,2 e 53,1; 19,9 e 65,9; 37,4 e 48,6 Mg ha"; pata vegetação

nativa, uso não intensivo e intensivo, respectivamente. Observaram também que a pesquisa

sobre o conteúdo de carbono no solo deveria acrescentar mais dados sobre o conteúdo de

carbono orgânico e de densidade aparente.

Segundo Corazza et aI. (1999), em áreas de Cerrado, ainda existe a

possibilidade de sistemas específicos, como as pastagens e o plantio direto, aumentarem os

teores de C orgânico, contribuindo para o seqüestro do C atmosférico, ao contrário dos

sistemas convencionais, com revolvimento sistemático do solo, que tendem a atuar em

sentido oposto. Adicionalmente, o plantio direto tem levado a menores perdas totais de

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nutrientes e matéria orgânica, pela sua eficácia no controle da erosão, possuindo menores

taxas de decomposição anual da MOS, em relação ao cultivo convencional (Bayer et aI.,

2006). Do mesmo modo que o carbono, o N é um elemento relevante nos estudos de

matéria orgânica do solo, sendo um dos nutrientes com dinâmica mais pronunciada no

sistema. Sua maior parte está na fração orgânica (mais de 90%), um grande reservatório de

formas mais prontamente disponíveis, como a nítrica e a amoniacal. Estas formas minerais,

apesar de responderem por pequena parcela do N total, são de extrema importância do

ponto de vista nutricional, já que são elas as absorvidas pelos vegetais e microrganismos.

Dessa forma, observa-se que os sistemas de integração lavoura-pecuária.,

necessitam ser melhor estudados regionalmente sob diferentes condições de clima e solo,

com o objetivo de identificar sistemas agropastoris para o Cerrado com potencial

conservacionistas do ponto de vista da MOS, e que possam verdadeiramente contribuir para

a redução das emissões responsáveis pelas atuais mudanças climáticas globais.

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3 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ALBUQUERQUE, 1. A.; RENEIRT, D. 1.; FIORON, J. E. Rotação de culturas e sistemasde manejo do solo ao final de sete anos. Revista Brasileira de Ciências do Solo,Campinas, v. 19, n. 1, p. 115-119, 1995.

ALVES, A G. C.; COGO, N. P.; LEVIEN. R. Relações da erosão do solo com apersistência da cobertura vegetal morta. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas,v. 19, n. 1, p. 127-132, 1995.

ASNER, G. P. SEASTEDT, T. R. TOWNSEND, A. R. The decoup1ing ofterrestrial carbonand nitrogen cycles: human influences on land cover and nitrogen supply are alteringnatural biogeochemicallinks in the biosphere. Bioscience, v. 47, p.226-234, 1997.

"

AYARZA, M. A.; VILELA, L.; BARCELLOS, A. O.; BALBINO, L. C.; BROSSARD, M.;PASINI, A. Intégration culture-élevage dans 1es Cerrados au Brési1: une solution pour dessystemes durables. Agriculture et développement, Paris, v. 18, p. 91-98, 1998.

BALBINO, L.C. Evolution de la structure et des propriétés hydrauliques dans desFerralsols mis en prairie pâturée (Cerrado, Brésil). 2001. 128 f. Thêse (Doctorat enAgronomie)-Institut National Agronomique de Paris-Grignon, Paris.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A; BROSSARD, M.; GUIMARÃES, M. F. Comportementde la phase argileuse lors de la dessication dans des Ferra1sols microagrégés du Brésil: rôlede la microstructure et de la matiére organique. Comptes Rendus de l'Académie desSciences, Paris, v. 332, p. 673-680,2001.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A; BROSSARD, M.; GRIMALDI, M.; HAJNOS, M.;GUIMARÃES, M. F. Changes in porosity and microaggregation in clayey Ferralsols oftheBrazilian Cerrado. European Journal of Soil Science, v. 53, p. 219-230, 2002.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A; COUSIN, 1.; BROSSARD, M.; QUÉTIN, P.;GRIMALDI, M. Change in the hydraulic properties of a Brazilian clay Ferralso1 onclearing for pasture. Geoderma, Amsterdam, v. 120, p. 297-307,2004.

BARCELOS, A O.; CASSOL, E. A.; DENARDIN, 1. E. Infiltração de água em umlatossolo vermelho-escuro sob condições de chuva intensa em diferentes sistemas demanejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 23, n. 1, p. 35-43, 1999.

BARCELLOS, A. O.; VILELA, L.; LUPINACCI, A. V. Produção animal a pasto: desafiose oportunidades. ln: ENCONTRO NACIONAL DO BOI VERDE, 3., 2001, Uberlândia,Anais... Uberlândia: Sindicato Rural de Uberlândia, 2001. p. 27-64

BARROS, E.; CURMI, P.; HALLAlRE, V.; CHAUVEL, A.; LAVELLE, P. The role ofmacrofauna in the transformation and reversibility of soil structure of an oxiso1 in theprocess offorest to pasture conversion. Geoderma, Amsterdam, v. 100, p. 193-213,2001.

Page 47: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

45

BARROS, E.; NEVES, A; BLANCHART, E.; FERNANDES, E. C.; WANDELLI, E.;LAVELLE, P. Development of the soi1 macrofauna community under silvopastora1 andagrosi1vicu1tura1 systems in Amazonia. Pedobiologia, v. 47, p. 273-280, 2003.

BARROS, E.; GRlMALDI, M.; SARRAZIN, M.; CHAUVEL, A; MITJA, D.;DESJARDINS, T.; LAVELLE, P. Soil physica1 degradation and changes in macrofauna1communities in Central Amazon. Applied Soil Ecology, v. 26, p. 157-168,2004.

BAYER, C.; MARTIN-NETO, L.; MIELNICZUK1.; PAVINATO, A.; DIECKOW, J.;Carbon sequestration in two Brazilian Cerrado soils under no-till. Soil & Tillage Research,v.86,p.237-245,2006.

BENJAMIN, J. G.; NIELSEN, D. C.; VIGIL, M. F. Quantifying effects ofsoil conditionson plant growth and crop production. Geoderma, Amsterdam, v. 116,p. 137-148,2003.,

BERNOUX, M.; CARVALHO, M. C. S.; VOLKOFF, B.; CERRl, C. C. Brazi1's soilcarbon stocks. Soil Science Society of America Journal, v. 66, p. 888- 896, 2002.

BETZ, D. L.; ALLMARAS, R. R.; COPELAND, S. M.; RANDALL, G. W. Least limitingwater range: traffic and long-tenn tillage influences in a Webster soil. Soil Science Societyof American Journal, v. 62, p. 1384-1393, 1998.

BEUTLER, A. N.; SILVA, M. L. N.; CURl, N.; FERREIRA, M. M.; CRUZ, 1. C.;PEREIRA FILHO, L A Resistência à penetração e permeabilidade de Latossolo Vermelhodistrófico típico sob sistemas de manejo na Região dos Cerrados. Revista Brasileira deCiência do Solo, Viçosa, v. 25, p. 167-177,2001.

BEYLICH, A.; FRÜND, H. C.; GRAEFE, U. Environrnentalmonitoring of ecosystems andbioindication by means of decomposer communities. Newsletter on Enchytraeidae, v. 4,p. 25 - 34, 1995.

BLANCHART, E.; ALBRECHT, A.; ALEGRE, 1.; DUBOISSET, A.; PASHANASI, B.;LAVELLE, P.; BRUSSAARD. L. Effects of earthwonns on soil structure and physicalproperties. ln: LAVELLE, P.; BRUSSAARD, L.; HENDRlX, P. (ed.). Earthwormmanagement in tropical soils. Wallingford, UK: CAB lntemational, 1999. p. 1,39-162.

BLONDEL, J. Biogéographie: approche ecologique et evolutive. Paris, France: Masson,1995. 297p.

BLOUIN, M.; ZUILY-FODIL, Y.; PHAM-TH1, A. T.; LAFFRAY, D.; REVERSAT, G.;PANDO, A; TONDOH, J.; LAVELLE, P. Belowground organism activities affect p1antaboveground phenotype, inducing p1ant tolerance to parasites. Ecology Letters, v. 8, p.202-208,2005.

BRADY, N.C. Natureza e propriedades do solo. 6.ed. Rio de Janeiro: Freitas, 1983.647p.

Page 48: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

46

BRANDON, K.; FONSECA, G. A B.; RYLANDS, A. B.; SILVA, J. M. C. Challenges andopportunities in Brazilian conservation. Conservation biology, v. 19, n. 3, p. 595-600,2005.

BROSSARD, M.; BARCELOS, A O. Conversão do cerrado em pastagens cultivadas efuncionamento de latossolos. Cadernos de Ciência & Tecnologia, Brasília, v. 22, n. 1, p.153-168,2005.

BROWN, G. G. How do earthwonns affect microfloral and faunal community diversity?Plant and Soil, v. 170, p. 209-231,1995.

BROWN, G. G.; MORENO, AG.; BAROIS, 1.; FRAGOSO, C.; ROJAS, P.;HERNÁNDEZ, B.; PATRÓN, J. C. Soil macrofauna in SE Mexican pastures and the effectof conversion from native to introduced pastures. Agriculture, Ecosystems andEnvironment, v. 103, p. 313-327, 2004.

BRUSSAARD, 1.; BEHAN-PELLETIER, V. M.; BIGNELL, D. E.; BROWN, V. K.;DIDDEN, W.; FOLGARAIT, P.; FRAGOSO, C.; FRECKMAN, D. W.; GUPTA, V. V. S.R; HATTORI, T.; HAWKSWORTH, D. 1.; LOPATEK, C.; LAVELLE, P.; MALLOCH,D. W.; RUSEK, J.; SODERSTROM, B.; TIEDJE, J. M.; VIRGINIA, R. A. Biodiversityand Ecosystem Functioning in Soil. Ambio, v. 26, p. 563-570, 1997.

BUSSCHER, W. J.; BAUER, P. J.; CAMP, C. R.; SOJKA, R. E. Correction ofcone indexfor soil water content differences in a coastal plain soil. Soil and Tillage Research, v. 43,p. 205-217, 1997.

CALEGARI, A Coberturas verdes em sistemas intensivos de produção. ln: WORKSHOP:NITROGÊNIO NA SUSTENTABILIDADE DE SISTEMAS INTENSIVOS DEPRODUÇÃO PECUÁRIA, 2000, Dourados. Anais ... Dourados: EMBRAPA, 2000. p.l4l­153.

CAMPOS, B. C. de; REINERT, D. J.; NICOLODI, R.; RUEDEL, J.; PETRERE, C.Estabilidadeestrutural de um Iatossolo vermelho-escuro distrófico após sete anos derotação de culturas e sistema de manejo. Revista Brasileira de Ciência do Solo,Campinas, v. 19, n. I, p. 121-125,1995.'

CHAUVEL, A; GRIMALDI, M.; BARROS, E.; BLANCHART, E.; SARRAZIN, M.;LAVELLE, P. Ao Amazonian earthwonn compacts more than a bulldozer. ScientificCorrespondence, Nature, v. 398, p. 32-33, 1999.

CHAPUIS-LARDY, 1.; BROSSARD, M.; ASSAD, M. 1.; LAURENT, J. Y. Carbon andphosphorus stocks of clayey FerralsoIs in Cerrado native and agroecosystems, Brazil.Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 92, p. 147-158,2002.

COLEMAN, D. C.; HENEGHAN, 1.; CROSSLEY, D. A Jr. Biodiversity anddecomposition in temperate and tropical forests. ln: WORLD CONGRESS OF SOILSCIENCE, 16., 1998, Montpellier, Proceedings ... Montpellier: France, ISSS, AISS, IBG,SICS and AFES

Page 49: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

47

CORAZZA, E. J.; SILVA, J. E.; RESK, D. V. S. ; GOMES, A. C. Comportamento dediferentes sistemas de manejo como fonte ou depósito de carbono em relação à vegetaçãode cerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 23, p. 425-432, 1999.

CORSINI, P. C.; FERRAUDO, A S. Efeitos de sistemas de cultivo na densidade emacroporosidade do solo e no desenvolvimento radicular do milho em Latossolo Roxo.Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 34, p. 289-298, 1999.

COSTA, E. A; GOEDERT, W. J.; SOUSA, D. M. G. Qualidade de solo submetido asistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto. Pesquisa AgropecuáriaBrasileira, Brasília, v. 41, p. 1185-1191, 2006.

CURRY, J. P.; GOOD, 1.A. Soil fauna1 degradation and restoration. Advances.ín SoUScience, v. 17, p. 171-215, 1992.

D'ANDRÉA, A F.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; SIQUEIRA, J. O.; CARNEIRO, M. A C.Atributos biológicos indicadores da qualidade do solo em sistemas de manejo na Região doCerrado do Sul do Estado de Goiás. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 26,p. 913-923,2002.

D'ANDRÉA, A F.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; GUILHERME, L. R. G. Estoque decarbono e nitrogênio e formas de nitrogênio mineral em um solo submetido a diferentessistemas de manejo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 39, p. 179-186,2004

DECÃENS, T. Rôle fonctionnel et réponses aux pratiques agricoles des vers de terre etautres ingénieurs êcologíques dans les savannes colombiennes. 1999. These (Doctoraten Ecologie)-Université de ParisVI, Paris.

DECAENS, T.; ASAKAWA, N.; GALVIS, 1.H.; THOMAS, R. J.; AMÉZQUITA, E.Surface activity of soil ecosystem engineers and soi1 structure in contrasted land usesystems ofColombia. European Journal of Soil Biology, v. 38, p. 267-271, 2002.

DECAENS, T.; BUREAU, F.; MARGERIE, P. Earthworm communities in a wetagricu1tural1andscape ofthe Seine Valley (Upper Normandy, France). Pedobiologia, v. 47p. 479-489, 2003.

DERPSCH, R. Evolução do plantio direto no mundo. Revista Plantio Direto, PassoFundo,n.59,p.32-40,2000.

DORAN, J. W. Soil health and global sustainability: translating science into practice.Agriculture, Ecosystems and Environment, v.88, p. 119-127,2002.

DRURY, C. F.; TAN, C. S.; REYNOLD, W. D.; WELACKY, T. W.; WEAVER, S. E.;HAMILL, A S.; VYN, T. J. Impacts ofzone tillage and red clover on com performanceand soil physical quality. Soil Science Society of America Journal, v. 67, p. 867-877,2003.

Page 50: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

48

DUFRANC, G.; DECHEN, S. C. F.; FREITAS, S. S.; CAMARGO, O. A. Atributos fisicos,químicos e biológicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos emplantio direto no Estado de São Paulo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.28,p.505-517,2004.

FIGUIÉ, M. A construção social de saberes sobre a degradação dos recursos naturaisnas explorações agrícolas familiares no município de Silvânia no Brasil. 2001. 305f.Thêse (Doctorat en Agronomie) Institut National Agronomique de Paris-Grignon, Paris.

FISHER, M. 1.; RAO, I. M.; AYARZA, M. A; LASCANO, C. E.; SANZ, 1. L; THOMAS,R. J.; VERA, R. R. Carbon storage by cultivated deep-rooted grasses in the SouthAmerican savannahs. Nature, v. 371, p. 236-238, 1994.

FISHER, M. J.; THOMAS, R. 1.; RAO, L M. Management oftropical pastures to acid-soilsavannahs of South America for carbon sequestration in the soil. ln: LAL, R.; KIMBLE, J.;FOLLET, R. F.; STEWART, B. A (Ed.), Management ofCarbon Sequestration in Soil.Advances in Soil Sciences. Boca Raton, FL: CRC Press, 1998, p. 405-420.

FRAGOSO, C.; KANYONYO,1.;MORENO, A; SENAPATI, B. K.; BLANCHART, E.;RODRIGUEZ, C. Earthworm communities oftropica1 agroecosystems: origin, strutuctureand influence ofmanagement practices. ln: LAVELLE, P.; BRUSSAARD, L.; HENDRIX,P. F. (ed.) Earthworm management in tropical agroecossystems. Wallingford, UK: CABIntemational, 1999.p. 27-55.

GARCIA, E. A C. Desenvolvimento econômico sustentável do Cerrado. PesquisaAgropecuária Brasileira, Brasília, v. 30, p. 759-774, 1995.

GARCÍA-PRÉCHAC, F.; ERNST, O.; SIRI-PRIETO, G.; TERRA, J. A. Integrating no-tillinto crop-pasture rotations in Uruguay. SoU & Tillage Research, v. 77, p. 1-13,2004.

GARRIGUES, P. Les indicateurs biologiques de la contamination de l'environnement.Analysis magazine, v. 22, n. 1, p. 10-11, 1994.

GILLER, K. E.; BEARE, M. H.; LAVELLE, P.; IZAC, A M. N.; SWIFT, M. I,Agricu1tural intensification, soil biodiversity and agroecossystem function. Applied SoUEcology, v. 6, p. 3-16. 1997.

GILLER, P. S. The diversity ofsoil communities, the "poor man's tropical rainforest".Biodiversity Conservation, v. 5, p. 135-168. 1996.

GOEDERT, W. 1. Solos dos Cerrados: tecnologias e estratégias de manejo. Brasília:EMBRAPA, Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerrados, 1985. p. 33-74.

GOEDERT, W. 1.; SCHERMACK,M. J.; FREITAS, F. C. Estado de compactação do soloem áreas cultivadas no sistema de plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira,Brasília, v. 37, p. 223-227, 2002.

Page 51: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

49

HAYNES, R. J.; SWIFT, R S.; STEPHEN, R C. Influence ofmixing cropping rotation(pasture arable) on organic matter content, water stable aggregation and clod porosity ofsoils. Soil & Tillage Research, v. 19, p. 77-79, 1991.

IBGE (Rio de Janeiro). Atlas Nacional do Brasil. 2.ed. Rio de Janeiro, 1992. 1 v.

IMHOFF, S.; SILVA, A. P.; TORMENA, C. A. Applications ofthe resistance curve in thecontrol ofthe physical quality ofsoils under grasso Pesquisa Agropecuária Brasileira,Brasília, v. 35, p. 1493-1500,2000.

JANTALIA, C. P.; VILELA, L.; ALVES, B. J. R; BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S.Influência de pastagens e produção de grãos, no estoque de carbono e nitrogênio emum Latossolo Vermelho. Seropédica: Embrapa Agrobiologia, 2006. 50p. (EmbrapaAgrobiologia. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 11).

JONES, C. G.; LAWTON, J. H.; SHACHAK, M. Organisms as ecosystem engineers.Oikos, v. 69,p. 373-386, 1994.

KARIA, C. T.; DUARTE, J. B.; ARAÚJO, A. C. G. Desenvolvimento de Cultivares doGênero Brachiaria (Trín.) Griseb. no Brasil. Planaltina, DF: Embrapa Cerrados; Brasília,DF: Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 2006. (Documentos). No prelo.

KARLEN, D. L.; MAUSBACH, M. J.; DORAN, J. W.; CLINE, R. G.; HARRIS, R F.;SCHUMAN, G. E. Soil quality: a concept, definition, and framework for evaluation. SoilScience Society American Journal, v. 61, p. 4-10, 1997.

KLINK, C. A.; MACHADO, R B. Conservation ofthe Brazilian Cerrado. ConservationBiology, v. 19, p. 707-713,2005.

KLUTHCOUSKI, J.; STONE, L. F.; AIDAR, H. Integração lavoura-pecuária. SantoAntônio de Goiás, GO: Embrapa Arroz e Feijão. 2003. 570p.

LAL, R. Physical management ofthe soils ofthe tropics: priorities for the 21st century.Soil Science, v. 165, p. 191-207,2000.

LAL, R. Residue management, conservation tillage and soil restoration for mitigatinggreenhouse effect by C02-enrichment. SoU & Tillage Research, v. 43, p. 81-107, 1997.

LAPEN, D. R; TOPP, G. C.; GREGORICH, E. G.; CURNOE, W. E. Least limiting waterrange indicators of soil quality and com production, eastem Ontario, Canada. SoU &Tillage Research, v. 78, p. 151-170,2004.

LAVELLE, P. Diversity of soil fauna and ecosystem function. Biology Interactions, v. 33,p. 3-16, 1996.

LAVELLE, P.; BIGNELL, D.; LEPAGE, M.; WOLTERS, V.; ROGER, P.; INESON, P.;HEAL, O. W.; GHILLION, S. Soil function in a changing world: the role ofinvertebrateecosystem engineers. European Journal ofSoU Biology, v. 33, n. 4, p. 159-193,1997.

Page 52: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

50

LAVELLE, P.; A. V. SPAIN. Soil Ecology. Amsterdam: K1uwer Scientific Pub1ications,2001.

LAVELLE, P.; BARROS, E.; BLANCHART, E.; BROWN, G.; DESJARDINS, T.;MARIANI, L.; ROSSI, J. Soi1 Organic Matter management in the tropics: why feeding thesoil macrofauna? Nutrient Cycling in Agroecosystems, v. 61, p. 53-61,2001.

LAVELLE, P.; BRUSSAARD, L.; HENDRIX, P. F. Earthworm management in tropicalagroecosystems. Wallingford, UK: CAB Intemational, 1999.

LAVELLE, P.; DECAENS, T.; AUBERT, M.; BAROT, S.; BLOUIN, M.; BUREAU, F.;MARGERIE, F.; MORA, P.; ROSSI, J. P. Soil invertebrates and ecosystem services.European Journal of SoU Biology, v. 42, p. S3-S 15,2006.

LEÃO, T. P; SILVA, A. P.; MACEDO, M. C. M.; IMHOFF, S.; EUCLIDES, V. P. B.Intervalo hídrico ótimo na avaliação de sistemas de pastejo contínuo e rotacionado. RevistaBrasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 28, p. 415-423, 2004.

LEÃO, T. P.; SILVA, A. P.; MACEDO, M. C. M.; IMHOFF, S.; EUCLIDES, V. P. B.Least limiting water range: A potentia1 indicator of changes in near-surface soil physicalquality after the conversion of Brazilian Savanna into pasture. Soil & Tillage Research, v.88,p. 279-285, 2006.

LEMAIRE, G.; WILK.INS, R.; HODGSON, J. Challenges for grassland science: managingresearch priorities. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 108, p. 99-108, 2005.

LETEY, J. Relationship between soil physical properties and crop production. Advances inSoil Science, v. I, p. 277-294, 1985.

LINDEN, D. R.; HENDRIX, P. F.; COLEMAN, D. C.; VAN VLIET, P. C. J. Faunalindicators of soil quality. ln: Defining Soil Quality for a Sustainable Environment,Washington, USA: SSSA Special Pub1ication, 35, 1994. p. 91-106.

LOPES, A. S. Solos sob "Cerrado": características, propriedades e manejo. Piracicaba,SP: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1984. 162p. •

MACEDO, J.; MADEIRA NETTO, J. da S. Contribuição para a interpretação delevantamentos de solos. P1analtina, DF: Embrapa CPAC, 1981. 32 p. (Embrapa CPAC.Boletim de Pesquisa, 6).

MACHADO, R. B.; RAMOS NETO, M. B.; PEREIRA, P.; CALDAS, E.; GONÇALVES,D.; SANTOS, N.; TABOR, K.; STEININGER. M. Estimativas de perda da área do CerradoBrasileiro. Conservation Intemational do Brasil, Brasília, Relatório Técnico, 2004.

MADARI, B.; MACHADO, P. L. O. A.; TORRES, E.; ANDRADE, A. G.; VALENCIA,L. I. O. No tillage and crop rotation effects on soil aggregation and organic carbon in aRhodic Ferra1so1 from Southem Brazil. Soil & Tillage Research, v. 80, p. 185-200,2005.

Page 53: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

51

MARCHÃO, R. L; BALBINO, L. C.; VILELA, L.; LAVELLE, P.; BECQUER,T.Macrofaunae agregação de um LatossoloVermelhoapós 15anos de integração lavoura­pecuária, na região do cerrado. ln: FERTBIO 2006: A BUSCA DAS RAÍZES. Anais...Dourados: Embrapa Agropecuária Oeste, 2006. CD-ROM. (Documentos/EmbrapaAgropecuáriaOeste).

MARIA, r. C. de; CASTRO,O. M.; DIAS, H. S. Atributos fisicos do solo e crescimentoradicular de soja em Latossolo Roxo sob diferentes métodos de preparo do solo. RevistaBrasileira de Ciência do Solo, Campinas,v. 23, p. 703-709, 1999.

MATHIEU,1. Étude de la macrofaune du sol dans une zone de déforestation enamazonie du sud-est, au Brésil, dans le contexte de l'agriculture familiale. 2004. 237 f.Thêse(Doctorat en Ecologie)-Université Pierre et Marie Curie Paris VI, Paris. "

MILLENNIUM ECOSYSTEM ASSESSMENT REPORT 2006. Disponível em:<http://www.millenniumassessment.org/>. Acesso em: 17/0112006.

MENDES, r. c. Impactos de sistemasagropecuários na atividade enzimática e biomassamicrobiana dos solos de Cerrado. ln: CONGRESSO BRASILEIRO DESOJAlMERCOSOJA 2002, 2., Foz do Iguaçu. Anais... Londrina: Embrapa Soja, 2002.p.246-257. (Documentos/Embrapa Soja)

MENDES, r. C.; SOUZA,L. V.; RESCK, D. V. S.; GOMES, A C. Propriedadesbiológicasem agregados de um Latossolo Vermelho-Escuro sob plantio convencional e direto noCerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, p. 435-443,2003.

ODUM, E. P. Ecologia. Rio de Janeiro: Guanabara, 1983. 434p.

OLIVEIRA r. P.; KLUTHCOUSKI 1.; YOKOYAMA L. P.; DUTRA L. G.; PORTES T.A; SILVA A E.; PINHEIROB. S.; FERREIRA E.; CASTRO E. M.; GUIMARAES C.M.; GOMIDE J. C.; BALBINO L. C. Sistema Barreirão: Recuperação/renovação depastagens degradadas em consórciocom culturas anuais. Documentos, 64. EMBRAPA­CNPAF. Goiânia-GO, 1996. 9Op.

OLIVEIRA, G. C.; DIAS JúNIOR, M. S.; RESCK, D. V. S.; CURI, N. Alteraçõesestruturais e comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho distrófico argilososob diferentes sistemas de uso e manejo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília,v.38, p. 291-299,2003.

OLIVEIRA, G. C.; DIAS JUNIOR, M. S.; RESCK, D. V. S.; CURI, N. Caracterizaçãoquímica e flsico-hídrica de um Latossolo Vermelho após vinte anos de manejo e cultivo dosolo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 28, p. 327-336,2004.

PALMEIRA, P. R. T.; PAULETTO,E. A.; TEIXEIRA, C. F. A; GOMES, A S.; SILVA,1. B. Agregação de um Planossolo submetido a diferentes sistemas de manejo. RevistaBrasileira de Ciência do Solo, Campinas,v. 23, p. 189-195, 1999.

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52

PAOLETTI M. G. Invertebrate biodiversity as bioindicators of sustainable: practicaluse of invertebrates to assess sustainable land use. Amsterdam: Elsevier. 1999.

PHILLIPS, D. H.; FITZPATRICK, E. A Biological influences on the morphology andmicromorphology of selected Podzols(Spodosols) and Cambisols (Inceptisols) from theeastem United States and north-east Scotland. Geoderma, Amsterdam, v. 90, p. 327-364,1999.

PIMM, S. L.; SUDGEN, A. M. Tropical diversity and global change. Science, v. 263 p.933-934, 1994.

RESCK, D. V. S.; FERREIRA, C. A; GOMES, A C.; SILVA, J. E. Efeito do plantiodireto nas propriedades físicas de um latossolo vermelho-escuro argiloso sob vegetação decerrados. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 25, 1995, Viçosa.Anais••• Viçosa: SBCS, 1995. p.1840-1842.

RESCK, D. V. S; SILVA, J. E. Matéria orgânica do Solo. In: VARGAS, M. A. T.;HUNGRIA, M. Biologia dos Solos dos Cerrados. Planaltina: EMBRAPA CERRADOS,1997. p.467-524.

REYNOLDS, J. Earthworms ofthe world. Global Diversity, v. 4, p. 11-16, 1994.

REYNOLDS, W. D.; BOWMAN, B. T.; DRURY, C. F.; TAN, C. S.; LU, X. Indicators ofgood soil physical quality: density and storage parameters. Geoderma, Amsterdan, v. 110,p. 131-146,2002.

RIPPSTEIN G., LASCANO c., DECÃENS T. La production fourragere dans les savanesd'Amérique du Sud intertropicale. Fourrages, v. 145, p. 33-52, 1996.

RUFINO, M. c.; ROWE, E. C.; DELVE, R. J.; GILLER, K. E. Nitrogen cyclingefficiencies through resource-poor African crop-livestock systems. Agriculture,Ecosystems and Environment, v. 112, p. 261-282,2006.

SALTON, J. C. Raiz: a solução do problema. Jornal Direto No Cerrado, Brasilia, ano 6,n.19. p. 6-7,2001.

SANO, E. E.; BARCELLOS, A O.; BEZERRA, H. S. Assessing the spatial distribution ofcu1tivated pastures in the Brazilian savanna. Pasturas Tropicales, v. 22, p. 2-15,2000.

SCHAEFER, M. SCHAUERMANN, J. The soil fauna ofbeech forests: a comparisonbetween a mull and a moder soil. Pedobiologia, v. 34 p. 299-314. 1990.

SCHULZE, E. D.; MOONEY, H. A. Ecosystem function ofbiodiversity: a surnrnary. In:SCHULZE, E. D.; MOONEY, H.A (ed.) Biodiversity and ecosystem function. Berlim:Springer-verlag, 1994, p. 497-510.

Page 55: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

• •

53

SEEBER, 1.; SEEBER, G. U. H.; KOSSLER, W.; LANGEL, R.; SCHEU, S.; MEYER, E.Abundance and trophic structure ofmacrodecomposers on alpine pastureland (CentralAlps, Tyrol): effects of abandonrnentof pasturing. Pedobiologia, v. 49, p. 221-228,2005.

SEGANFREDO, M. L.; ELTZ, F. L. F.; BRUM, A. C. R. de. Perdas de solo, água enutrientes por erosão em sistemas de culturas e em plantio direto. Revista Brasileira deCiência do Solo, Campinas, v.21, n.2, p.287-291, 1997.

SEGUY, L.; BOUZINAC, S.; TRENTINI, A.; COTES, N. A. L'agriculture brési1ienne desfronts pionniers. Agriculture et développement, v. 12, p. 2-61, 1996.

SÉGUY, L.; BOUZINAC. S. O plantio direto no cerrado úmido. Informações .•Agronômicas, Piracicaba, n. 69, p. 1-4, 1995.

SILVA, V. R.; REINERT, D. 1.; REICHERT, J. M. Suscetibilidade à compactação de umLatossolo Vermelho-escuro e de um Podzólico Vermelho-amarelo. Revista Brasileira deCiência do Solo, Viçosa, v. 24, p. 239-249, 2000.

SILVA, A. P.; KAY, B. D.; PERFECT, E. Characterization ofthe least limiting waterrange ofsoils. SoU Science Society of American Journal, v. 58, p. 1775-1781, 1994.

SILVA, C. L.; KATO, E. Efeito do se1amento superficial na condutividade hidráulicasaturada da superficie de um solo sob cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira,Brasília, v. 32, p. 213-220, 1997.

SILVA, M. L. N.; CURI, N.; BLANCANEAUX, P. Sistemas de manejo e qualidadeestrutural de Latossolo Roxo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 35, p. 2485­2492,2000.

SILVA, 1. E.; RESCK, D. V. S.; CORAZZA, E. J.; VIVALDI, L. Carbon storage in c1ayeyOxisol cultivated pastures in the "Cerrado" region, Brazi1. Agriculture, Ecosystems andEnvironment, v. 103, p. 357-363,2004.

SOLBRIG, O. T. The IUBS-SCOPE-UNESCO Program ofResearch in Biodiv~rsity. ln:SOLBRIG, O. T. (ed.) From genes to ecosystems: a research agenda for biodiversity.International Union of Biological Sciences, Cambridge, UK: IUBS, 1991, p. 5-11.

SPAIN, M. 1.; AYARZA M. A.; VILELA L. Crop pasture rotations in the Brazi1ianCerrados. ln: PEREIRA, R. C.; NASSER, L. C. B. (ed.) Simpósio sobre o Cerrado, 8.,1996, Brasília, Proceedings... Brasília: EMBRAPA CPAC, 1996, p. 39-45.

STONE, L. F.; SILVEIRA, P. M. Efeitos do sistema de preparo na compactação do solo,disponibilidade hídrica e comportamento do feijoeiro. Pesquisa Agropecuária Brasileira,Brasília, v. 34, n. 1, p. 83-91, 1999.

STONE, L. F.; SILVEIRA, P. M. Efeitos do sistema de preparo e da rotação de culturas naporosidade e densidade do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 25, n. 2,p. 395-401, 2001.

Page 56: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

54

STURZ, A V.; CHRISTIE, B. R. Rationa1e for a ho1istic approach to soi1 quality and crophealth. Soil & Tillage Research, v. 72, p. 105-106,2003.

TIEDJE, 1.M. Approaches to the comprehensive evaluation ofProkaryote diversity of ahabitat. ln: ALLSOP, D.; COLWELL, R. R.; HAWKSWORTH, D. L. (ed.) Microbialdiversity and ecosystem function. Wallingford, UK: CAB Intemational. 1995. p. 73-82.

TOPOLlANTZ, S.; PONGE, 1.F.; VIAUX, P. Earthworm and enchytraeid activity underdifferent arable farming systems, as exemplified by biogenic structures. Plant And Soil, v.225,p.39-51,2000.

TORMENA, C. A.; SILVA, AP.; LIBARDI, P. L. Caracterização e avaliação do intervalohídrico ótimo de um Latossolo Roxo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v.22,p.573-581,1998.

TORMENA, C. A; SILVA, A. P.; LIBARDI, P. L. Soil physica1 quality of a Brazi1ianOxiso1under two tillage systems using the 1east 1imiting water range approach. Soil &Tillage Research, v. 52, p. 223-232, 1999.

TORMENA, C. A; BARBOSA, M. c, COSTA, A C. S.; GONÇALVES, C. A.Densidade, porosidade e resistência à penetração em Latossolo cultivado sob diferentessistemas de preparo do solo. Scientia Agricola, v. 59, n. 4, p. 795-801, 2002.

VIEIRA, M. J. Comportamento tisico do solo em plantio direto. ln: FANCELLI, A L.;TORRADO, P. V.; MACHADO, 1.(ed.). Atualização em plantio direto, Campinas:Fundação Cargill, 1985. p.l63-179.

WALKER, D. Diversity and stabi1ity. ln: CHERRET, 1.M. (Ed.) Ecological concepts.Oxford: Blackwell Scientific Publ., 1998. p. 115- 146.

ZINN, Y. L.; LAL, R.; RESCK, D. V. S. Changes in soil organic carbon stocks underagricu1ture in Brazil. SoU & Tillage Research, v. 84, p. 28-40, 2005a.

i

ZINN, Y. L.; LAL, R.; RESCK, D. V. S. Texture and organic carbon re1ations described bya profile pedotransfer function for Brazilian Cerrado soi1s. Geoderma, Amsterdam, v. 127,p. 168-173, 2005b.

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CAPITULO I

QUALIDADE FÍSICA DE UM LATOSSOLO VERMELHO SOB SISTEMAS DEINTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA NO CERRADO

RESUMO

A integração dos sistemas lavoura-pecuária têm sido freqüentemente recomendada na

agropecuária Brasileira, no entanto, o conhecimento acerca de indicadores para avaliar seu

impacto sobre a qualidade físico-hídrica do solo ainda é limitado. Objetivou-se avaliar e

comparar o impacto de sistemas de uso e manejo contínuos e rotacionados sobre atributos

físico-hídricos do solo e avaliar o potencial uso destes atributos como indicadores da

qualidade fisíca de um Latossolo. O estudo foi realizado na área experimental da Embrapa

Cerrados, considerando as seguintes camadas de solo: 0-5, 10-15, 20-25 e 40-45 cm.

Verificou-se que todos os sistemas de uso e manejo do solo alteraram significativamente a

densidade, umidade volumétrica, resistência à penetração, porosidade total, macroporosidade,

microporosidade, microporosidade efetiva e água disponível do solo. Foram observados

incrementos na resistência à penetração e na densidade do solo em todos os sistemas em

comparação ao Cerrado nativo, porém a compactação resultante do pisoteio animal das

pastagens nos sistemas de integração lavoura-pecuária não é fator limitante aos cultivos

subseqüentes. A porosidade total e a macroporosidade foram significativamente maiores no

Cerrado e nos sistemas em plantio direto em relação aos em preparo convencional. Conclui-se

que os atributos do solo avaliados são ferramentas indicadoras da qualidade físico-hídrica do

solo.

Palavras chave: resistência à penetração, porosidade, retenção de água, plantio díreto,

sistemas integrados de produção, sustentabílidade.

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SOIL PHYSICAL QUALITY UNDER CROP-LIVESTOCK MANAGEMENTSYSTEMS lN A CERRADO FERRALSOL

ABSTRACT

Crop-livestock management systems have been increasingly recommended in the

Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the indicators used to evaluate their

impact on soil and water quality is stilllimited. Therefore the present study was undertaken to

analyze and compare the effect of crop-livestock rotation and continuous systems on soil

hydraulic properties, and test the potential of these properties as physical quality indicators of

a Cerrado Ferralsol. The field study was conducted at Embrapa Cerrados, near Planaltina

(DF), Brazil, considering the following soillayers: 0-5, 10-15,20-25 and 40-45 cm. The crop­

livestock rotation systems caused significant changes in soil bulk density, volumetric soil­

water content, soil penetration resistance, total porosity, macroporosity, microporosity,"

effective microporosity, unsaturated pores and availab1e water. An increase was observed in

both soil resistance and bulk density for all systems in comparison to the Cerrado. However,

the higher soil resistance do not appeared as a limiting factor for annual crops growth. Total

porosity and macroporosity were higher in the Cerrado, and in the systems with no-tillage in

relation to conventional tillage. Soil penetration resistance, macroporosity, buIk density and

available soil-water properties may therefore be recommended as indicators of the soíl

physical quality.

Keywords: soil penetration resistance, porosity, water retention, no-tillage, integrated systems

ofproduction, sustainability.

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1 INTRODUÇÃO

A sustentabilidade é o objetivo da manutenção dos agroecossistemas e, nesse

aspecto, a qualidade tisica dos solos (QFS) é um dos elementos chave para o alcance de sua

sustentabilidade global (MEA, 2006). Além de ser abrangente e dinâmico, o conceito de QFS

tem sido discutido desde o início da década de 90 e, no entanto, é ainda uma área de pesquisa

em expansão (Lal, 2000; Reynolds et al., 2002).

Dos 204 milhões de hectares do Cerrado Brasileiro, Sano et al. (2000) estimaram

que aproximadamente 50 milhões são ocupados por pastagens cultivadas. Atualmente, estima­

se que entre 70 e 80 % das pastagens cultivadas encontram-se em algum estágio de

degradação. Nestas pastagens, devido ao manejo inadequado, observa-se uma redução na

porosidade global das camadas superficiais do solo que afetam a reserva de água disponível,

especialmente à medida que a meso e microporosidade do solo são reduzidas (Balbino et al.,

2001).

Atributos do solo tais como a densidade, a porosidade, a condutividade hidráulica

(Balbino et al., 2004) e a resistência à penetração (lrnhoff et al., 2000) têm sido comumente

utilizados como indicadores de qualidade tisica, pela relativa facilidade de determinação e

pelo baixo custo de obtenção das medidas. Além da comparação entre os sistemas de manejo

e de uso do solo (Oliveira et al., 2003), os atributos físícos também têm sido utilizados para

estudar o efeito da conversão de áreas nativas em lavouras ou pastagens (Leão et al., 2006).

Em diferentes regiões do mundo há consenso que períodos de utilização com

pastagens perenes, gramíneas e ou leguminosas, condicionam melhorias na qualidade do solo

e produtividade de lavouras subseqüentes (García-Préchac et al., 2004). A estabilidade de

agregados, a macroporosidade e a condutividade hidráulica podem aumentar rapidamente com

a inclusão de pastagens na rotação com culturas devido à combinação de três efeitos

principais: (i) ausência de preparo durante o ciclo da pastagem, (ii) presença. de um denso

sistema radicular que atua como agente agregante e (iii) maior atividade da macrofauna do

solo na fase pastagem. Este processo é rapidamente revertido quando o solo volta a ser

preparado.

Neste contexto, observa-se que os estudos sobre a utilização de sistemas de

integração lavoura-pecuária (ILP) e seu impacto sobre os atributos tisico-hídricos do solo são

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ainda escassos e incipientes. A identificação de atributos sensíveis deste impacto sobre a

qualidade fisica do solo é fundamental para comparar as diversas práticas de manejo sobre o

seu funcionamento fisico-hídrico. Objetivou-se analisar e comparar o efeito de sistemas deI

manejo e uso do solo incluindo sistemas de integração lavoura-pecuária sobre atributos físico-

hídricos e avaliar o potencial de uso desses atributos como indicadores da qualidade fisica de

um Latossolo Vermelho do Cerrado.

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2 MATERIALEMÉTonos

Amostras de solo foram coletadas em Novembro de 2004 em um experimento de

ILP da Ernbrapa Cerrados, Planaltina, DF. A temperatura média anual na área é de 26°C,

altitude de 1.200 m e média pluviométrica anual de 1.500 mm, sendo que 80% das chuvas

ocorrem normalmente de novembro a abril.

O experimento foi estabelecido em 1991, em um Latossolo Vermelho (Embrapa,

1999) fase Cerrado típico, cuja fração argila é predominantemente composta por gibbsita,

caulinita, e óxidos de ferro (Chapuis Lardy et aI., 2002). As demais características físicas e

químicas estão descritas na Tabela 1.

Tabela 1. Características físicas e químicas do Latossolo Vermelho no experimento deintegração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004(1).

Prof (cm) Argila (g kg-I) Silte (g kg-I) Areia (g kg-I) Dp (g cm-3) M.O (g kg-I)

5 60,97 7,80 31,23 2,70 3,5515 61,25 8,12 30,63 2,75 2,7825 62,96 7,34 29,71 2,81 2,4645 63,73 6,40 29,86 2,76 1,98

(I)Análise granulométrica, densidade de partículas (Dp) e matéria orgânica do solo (M.O) determinadas segundoEmbrapa (1997)

Em 1991, a vegetação nativa foi removida e o solo preparado com arado de disco

seguido de grade aradora e corrigido com calcário dolomítico na dosagem de 3,4 t ha" antes

da instalação do experimento. Em 1999 foi realizada nova calagem na dosagem de 1,0 t ha".

A área de cada parcela experimental foi de 50 metros de comprimento por 40 metros de

largura. Nos sistemas lavoura-pecuária, a alternância de pastagem para lavoura e vice-versa

ocorreu a cada quatro anos. Uma área de Cerrado nativo foi mantida como referência para

comparação com as áreas cultivadas. Foram estudados oito tratamentos, compostos pela

combinação de cinco tipos de uso e dois sistemas de preparo do solo na fase lavoura. Na

Tabela 2 estão descritos os sistemas estudados, nas respectivas condições de cultivo e deI

idade no momento da amostragem. Nas áreas sob pastagem foi utilizado o sistema de lotação

rotacionado, com períodos de ocupação e descanso de 14 dias. A oferta de forragem (8 a 10

kg de matéria verde por 100 kg de peso vivo) foi constante e ajustada a cada 28 dias.

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~

Tabela 2. Sistemas de manejo e uso do solo estudados no experimento de integração lavoura-pecuária. Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004.

Sistema de manejoTipo de

Cultura/idade na amostragem SimbologiaPreparo(l)

1- Cerrado Ausente Vegetação nativa CER

2- Pastagem contínua Ausente Brachiaria decumbens 13° ano PAST

PD Panicum maximum 4° ano (Soja 4 anosi2) PL-D

3- Rotação pastagem-lavouraPC Panicum maximum 4° ano (Soja 4 anos) PL-C

PD Brachiaria brizantha 1° ano (Soja 4 anos) LP-D4- Rotação lavoura-pastagem

PC Solo preparado (Soja 4 anos) LP-C

PD Lavoura de Soja 4° ano L-D5- Lavoura contínua

Lavoura de Soja 4° anoPC L-C(TJ PD - plantio direto; PC - plantio convencional(2) O texto entre parênteses indica a cultura antecessora no sistema de rotação

0\o

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Foram coletadas em cada tratamento seis amostras indeformadas de solo com o

auxílio de anéis volumétricos de 5,0 cm de altura por 5,0 cm de diâmetro nas camadas de 0-5,

10-15, 20-25 e 40-45 cm, perfazendo um total de 192 amostras. Os cilindros foram coletados

em um ponto central da parcela, em trincheiras de 2,0 x 1,5 x 1,0 m. O delineamento

experimental utilizado foi o inteiramente casualizado. Por ocasião da amostragem, medidas de

resistência à penetração (RP) e umidade volumétrica (av) foram tomadas aleatoriamente ao

redor da trincheira, nas mesmas profundidades. A RP foi medida utilizando um penetrógrafo

dinamométrico ligado a um registrador analógico. As medidas foram realizadas em três

pontos ao redor das trincheiras e em cada ponto foram feitas quatro leituras totalizando 12

repetições. Para análise estatística optou-se por considerar uma média das quatro leituras

perfazendo um total de três repetições da RP para cada tratamento.

Em cada profundidade, três cilindros foram aleatoriamente selecionados e

utilizados para determinação de av e da curva de retenção de água do solo. As amostras foram

colocadas em uma bandeja e submersas até 2/3 de sua altura, durante 24 horas, para pesagem

do solo saturado. Em seguida foram submetidas ao processo de centrifugação (Silva &

Azevedo, 2002) para determinação do conteúdo da água do solo em equilíbrio com os

potenciais correspondentes a 1; 3; 6; 10; 33; 84; 406; 1027; 1515 kPa (Silva et al., 2006). Ao

final deste processo, as amostras foram secas em estufa à 105°C para determinação da massa

seca e da densidade do solo (Ds).

Com os conteúdos gravimétricos de água do solo obtidos da centrifugação foram

calculados os valores do conteúdo de água relativo (8 rei)' em cada ponto de tensão aplicada

(kPa), utilizando-se a relação (8 - 81.515kP.)/(8. - 81.515kPa), na qual, a é o conteúdo de água em

equilíbrio a um determinado ponto de tensão; as é o conteúdo gravimétrico de água na

saturação; Sl.515kPa o conteúdo gravimétrico da água do solo, correspondente à tensão de 1.515

kPa; e a diferença 85 - 81.515kPa igual a saturação efetiva (Se)' Os valores pontuais de arei foram

ajustados a uma curva contínua de água relativa (CRA) em função da tensão de água no solo

(T), expressa em kPa, utilizando o seguinte modelo não-linear (Assouline et al., 1998):

CRA =1- [exp[- CL (!- 1 J" J]T T15\5 kPa

(1)

sendo n e a os parâmetros de ajuste do modelo; T a tensão (kPa) em um ponto qualquer

correspondente ao conteúdo de água relativo do solo; e Tl.515kPa a tensão equivalente a 1.515

kPa. Ao utilizar a curva de retenção com o conteúdo relativo da água do solo, de certo modo,

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está se aplicando a teoria do escalonamento de propriedades hídricas de solos (Bacchi &

Reichardt, 1988), a qual considera que meios porosos similares possuem curvas de retenção

semelhantes.

Os parâmetros n e a do modelo da Equação 1 foram obtidos por meio da rotina

Solver da planilha eletrônica Excel, ao passo que 8 s foi determinado por meio da pesagem

direta da amostra do solo saturado, antes de ser submetido ao processo de centrifugação, não

sendo, portanto, objeto de ajuste. A umidade residual Sr foi considerada como a umidade

correspondente ao ponto da curva na tensão de 1.515 kPa. As oito curvas escalonadas obtidas

para cada um dos tratamentos e profundidade foram comparadas determinando-se a soma de

quadrados de suas respectivas diferenças (SQerro) em relação ao conteúdo relativo de água

ajustado pelo modelo de Assouline et ai. (1998). As SQerro obtidas da curva de cada

tratamento foram comparadas utilizando o teste F considerando o nível crítico de 1% de

probabilidade. Os graus de liberdade foram obtidos a partir do número de pontos da curva e

do número de parâmetros de ajuste do modelo.

Para a quantificação dos macro e rnicroporos, foi utilizado o conteúdo de água

correspondente à tensão abaixo e acima de 6 kPa, respectivamente (Embrapa, 1~97). Além da

porosidade total (PT), macroporosidade (MAC) e microporosidade (MIC) foi também

quantificada a microporosidade efetiva (MIE), definida pela diferença entre conteúdo de água

em equilíbrio com a tensão de 6 kPa e o conteúdo correspondente a 1.515 kPa. O volume de

poros insaturados (PI) foi calculado como a diferença entre a porosidade total e conteúdo de

água na saturação. A água prontamente disponível (APD) foi calculada pela diferença entre o

conteúdo volumétrico de água nas tensões de 6 e 1.000 kPa. Os valores de Ds, Sv, RP, PT,

MAC, MIC, MIE, PI, APD foram submetidos à análise de variância para verificar o efeito dos

sistemas de manejo, da profundidade de amostragem e de suas interações, por meio do

procedimento GLM do aplicativo SAS (SAS Institute, 1999). Coeficientes de correlação de

Pearson foram estimados como medida de dependência entre as variáveis RP, Ds e Ov, Os

tratamentos foram comparados pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

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3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os valores médios de Ds observados (Tabela 3) foram considerados normais para

Latossolos do Cerrado sob sistemas agropastoris (Tormena et al., 1999; Balbino et al., 2004).

Na camada de 0-5 cm as maiores densidades foram observadas nos sistemas PL-D, PL-C, L-D

e LP-D, demonstrando que os quatro anos da pastagem de Panicum maximum na rotação, em"

conjunto com o plantio direto, provocaram uma compactação superficial em relação às demais

pastagens e às áreas em plantio convencional. Esta gramínea, devido ao seu hábito de

crescimento cespitoso, apresenta um alto percentual de solo descoberto entre touceiras,

tomando o solo mais susceptível à ação da compactação superficial pelo pisoteio animal

(Irnhoff et al., 2000). O mesmo resultado foi observado nos sistemas L-D e no sistema LP-D,

onde a Brachiaria brizantha foi plantada associada à cultura da soja, demonstrando o efeito

da compactação superficial que pode ocorrer no SPD (Beutler et al., 2001). Em relação ao

solo testemunha (CER), todos os outros sistemas de manejo incluindo a pastagem contínua de

Brachiaria decumbens apresentaram um incremento na densidade na camada de 0-5 cm.

Observou-se que os sistemas em pastagem (PAST, PL-C, LP-D) apresentaram um decréscimo

na Ds em profundidade. Por outro lado os sistemas em lavoura não apresentaram a mesma

tendência. Diferentemente do que ocorreu nas pastagens, no sistema LP-C a Ds aumentou em

profundidade, provavelmente resultado da compactação em sub-superficie, durante a aração"

do solo na implantação do experimento. No sistema lavoura contínua em plantio direto (L-D),

observou-se um acréscimo da Ds na camada de 0-5 cm que não se propagou em profundidade

e não diferiu significativamente da área utilizada como testemunha.

A umidade volumétrica medida no momento da amostragem (Tabela 3) foi

influenciada pelos tratamentos e, em geral, observou-se maior conteúdo de água na camada de

0-15 cm e nos sistemas que apresentaram maior Ds. A análise de correlação mostrou haver

relação positiva e significativa entre Ds e Sy (r = 0,42*). Como foi coletado o mesmo volume

de solo para a determinação de Sy, obtém-se, no caso de solo com maior densidade, uma

quantia maior de sólidos e, também, uma quantia proporcionalmente maior de água. Além

disso, apesar da presença de uma cobertura vegetal nos tratamentos em pastagem, a amplitude

de variação de umidade entre os tratamentos foi pequena, mesmo ao comparar os outros

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sistemas com o LP-C, onde se espera maior evaporação da água devido à exposição pelo

revolvimento do solo. De acordo com Irnhoff et aI. (2000), a relação da resistência mecânica

do solo à penetração com a umidade e densidade pode ser utilizada para fazer inferências

sobre a condição estrutural e prever as relações entre a densidade crítica e o crescimento das

raízes das plantas. Neste trabalho procurou-se ajustar modelos de RP em função de Ds e B,

propostos por Busscher et aI. (1997), porém, os dados não se ajustaram a nenhum dos

modelos propostos, demonstrando não haver uma relação clara entre estes atributos. Neste

mesmo sentido, o resultado da análise de correlação entre as mesmas variáveis mostrou não

haver correlação significativa (r = 0,11 ns e _0,2lns para as correlações de RP com Ds e Sy,

respectivamente). Provavelmente este resultado esteja relacionado ao fato de que os valores

de Sy são próximos aos valores da capacidade de campo (Tabela 3). Deve-se considerar

também que sistemas de ILP são mais complexos quanto à modelagem proposta por Busscher

et aI. (1997), uma vez que a presença de um denso sistema radicular pode afetar atributos

como a RP e Ds.

Os valores obtidos para RP foram significativamente influenciados pelos sistemas

de manejo do solo e variaram em profundidade (Tabela 3). Nos sistemas em pastagem

observou-se que os valores de RP, assim como a Ds, foram superiores aos demais, sobretudo

nas pastagens de Panicum maximum com quatro anos de idade (sistema PL). Entretanto,

nenhum dos sistemas de ILP apresentou resistência superior a 2,0 MPa, considerada como

limite para o crescimento radicular da maioria das culturas (Irnhoff et aI., 2000).

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Tabela 3. Valores médios de atributos fisico-hídricos em função de sistemas de manejo e usodo soloe da profundidade de amostragem. Planaltina-DF, 2004(1).

Atributos'"Camada

CER PAST PL-C PL-D LP-C LP-D L-C L-D(cm)0-5 0,87 d 1,13 abc 1,19 a 1,20 a 1,08 bc 1,10 abc 1,06 c 1,17 ab

Ds 10 - 15 0,97 de 1,13 b 1,11 bc 1,24 a 1,07 bcd 0,96 e 1,15 ab 1,02 cde

(g cm") 20 - 25 0,93 d 1,04 bc 1,02 bcd 1,05 bc 1,08 ab 0,96 cd 1,16 a 0,98 cd

40 - 45 0,98 b 1,01 b 1,03 b 0,97b 1,16 a 0,99 b 1,03 b 1,05 b

0-5 0,35 ab 0,37 ab 0,37 ab 0,32 ab O,29b 0,39 a 0,37 ab 0,43 a

8v 10 - 15 0,34 a 0,32 a 0,37 a 0,33 a 0,32 a 0,36 a 0,38 a 0,33 a

(crrr' cm") 20 - 25 0,30 ab 0,30 ab 0,30 ab 0,28 ab 0,25 b 0,34 ab 0,36 a 0,25b

40 - 45 0,31 a 0,30 a 0,31 a 0,28 a 0,34 a 0,33 a 0,31 a 0,31 a

0-5 0,47 c 1,29 ab 1,65 a 1,47 a 0,19 c 1,10 ab 0,27 c 0,72 bc

RP 10 - 15 0,73 b 1,33 ab 1,67 a 1,67 a 0,73 b 1,31 ab 0,79b 1,16 ab"

(MPa) 20 - 25 0,98 c 1,39 abc 1,77 a 1,65 ab 1,12 bc 1,41 abc 1,20 abc 1,53 abc

40 - 45 1,03 b 1,31 ab 1,72 a 1,69 a 1,19 ab 1,61 ab 1,18 ab 1,66 a

0-5 0,68 a 0,58 cd 0,54 d 0,56 cd 0,59 bc 0,58 bc 0,62 b 0,56 cd

PT 10 - 15 0,65 ab 0,58 de 0,59 cde 0,56 e 0,61 bcd 0,65 a 0,58 de 0,62 abc

(cm' cm") 20 - 25 0,68 a 0,63 bc 0,64 bc 0,62 c 0,61 c 0,66 ab 0,57 d 0,65 bc

40 - 45 0,65 ab 0,64 abc 0,61 cd 0,66 a 0,58 d 0,64 abc 0,62 bc 0,62 abc

0-5 0,26 a 0,07 bc 0,05 c 0,06 bc 0,12 b 0,06 bc 0,12 b 0,08 bc

MAC 10 - 15 0,23 a 0,12 bc 0,15 b 0,07 c 0,12 bc 0,16 ab 0,10 bc 0,16 ab

(cm' cm") 20 - 25 0,25 a O,19ab 0,20 a 0,18 ab 0,12 b 0,21 a 0,12 b 0,18 ab

40 - 45 0,22 a 0,21 a 0,19 a 0,21 a 0,09 b 0,16 ab 0,17 a 0,17 a

0-5 0,36 a 0,44 a 0,43 a 0,44 a 0,41 a 0,43 a 0,38 a 0,44 a

MIC 10 - 15 0,36 a 0,39a 0,39 a 0,40 a 0,35 a 0,40 a 0,40 a 0,39 a

(crrr' cm") 20 - 25 0,30 a 0,39 a 0,33 a 0,40 a 0,39 a 0,39 a 0,40 a 0,39 a

40 - 45 0,35 a 0,40 a 0,35 a 0,33 a 0,37 a 0,42 a 0,36 a 0,37 a

0-5 0,15 c 0,18 ab 0,19 a 0,18 a 0,19 a 0,18 abc 0,18 a 0,16 bcI

MIE 10 - 15 0,12 c 0,15 b 0,14 bc 0,18 a 0,17 ab 0,16 ab 0,16 ab 0,16ab

(crrr' cm") 20 - 25 0,11 c 0,15 ab 0,13 bc 0,18 a 0,16 a 0,13 bc 0,12 bc 0,16 a

40 - 45 0,13 c 0,17 a 0,14 bc 0,16 ab 0,15 abc 0,15 abc 0,14 abc 0,14 bc

0-5 0,14 b 0,16 ab 0,16 ab 0,17 a 0,17 a 0,16 ab 0,16 a 0,14 ab

APD 10 - 15 0,11 d 0,13 bcd 0,12 cd 0,16 a 0,15 ab 0,15 ab 0,14 abc 0,15 ab

(crrr' cm") 20 - 25 0,11 d 0,14bc 0,12 cd 0,16 a 0,15ab 0,12 cd 0,11 cd 0,15 ab

40 - 45 0,13 b 0,15 ab 0,13 ab 0,15 a 0,14 ab 0,14 ab 0,13 ab 0,13 b

(OMédias seguidas de mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade; (2)Ds:densidade do solo; 8y : umidade volumétrica do solo na amostragem; RP: resistência à penetração; PT:porosidade total; MAC: macroporosidade; MIE: microporosidade efetiva; APD: água prontamente disponível;MIC =microporosidade.

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Utilizando a técnica do escalonamento, foi possível comparar através do teste F as

curvas de Srel entre os diferentes sistemas estudados (Figura 1). Verifica-se, graficamente,

uma tendência de aproximação das curvas com o aumento da profundidade, reforçando a

hipótese da similaridade do solo nas camadas mais profundas, onde não' haveria mais

diferenças significativas entre os sistemas de manejo e uso do solo. Aplicando a técnica de

comparação de curvas (Silva & Azevedo, 2002), verificou-se que as CRA sob sistemas de

ILP, na camada mais superficial (0-5 cm), não apresentaram diferenças significativas, mas

diferiram do Cerrado (Figura IA). Na camada 10-15 cm, em geral, não houve diferença

significativa entre a média dos tratamentos sob ILP e da área sob Cerrado (Figura IB), porém,

nesta camada o sistema PL-D foi significativamente diferente do Cerrado, não diferindo dos

demais. Da mesma forma, nesta mesma profundidade, o tratamento pastagem contínua não

diferiu de nenhum dos demais sistemas agropastoris. Tomando-se por base o ponto de tensão

de 10 kPa, verificou-se que houve aumento relativo no armazenamento de água no solo dos

sistemas de ILP em relação ao Cerrado para as camadas superiores (Figura IA, B, C e D). Em

uma análise geral da Figura 1, observa-se que as maiores diferenças estão na camada inicial

de 0-15 cm, conforme o padrão dos resultados anteriormente mencionados. Nas

profundidades de 20-25 e 40-45 cm, apenas o sistema LP-C apresentou comportamento

distinto do Cerrado, não diferindo dos demais sistemas e até mesmo da pastagem contínua.

Estes resultados permitiram concluir que a utilização das curvas na comparação de sistemas

de manejo e uso do solo pode ser limitada. O fato de englobar diferentes atributos em um

mesmo modelo complexo, tais como os que expressam a retenção de água no solo, pode afetar

sua sensibilidade e inviabilizar sua utilização como um índice de qualidade fisica do solo em

comparações de sistemas de manejo. Todavia, devido a mudanças na forma da curva de

retenção de água relativa com a degradação do solo, Dexter (2004) considera que a CRA tem

potencial para ser utilizada como índice de qualidade fisica do solo em sistemas de uso e

manejo que alterem mais drasticamente a distribuição de poros por tamanho, ou mesmo entre

tipos de solos.

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1,0 1,0

0,8 0,8

10-15 cin(B)0,6 0,6

0,4 0,4

o 0,2 0,2.::...co]co 0,0 0,06h 10'2 10'1 10

010

1 10210

3 104 10'2 10'\ 100

101

102

103 104'colI.l 1,0 1,0

"Oo

"O.~

lI.l... 0,8 0,8su

20-25 cm (C) 40-45 cm(D)0,6 0,6

0,4 0,4

0,2 0,2

0,0 0,010'2 10'1 100

101 102 103 10

4 10'2 10'1 100

101 102 103

104

Tensão da água nosolo (kPa)

'" CER-observado - CER-ajuste t:. L-D-observado L-O-ajuste

• PL-O-observado - PLD-ajuste O L-C-observado L-C-ajuste

• LP-C-observado -- LP-C-ajuste O P-L-observado PL-C-ajuste

• PASf-observado ....., PASf-ajuste O LP-O-observado LP-O-ajuste

Figura 1. Curvas do conteúdo relativo versus tensão da água no solo em sistemas deintegração lavoura-pecuária nas profundidades de Oa 45 cm. Planaltina, DF. CER:Cerrado nativo; PAST: pastagem contínua de Brachiaria decumbens; PL-D:rotação pastagem/lavoura em plantio direto; PL-C - rotação pastagem/lavoura emplantio convencional; LP-D: rotação lavoura/pastagem em plantio direto; LP-C:rotação lavoura/pastagem em plantio convencional; L-D: lavoura contínua emplantio direto; L-C: lavoura contínua em plantio convencional.

Na Figura 2, está representado o modelo gráfico (Costa et al., 200Q) comparativo

da qualidade fisico-hídrica do solo para a RP, Ds, MAC e MIE com os desvios relativos para

cada parâmetro em relação ao Cerrado. Observou-se que a Ds apresentou pequenas

deformações relativas, mesmo na profundidade 0-5 cm, porém o teste de médias apresentado

na Tabela 3 mostra que a Ds foi significativamente superior ao Cerrado em todos os sistemas

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de manejo avaliados. Por outro lado, o eixo da RP foi o que apresentou maiores deformações

até a profundidade de 40-45 cm, indicando que mesmo nessa profundidade houve efeito dos

sistemas de preparo do solo empregados. Na profundidade 0-5 cm os valores, de RP foram

superiores em todos os sistemas de manejo, exceto nos sistemas LP-C e L-C, que sofreram

revolvimento e foram estatisticamente semelhantes ao Cerrado.

Dentre os demais atributos fisico-hídricos avaliados, somente a quantidade de

poros insaturados calculada (PI) não foi influenciada pelos tratamentos. Para a

microporosidade (MIC), a interação tratamento profundidade não foi significativa, sendo

significativos somente os efeitos principais. Valores de MIC significativamente maiores

foram observados na camada superficial do solo (Tabela 3), provavelmente em razão do

acúmulo de matéria orgânica. Não houve diferença significativa entre os sistemas de manejo,

somente entre o grupo formado pelo Cerrado e os sistemas em plantio convencional, em

relação aos sistemas em plantio direto. De forma geral, observou-se que os sistemas em

plantio direto (PL-D; LP-D e L-D) e a pastagem contínua (PAST) apresentaram valores de

MIC superiores aos sistemas com preparo contínuo e o Cerrado. Apesar de não promover um

incremento significativo na Ds, o SPD promove alterações no arranjo estruturaldos agregados

que possivelmente lhe conferem maior microporosidade. Uma hipótese é a de que a

microporosidade do solo é fortemente influenciada pela matéria orgânica e atividade biológica

e que este rearranjo seja conseqüência da maior atuação de alguns grupos da macrofauna do

solo (Balbino et al., 2002).

A MAC e a PT foram significativamente menores em todos os sistemas agrícolas

em comparação com os do solo sob Cerrado (Tabela 3). A redução foi da ordem de 80 e 20 %

ao comparar o Cerrado ao sistema PL-C na camada 0-5 cm para MAC e PT respectivamente.

Na Figura 2 observa-se que assim como a RP, a MAC apresentou-se como um atributo

sensível às alterações no solo decorrentes dos sistemas de manejo. As deformações nos

polígonos ilustram a redução da MAC em relação ao Cerrado em todas as profundidades

avaliadas. Observou-se que mesmo na camada mais profunda, 40-45 cm, a MAC foi sensível

às alterações provocadas pelo sistema LP-C (Tabela 3). A drástica redução deste atributo nos

solos cultivados decorre do aumento da compactação, que é evidenciada pelo aumento de sua

densidade. Além disso, ela é considerada um elemento chave na análise da distribuição de

poros no solo por estar intimamente ligada à condutividade hidráulica e a porosidade ocupada

com ar no potencial de -6 kPa, sendo uma medida relacionada com a taxa de difusão de

oxigênio no solo. Deve-se considerar que a água não fica retida nas tensões correspondentes a

MAC, sendo importante haver um equilíbrio da relação entre macro e microporos.

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400

200 -O ~e....,

-200 ê2

-400

-400

--200 ~'-"

O ~:E

200

400

400

200 -:::RO e....,

ê2-200

-400

-400

-200 -~e....,

O ~200

:E

400

20 - 25 cm (C)

Ds (%) MIE (%)

- CER- PL-D- LP-C-.---.- PAST

L-DL-CPL-CLP-D

10- 15 cm(B)

40- 45 cm (D)

Ds (%) MIE (%)i i I I I I I I i i i i i i I i i I , I I

400 200 O -200-400-400-200 O 200 400i I i i i I I i I I I i , I I I I I I l i

400 200 O -200-400-400-200 O 200 400

Figura 2. Modelo gráfico comparativo da qualidade físico-hídrica do solo em sistema deintegração lavoura-pecuária, para as camadas: 0-5 cm (A); 10-15 cm (B); 20-25cm (C); e 40-45 cm (D), considerando os valores relativos dos parâmetrosresistência à penetração (RP); macroporosidade (MAC); densidade do solo (Ds) emicroporosidade efetiva (MIE)

Os valores de MIE, foram significativamente superiores ao Cerrado em todos os

sistemas de manejo. Como conseqüência da maior MIE observou-se um incremento na água"

prontamente disponível (APD) em todos os outros sistemas de manejo (Tabela 3). A MIE e a

APD expressam a capacidade do solo em armazenar e disponibilizar água para as plantas e

são atributos importantes na região do Cerrado, onde a ocorrência de veranicos pode

prejudicar ou até mesmo limitar o desenvolvimento de algumas culturas anuais. Nos sistemas

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de ILP, a capacidade de armazenamento de água do solo é fator chave para o sucesso das

culturas de sucessão implantadas com o objetivo de fornecer forragem na entressafra.

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4 CONCLUSÕES

1. Apesar de incrementar a densidade e a resistência do solo à penetração, o pisoteio

animal durante quatro anos na fase pastagem nos sistemas de integração lavoura-pecuária não

é fator limitante aos cultivos anuais subseqüentes.

2. Em geral os sistemas de integração lavoura-pecuária são semelhantes aos sistemas

contínuos, porém, ganhos no armazenamento de água do solo são observados nesses sistemas

principalmente quando associados ao plantio direto.

3. Os atributos avaliados são ferramentas indicadoras da qualidade fisico-hídrica do

solo, evidenciando maior impacto nas camadas superficiais.

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5 AGRADECIMENTOS

Aos assistentes de pesquisa Wantuir Caixeta e Nelson Camargos Moreira da Embrapa

Cerrados pelo dedicado esforço nas análises laboratoriais; ao pesquisador Lourival Vilela pela

orientação e apoio na fase experimental da pesquisa; ao IRD pela concessão da bolsa de

doutoramento ao primeiro autor.

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6 REFERÊNCIAS BffiLIOGRÁFICAS

ASSOULINE, S.; TESSIER, D.; BRUAND, A A conceptual model ofthe soil waterretention curve. Water Resources Research, v.34, p.223-231, 1998.

"

BACCHI, O. O. S. & REICHARDT, K. Escalonamento de propriedades hídricas na avaliaçãode métodos de determinação da condutividade hidráulica de solos. Revista Brasileira deCiência do Solo, Campinas, v. 12, p. 217-223, 1988.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A; BROSSARD, M.; GUIMARÃES, M. F. Comportement dela phase argileuse lors de la dessication dans des Ferralso1s microagrégés du Brési1: rôle de lamicrostructure et de la matiére organique. Comptes Rendus de r Académie des Sciences,Paris,v. 332,p. 673-680,2001.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A.; BROSSARD, M.; GRIMALDI, M.; HAJNOS, M.;GUIMARÃEs, M. F. Changes in porosity and microaggregation in clayey Ferralsols oftheBrazilian Cerrado. European Journal of Soil Science, v. 53, p. 219-230, 2002.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A.; COUSIN, L; BROSSARD, M.; QUÉTIN, P.; GRIMALDI,M. Change in the hydrau1ic properties of a Brazilian clay Ferralsol on clearing for pasture.Geoderma, Amsterdam, v. 120, p. 297-307, 2004.

BEUTLER, A. N.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; FERREIRA, M. M.; CRUZ, J. C.; PEREIRAFILHO, L A. Resistência à penetração e permeabilidade de Latossolo Vermelho distróficotípico sob sistemas de manejo na região dos cerrados. Revista Brasileira de Ciência do Solo,Viçosa, v. 25, p. 167-177,2001.

BUSSCHER, W. 1.; BAUER, P. J.; CAMP, C. R.; SOJKA, R. E. Correction ofcone index forsoil water content differences in a coasta1 p1ain soil. Soil and Tillage Research, v. 43, p. 205­217, 1997.

CHAPUIS-LARDY, 1.; BROSSARD M.; ASSAD, M. 1.; LAURENT, J. Y. Carbon andphosphorus stocks of clayey Ferralsols in Cerrado native and agroecosystems, Brazil.Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 92, p. 147-158,2002.

COSTA, E. A.; GOEDERT, W. 1.; SOUSA, D. M. G. Qualidade de solo submetido a sistemasde cultivo com: preparo convencional e plantio direto. Pesquisa Agropecuária Brasileira,Brasília, v. 41, p. 1185-1191,2006.

DEXTER, AR. Soil physical quality: Part III. Unsaturated hydraulic conductivity and generalconclusions about S-theory. Geoderma, Amsterdam, v.l20, p.227-239, 2004.

EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisas de Solos (Rio de Janeiro). Manual de métodos deanálises de solo. 2.ed. Rio de Janeiro, 1997. 212p.

Page 76: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

74

EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro). Sistema Brasileiro deClassificação de solos. 2.ed. Rio de Janeiro, 1999. 4l2p.

GARCÍA-PRÉCHAC, F.; ERNST, O.; SIRI-PRIETO, G.; TERRA, 1. A. Integrating no-tillinto crop-pasture rotations in Uruguay. Soil & Tillage Research, v. 77, p. 1-13,2004.

IMHOFF, S.; SILVA, A. P.; TORMENA, C. A. Applications ofthe resistance curve in thecontrol of the physical quality of soils under grasso Pesquisa Agropecuária Brasileira,Brasília, v. 35, p. 1493-1500,2000.

LAL, R. Physical management ofthe soils ofthe tropics: priorities for the 21st century. SoilScience, v. 165, p. 191-207,2000.

LEÃO, T. P.; SILVA, A. P.; MACEDO, M. C. M.; IMHOFF, S.; EUCLIDES, V. P. B. Leastlimiting water range: A potential indicator of changes in near-surface soil physical qualityafter the conversion ofBrazilian Savanna into pasture. Soil & Tillage Research, v. 88, p.279-285, 2006.

MILLENNIUM ECOSYSTEM ASSESSMENT REPORT 2006. Disponível em:http://www.millenniumassessment.org/ Acesso em: 17/01/2006.

OLIVEIRA, G. C.; DIAS JÚNIOR, M. S.; RESCK, D. V. S.; CUR!, N. Alterações estruturaise comportamento compressivo de um Latossolo Vermelho distrófico argiloso sob diferentessistemas de uso e manejo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, V. 38, p. 291-299,2003.

REYNOLDS, W. D.; BOWMAN, B. T.; DRURY, C. F.; TAN, C. S.; LU, X. Indicators ofgood soil physical quality: density and storage parameters. Geoderma, Amsterdam, V. 110, p.131-146,2002.

SANO, E. E.; BARCELLOS, A. O.; BEZERRA, H. S. Assessing the spatial distribution ofcultivated pastures in the Brazilian savanna. Pasturas Tropicales, V. 22, p. 2-15,2000.

SAS mSTITUTE. SAS/STAT User's guide, Version 8. Cary, NC: SAS Institute, 1999.

SILVA, E. M. da; AZEVEDO, 1.A. Influência do período de centrifugação na curva deretenção de água em solos de Cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 37, p.1487-1494,2002.

SILVA, E. M. da; LIMA, J. E. F. W.; AZEVEDO, 1. A. de; RODRIGUES, L. N. Valores detensão na determinação da curva de retenção de água de solos do Cerrado. PesquisaAgropecuária Brasileira, Brasília, V. 41, p. 323-330,2006. i

TORMENA, C. A.; SILVA, A. P.; LIBARDI, P. L. Soil physical quality of a Brazilian Oxisolunder two tillage systems using the least limiting water range approach. Soil & TillageResearch, v. 52, p. 223-232, 1999.

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CAPÍTULO II

ESTOQUES DE CARBONO E NITROGÊNIO NUM LATOSSOLO BRASILEIRO:13 ANOS SOB SISTEMAS DE INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA

RESUMO

A integração dos sistemas lavoura-pecuária têm sido freqüentemente recomendada

na agropecuária Brasileira do Cerrado, no entanto, o conhecimento acerca do seu impacto

sobre os estoques de carbono e nitrogênio do solo ainda é limitado. Objetivou-se estimar o

efeito destes sistemas envolvendo tipos de preparo e fertilização sobre os estoques e a

concentração de carbono e nitrogênio do solo na camada de 0-30 cm. Os sistemas

estudados foram: pastagem contínua; lavoura contínua; rotação lavoura-pastagem; e rotação

pastagem-lavoura. O Cerrado nativo foi utilizado como testemunha. Nos sistemas lavoura

contínua e rotação existem ainda dois tipos de preparo do solo (convencional e plantio

direto) e de fertilização (manutenção e corretiva). Os sistemas de uso e preparo do solo

influenciaram significativamente as concentrações e os estoques de carbono e nitrogênio do

solo, porém não foi observado efeito do nível de fertilização. Os sistemas de Integração

Lavoura-Pecuária não diferiram dos sistemas contínuos em relação aos estoques de carbono

e nitrogênio, porém observou-se acúmulo destes elementos nos sistemas sob plantio direto.

Observou-se que 13 anos de manejo sob integração lavoura pecuária não permitiram

identificar quais sistemas são mais sustentáveis em relação ao seqüestro vde carbono

atmosférico, além disso, a metodologia de cálculo do estoque interfere nos resultados. O

NIRS apresentou-se como uma ferramenta útil na quantificação das concentrações de

carbono e nitrogênio do solo, o que poderá facilitar a pesquisa sobre o seqüestro de carbono

em agroecossistemas.

Palavras-chave: Cerrado, acúmulo de C e N, plantio direto, rotação de cultura,

espectroscopia NIR.

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C AND N STOCKS lN A BRAZILIAN CLAYEY FERRALSOL: 13 YEARSEFFECTS OF INTEGRATED CROP-LlVESTOCK SYSTEMS

ABSTRACT

Crop-livestock management systems have been increasingly recommended in

the Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the indicators used to evaluate their

impact on soil C and N concentrations and stocks is still limited. Therefore the present

study was undertaken to evaluate the effects of crop-livestock systems under two tillage

and fertilization regimes on carbon and nitrogen stocks and concentrations at 0-30 cm

depth, in comparison to continuous crops or pasture. The following soil management

systems were studied: continuous pasture; continuous crop; crop/pasture rotation; and

pasture/crop rotation. The Cerrado was used as a controI. The rotation systems were on a

four year cycle. Under rotation and continuous crop systems there were two levels of soil

tillage (conventional and no-tillage) and fertility (maintenance and corrective fertility). The

soil tillage and land use systems had a significant impact on the concentrations of carbon

and nitrogen in the soil; however, no effect was observed for the fertilizer treatment.

Integrated crop-livestock systems did not differ from continuous systems with regard to the

carbon and nitrogen stocks, but these elements tended to accumulate under no-tillage.

Furthermore, the stock calculation method may interfere with the results and limit

comparisons with existing literature. NIRS proved to be a useful tool in quantifying the

concentrations of carbon and nitrogen in the soil, facilitating carbon sequestration research

in agroecosystems.

Keywords: Cerrado, C sequestration, no-tillage, crop-rotation, NIR spectroscopy.

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1 INTRODUCTION

Soil organic matter (SOM) is an important factor affecting soil quality and

long-term agricultural sustainability (Lal, 2004). It plays a key role in optimizing crop

production, minimizing negative environrnental impacts and improving soil quality in

tropical agroecosystems. Decreases in SOM can reduce cation exchange capacity (Pavan

et al., 1985; Malavolta, 1999), soil aggregate stability (Rosa et al., 2003; Wendling et al.,

2005) and crop yields (Burle et al., 1997). Besides being a source and sink ofnutrients for

plants, SOM plays an important role in the carbon and nitrogen cycle, as it accounts for

the important soil pool of these elements (d' Andréa et al., 2004). Under appropriate soil

and crop management, the soil can function as a net sink for sequestering atmospheric

C02, and thus contribute to mitigate climate change (Lal, 2004). Therefore, the

evaluation of changes in SOM resulting from land use and management is needed to

identify adequate strategies to increase agricultural production without soil and water

degradation, and to prevent environrnental changes.

Intensive agriculture associated with conventional tillage may have an

adverse impact on environrnental quality due to SOM 1055 through soil mineralization

and erosion, increasing the emission of greenhouse gases such as CO2 (Lal, 1997).

Recommended Management Practices (RMPs) are considered as alternatives in the

sustainable management of tropical soils in order to minimize these impacts. The

introduction of natural or restorative land uses in agriculture reverses some of the effects

responsible for soil quality losses that occur in shifts from natural to managed ecosystems"

(Lavelle, 2000). Numerous studies have reported the benefits of adopting no-tillage in

crop systems (Freixo et al., 2002; Sisti et al., 2004; Al-Kaisi et al., 2005; Bayer et al.,

2006a, 2006b). Their integration in a rotation with pastures is a RMP currently used in

many countries, also has beneficial effects on soil physico-chemical and biological

quality (García-Prechác et al., 2004; Lemaire et al., 2005; Jantalia et al., 2006; Rufino et

al., 2006). Advantages of these systems include a reduction in greenhouse gas emissions,

most1y CO2, CH4 and N20 (Lal et al., 1998, Lal, 2001).

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I •

78

Research on carbon and nitrogen stocks in tropical soils has grown in recent

years due to the increasing interest in quantifying atmospheric carbon sequestration under

these agricultural systems, but data on the Brazilian savannahs (Cerrado) are still scarce

(Chapuis Lardy et aI., 2002; Zinn et al., 2005a; Bayer et al., 2006a; Corbeels et aI., 2006).

Bemoux et aI. (2002), in a macro scale estimate of soil carbon stocks in several Brazilian

ecosystems, showed the importance of the Cerrado region, and its carbon accumulation

potentiaI. Lal and Kimble (2000) reported that the stocks in Oxisols under native Cerrado,

ranging between 8 and 10 kg C m-2 for 0-30 cm depth, between 18 and 20 kg C m-2 for I

m depth, and between 25 and 30 kg C m-2 for 2 m depth. Chapuis Lardy et aI., (2002),

observed that the conversion of native areas into pastures promoted increases in carbon

stocks. However, in conventional pastures, with low leveis of fertility and degradation of

the soil physical property (Balbino et aI., 200I), the low production of biomass reduces

carbon contents under pastures (Balbino et aI., 2004; Silva et aI., 2004). Several authors

have reported that Cerrado soils managed by no-tillage methods have higher organic C

stocks (Corazza et aI., 1999; Oliveira et al., 2004) than conventional1y tilled soils.

Although, the result is not universal in all Cerrado sites (Freitas et aI., 2000; Roscoe and

Buurrnan, 2003).

More research is needed to examine organic C and N storage under various

land uses in intertropical regions. The changes in land use can substantially alter SOM

dynamics. The C pool can be enhanced by adopting RMPs and restoring degraded soils.

Crop-livestock management systems have been increasingly recommended in the

Brazilian agroecosystems. However, knowledge on the indicators used to evaluate their

impact on soil C and N concentrations and stocks is still limited. Therefore, a better

understanding of the effects of management practices on C and N dynarnics under

different production systems is essential to allow more accurate estimates of stored

organic C in the soils. The objectives of this study were therefore (i) estimate the

beneficial effects on C and N stocks of crop-livestock integrated systems in comparison

with continuous crops or pasture; (ii) evaluate the impact of tillage (no-tillage versus"

conventional tillage) on SOM accumulation; and (iii) examine the responses to various

leveis of fertilization.

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2 MATERIALANDMETHOnS

2.1 STUDY SlTE

The experiment site is located at the "Cerrados" Agricu1tural Research Center

(Embrapa Cerrados), 15° 35' S and 47° 42' W, altitude 1200 m, on a plateau in the center

of the Cerrado region, at Planaltina, DF, Brazil. The mean annual temperature is 26°C,

and the average annua1 rainfall is about 1500 mm, with more than 80% of the rainfall

normally occurring from November to April. The soil is an Orthic Ferralso1 (IUSS,

2006), Typic Acrustox (Soil Survey Staff, 1998) or clayey gibbsitic Latossolo Vermelho

according to the Brazilian classification (EMBRAPA, 1999). Main soil characteristics are

presented in Table 1.

Table 1. Mean values (n=8) of selected soil physical and chemica1 properties (GibbsicFerralsol~ collected from 0-30 cm layers in the crop-livestock integratedsystems' ).

Clay Silt Sand Dp pR A13+ Ca+Mg CEC OC

Depth (cm) 3 BS (%) I(g kg") (g cm") (RzO) (cmol, kg-I) (g kg- )

5 60.9 7.8 31.2 2.7 5.2 0.06 0.7 6.4 33.4 3.515 61.2 8.1 30.6 2.7 4.9 0.07 0.5 2.725 62.9 7.3 29.7 2.8 4.8 0.05 0.3 2.4

(I)Texture fractionation, particle density (Dp) , aIuminum (AI), cation exchange capacity (CEC), basesaturation (BS) and organic carbon (OC) determined according Embrapa (1997)

2.2 EXPERIMENT DESIGN

Four different soil management systems, arranged in sp1itplot design, 40 X 50

m each plot, based on a crop-pasture rotation system was studied (Table 2). ln 1991, the

native Cerrado vegetation was removed and dolomitic lime was appliedibefore the

estab1ishment ofthe fie1d experimento

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80

The systems studied are: (1) P - Continuous pasture; (2) C - Continuous

crop; (3) CR - crop/pasture rotation; (4) PR - pasture/crop rotation. The native Brazilian

savannah (typical Cerrado) was used as a control (Cerr). ln the field, the CR and PR

rotations changed every four years beginning in 1991. Samples were taken at the end of a

4 year rotation cycle, in May 2004. At sampling, soybean (Glycine max (L.) Merr.) was

cultivated (C and CR systems) and Panicum maximum was the forage specie in the PR

rotation system. ln the C, CR and PR systems, there were also two tillage (T+ =

Conventional and T =No-tillage system) and fertilization (FI = maintenance fertilization

and F2 = corrective fertilization) regimes. For crops, maintenance fertility corresponded

to the fertilization calculated from the expected grain yield and nutrient export; corrective

fertility was detennined in order to gradual1y increase the leveI of phosphorus in the soil.

For pastures, maintenance fertility meant no fertilizer was applied; corrective fertility

corresponded to 10 kg ha" P + 40 kg ha" K + 60 kg ha" N per year, except for the year

after the rotation from crop to pasture, when no fertilizer applications were made

(residual fertilizer is used by the pasture). Lime was applied at the rate of 3.4 ~g ha" and

5.8 Mg ha" for FI and F2 treatments, respectively, at the beginning of the experiment.

The pastures sites are grazed and the rotation system was used, with 14 days of

occupation during grazing and regrowth periods. The forage availability (8-10 kg of

forage per 100 kg ofanimal weigh) was constant and adjusted each 28 days.

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~

~

Table 2. Soil management systems used in the field experiment.

Management system SoB tillage Fertilization Cover crop/year old at sampling Simbology1- Cerrado --- --- --- Cerr2- Continuous Pasture --- F2 Brachiaria decumbens 13 years- old Past3- Pasture/crop rotation No-till FI Panicum maximum/4 years old PR T FI

F2 Panicum maximum/4 years old PR T F2Conventional tillage FI Panicum maximum/4 years old PR T+ FI

F2 Panicum maximum/4 years old PR T+ F24- Crop/pasture rotation No-till FI Brachiaria brizanthal t year old CR T FI

F2 Brachiaria brizantha/1 year old CR T F2Conventional till FI Ploughed soil CR T+ FI

F2 Ploughed soil CR T+ F25- Continuous Crop No-till FI Soybean/4 years C T FI

F2 Soybean/4 years C T F2Conventional tillage FI Soybean/4 years C T+ FI

F2 Soybean/4 years C T+ F2

00......

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82

2.3 SOIL SAMPLING AND ANALYSIS

Undisturbed samples were collected in December 2004 at 0-2, 2-5, 5-10, 10­

20, 20-30 cm depth, with 6.08 cm inner diameter cylinders, corresponding to 57.0, 85.4,

145.4, 285.9 and 283 crrr', respectively. The internationally recommended practice in

carbon accounting (IPCC, 1997) is to express soil C stocks as the mass of organic C per

unit ground area to a depth of 30 cm. The first (0-2) and the second (2-5) layers were

collected in triplicate and duplicate, respectively, and joined to create a composite

sample. ln each treatment, the soil samples were collected in three rep1icates.

From the total undisturbed samples, a sub-sample of each layer was taken

(20g approximately) and weighed to determine dry mass after oven-drying at 105°C for

48 h and then calculate bulk density. The rest of the sample was air-dried and sieved to

pass 2 mm. From the later, another sub-sample was taken to C and N analysis by NIR

spectroscopy and dry combustion.

NIRS (Near Infrared Reflectance Spectroscopy) has been used for several

years in soil science for assessment oftotal carbon (C) and nitrogen (N) (Dalal & Henry,

1986; Morra et al., 1991; Ludwig et al., 2002; McCarthy et al., 2002) and has proven to

be simple, fast and cost-effective. The total set of samples (i.e. 390 samples) were

scanned using a ring cup (5 cm diameter) in a spectrophotometer, FOSS 5000 mode1

(Foss NIRSystems, Silver Spring, MD, USA) in the reflectance mode from 1100 to 2500

nm to produce spectra with 700 data points. The spectra1 data obtained were recorded as

the logarithm of the inverse of reflectance [log (1/R)]. They were analysed using WinISI

III-version 1.50e software (Foss NIRSystems, Infrasoft International). From this

samp1ing set, 92 samples were selected according to their spectral representatively

(Shenk & Westerhaus, 1991a) to form the calibration set. Thirty other samples were

selected random1y for the va1idation set. These two sets of samples were ana1yzed by dry

combustion after grinding and sieving at 0.2 mm, using a CHN 2400 Perkin-Elmer

ana1yzer, to determine C and N contents in order to get the reference va1ues (Tab1e 3). ln.,

the absence of inorganic C in the Oxiso1s, soil total C is assumed to be equiva1ent to soil

organic C (SOC).

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83

Table 3. Statistics of C and N content (g kg" soil) of the reference soils samplesdetermined by dry combustion (n=30)

Total CTotal N

Mean21.81.48

SD5.5

0.46

Range12.4 - 43.30.80- 3.00

The modified partialleast square (MPLS) regression (Shenk and Westerhaus,

1991b) was used to correlate reference C and N data with the NIR spectra of the

calibration set. Cross validation was used. Its performance was expressed as the standard

error of cross validation (SECV) and the coefficient of determination (R2) between the

predicted and measured values of each constituent (Table 4). This data was used to

evaluate the prediction capacity of NIRS, like the ratio performance deviation (RPD)

which is the ratio of standard deviation to the SECV. The model calculated for C and N is

considered as good as the RPD is >2 (Chang et al., 2001; Chang and Laird, 2002) (Table

4). After this process, the validation set was used to evaluate the standard error of

prediction (SEP), and validation R2 of the regression equation (Table 3). Finally, the

model was developed for all samples to obtain the C and N contents of the total set.

Means of C and N concentrations were analyzed using the GLM procedure (SAS

Institute, 1999) to test the principal effects of soil management, tillage and fertility

regimes. The means of C and N stocks for principal effects were compared using Tukey's

test.

Table 4. Calibration of NIR spectra and validation results for carbon and nitrogenconcentrations (g kg-I).

Calibration setNc

C 87N 85

Validation set

Mean22.11.48

SD5.530.45

SECV0.1920.016

R20,880,88

RPD2,872,90

Nv SEP R2C 30 0,212 0,69N 30 0,023 0,58

Nc: the number of samples after eliminating calibration outliers; SD: standard deviation; SECV: standarderror of cross-validation; RPD: ratio performance deviation (SD/SECV); Nv: sample number ofvalidationset; SEP: standard error ofprediction.

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84

2.4 DATA TREATMENT AND C N STOCKS CALCULATIONS

Bulk density was used to convert C and N concentrations (g kg-I) to mass per

soil area (Mg ha-I) within a certain soil depth. To correct for the compaction of the soil

that is often observed (Balbino et a1., 2002), the total C and N stocks in the soil were

estimated as the total C or N content of the sarne weight of soil as that present to 30 cm

depth in the adjacent native vegetation (mean ofthree profiles in the Cerrado) using the

procedure originally recommended by Vallis (1972) and also used by Sisti et a1. (2004)

and Bayer et a1. (2006b). The C and N stocks were calculated by subtracting the total C

and N content of the extra weight of soil in the deepest (20-30 cm) layer sampled of each

profile (Neill et a1., 1997). We used the equation expressed by Bayer et a1., (2006b) as:

n-l [ ( n n )][ Cn ]C=~Ci+ Mn- IMi-~MRi -1=\ 1=( 1=( Mn

(1)

where C is the total C stock (kg C m") in soil to a depth equivalent to the sarne mass of

soil as that in the reference, I;~(Ci is the sum of the C stock in the first to the

penultimate layer; Mn is the mass of soil in the deepest layer; I;=( is the sum of the

mass of soil in the first to the deepest layer; I;~(MRi is the sum of the mass of soil in

the first to the deepest layer of the reference soil; and Cn is the C stock in the deepest

layer. The sarne mathematical expression was used to calculate the total N stock.

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3 RESULTS

3.1 C N SOIL CONCENTRATIONS

The resu1ts of Anova in Table 5, showed significant effect ofthe management

system and soil tillage on Db, C and N. However there was no significant effect of level

of fertilization on C and N, which only affected Db. N and D, varied also significantly

with soil depth (p < 0.05), although C do not present the sarne pattem (p = 0.07).

F P5.13 0.00647.45 0.00671.64 0.20152.77 0.0274

F P13.34 0.000111.63 0.00070.33 0.56832.18 0.0716

F P51.03 0.00017.21 0.007615.53 0.00014.99 0.0007

2114

dfManagement systemSoil tillageFertilizationSoil depth

Table 5. Results of Anova for principal effects of management system, soil tillage,fertilization and soil depth on bulk density (Ds), total soil organic carbon (C)and total nitrogen (N).

The mean and standard deviation values of Db, C, and N contents of the soils

under Cerrado vegetation and various soil management and tillage systems are shown in

Table 6. The variations of C and N contents with depth according to the soil rrlanagement

systems or the soil tillage systems were presented in Figure 1.

Bulk density ranged from 0.81 g cm" in the 0-2 cm layer in the Cerrado to

1.26 g cm? in the 2-5 cm layer in PR T (Table 6). The Cerrado presented the lowest

values at all soil depths. The highest values were observed in the rotation with a 4 year

old pasture of Panicum maximum with rninimum tillage (PR T). The values of D, were

generalIy higher in pastures, i.e. in the 4 years old pastures in rotation as well as in the 13

years old continuous pastures, than in the crops systems, even under no-tilIage. However,

the differences were mainly located in the Oto 10 cm levels,

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Table 6. Soil bulk density (g cm"), total organic carbon (g kg-I) and nitrogen (g kg-I) intreatments for the different soil depths. Each value in the table represents themean and the standard deviation in brackets.

DepthCerrado Pasture PR T+ PRT CRT+ CRT c r' CT

(cm)0-2 Db 0.81 1.11 1.12 1.24 1.06 0.96 1.03 0.96

(0.04) (0.06) (0.09) (0.21) (0.04) (0.11 ) (0.06) (0.07)C 24.60 18.50 17.83 19.98 18.17 22.00 22.38 20.78

(3.34) (4.78) (3.56) (2.82) (3.25) (5.89) (4.96) (3.37)N 1.74 1.41 1.20 1.29 1.22 1.54 1.47 1.37

(0.22) (0.40) (0.23) (0.19) (0.16) (0.47) (0.32) (0.21)2-5 Db 0.92 1.15 1.18 1.26 1.09 1.05 1.07 1.14

(0.06) (0.08) (0.05) (0.04) (0.08) (0.09) (0.07) (0.08)C 25.01 20.37 19.03 21.86 17.75 20.53 23.89 22.29

(2.25) (5.34) (2.90) (2.75) (2.95) (3.05) (5.31) (5.83)N 1.77 1.47 1.30 1.48 1.26 1.35 1.57 1.55

(0.24) (0.40) (0.18) (0.38) (0.18) (0.24) (0.32) (0.56)5 - 10 Db 0.83 1.07 1.11 1.15 1.07 1.09 1.05 1.10

(0.06) (0.06) (0.05) (0.04) (0.07) (0.09) (0.06) (0.03)C 21.70 19.52 19.72 22.96 21.61 20.91 23'.46 23.50

(2.54) (5.38) (3.42) (4.70) (5.71) (2.58) (5.57) (6.44)N 1.53 1.36 1.35 1.61 1.54 1.47 1.50 1.66

(0.15) (0.44) (0.35) (0.52) (0.48) (0.32) (0.32) (0.61)10 - 20 Db 0.90 1.09 1.11 1.20 1.09 1.07 1.09 1.13

(0.05) (0.04) (0.02) (0.06) (0.05) (0.03) (0.04) (0.05)C 21.89 21.49 17.38 22.18 19.52 20.67 24.67 20.58

(3.57) (5.13) (3.50) (3.42) (4.20) (3.69) (3.87) (4.16)N 1.56 1.55 1.19 1.49 1.38 1.41 1.62 1.41

(0.30) (0.45) (0.31) (0.30) (0.42) (0.30) (0.42) (0.30)20 - 30 Db 0.89 1.06 1.08 1.22 1.10 1.03 1.07 1.12

(0.04) (0.03) (0.08) (0.10) (0.04) (0.13) (0.05) (0.05)C 23.99 17.32 17.05 21.37 17.84 21.04 22.67 21.45

(6.19) (4.11) (3.66) (3.55) (2.50) (3.99) (1.32) (3.85)N 1.76 1.14 1.18 1.41 1.22 1.41 1.55 1.39

(0.51) (0.33) (0.28) (0.35) (0.28) (0.29) (0.16) (0.27)

C content ranged from 24.6 g kg-I in the Cerrado vegetation to 17.83 g kg-I in

PR T+, in the 0-2 cm soil layer, without noticeable variation of the content with depth

(Table 6). Management systems caused significant C content decrease in both the upper

soil horizons (0-2 and 2-5 cm) and the lower horizon (20-30 cm) (Figure 1).

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87

A B

17 19 21 23 25 27 15 17 19 21 23 25 27

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I---~--- ~~ I-&-PR

- -o- - CR

-+- c

1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

6

12

15

18

21

15

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1.0

24

9

3

6

9

27

15

12

18

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21

24

­.....oCI.l

I""'~" T+I----*-T-30

27 _.)(. - Cerr

•.. [1--- Past

-&-PR

-O- CR

--+---c

Figure 1. Distribution of carbon (C) and nitrogen (N) concentrations in the differentmanagement systems (A) and in function of the tillage (B). **- significant atp<O.OS probabiIity leveI; ns - non-significant.

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88

ln the 0-2 cm horizon, these corresponded to a decrease of 14.8 % between

the original Cerrado and long term pasture. Despite the C content was systematically

higher in the non-tillage systems to the conventional one, there were not a significant

difference between them, apart in the 20-30 cm horizon.

The N results showed the sarne partem that the ones of the C (Figure 1) and

ranged from 1.74 g kg" in the Cerrado to 1.20 g kg'! in PR T+ in the upper soil horizon

(Table 6). The values of N were also significantly affected by the soil management

systems in the surface layers (0-5 cm) and in the lower horizon (20-30 cm) (Figure 1). N

was generally lower in continuous pasture and rotation systems. As for the C, no-tillage

system increase N in all depths, but this difference was not significant.

3.2 C N STOCKS

Total carbon stock was calculated by adding the amount of carbon found in

the O - 30 cm layer, according to Eq. (1). Carbon storage to 30cm depth was equal to

60.87 Mg ha" in the native vegetation (Cerr) and ranged from 47.74 Mg ha" in the 4 year

old pasture of Panicum maximum in rotation (PR Tl to 62.96 Mg ha" in continuous crop

with conventional tillage (C Tl. The comparison made between the management systems

(Figure 2) showed a decrease in the C stocks of the continuous pasture and the rotation

systems in relation with the native vegetation. Although the differences were not

significant.

The decrease in C stocks for the 0-30 cm layer was approximately 8.0 and

7.5 Mg ha", or 13 and 12.5 %, for continuous pasture and crop-pastures systems in

rotation (CR and PR), respectively. Continuous crop system presented unexpectedly

higher values than the others systems. The decline in the continuous crop system relative

to the native vegetation was relatively low (2 % approximately) and this difference was

not significant. The means for soil tillage systems were 56.03 and 53.30 Mg ha" for no­

tillage and conventional tillage, respectively, although this difference was not significant.

N stocks were significantly higher in the Cerrado and ranged from 4.01 Mg

ha" in continuous crop (C) to 3.6 Mg ha" in crop-pasture rotation, although this

difference was not significant. For soil tillage effect, the N stocks ranged from 3.62 Mg

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89

ha" in conventional tillage to 3.81 Mg ha" in no-tillage. Despite the fact of the result of

the F test of Anova shown effect of tillage type on C and N, the results of means

comparison using Tukey' s test do not showed significant differences between soil tillage

type.

Figure 2. Carbon (A) and nitrogen (B) stocks under continuous and crdp-livestockrotation systems in 0-30 cm soil depth calculated corrected by relative soilmass of Cerrado. Columns with the sarne letter did not differ at 0.05probability leveI.

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4 DISCUSSION

4.1 NIRS APPROACH

Traditionally, the quantification of carbon stocks in soi1s was determined

through humid or dry oxidation methods (Nelson and Sommers, 1982; EMBRAPA,

1997; Watson et al., 2000; La1 et al., 2001). More recent1y, spectroscopy methods have

been used.

C1assically standard va1ues of ana1ytica1 soi1 C determination were made

using chemica1 ana1ysis. Contrasting these methods are spectroscopic techniques such as'.

NMR (Nuclear magnetic resonance), DRIFTS (Diffuse reflectance Fourier-transform

mid-infrared spectroscopy) and NIRS (Near infrared reflectance spectroscopy), which,

once ca1ibrations are deve1oped, can simu1taneous1y determine any number of ana1yses

from a sing1e spectrum (Reeves et al., 1999).

Spectroscopy techniques have been adapted to eva1uate the properties of soils

(Ben-Dor and Banin, 1995; Reeves, et al., 1999; Chang et al., 2001; Dunn et al., 2002;

McCarty et al., 2002; Demattê et al., 2004; Hedde et al., 2005; Viscarra Rosse1 et al.,

2006) and have proved to be promising in the study of most chemical properties of soi1s

(Janik et al., 1998), especially in the study of the components of organic matter. Some

resu1ts showed that this technique is ab1e to revea1 the effects of 1and-use on the soil

organic matter (Madari et al., 2005; Ve1asquez et al., 2005). The potentia1 ofthe NIRS in

the ana1ysis of C and N contents has been demonstrated in a number of studies (Ben-Dor

and Banin, 1995; Couillard et al., 1997; Shepherd and Wa1sh, 2002).

Partia1 1east squares (PLS) is a mu1tivariate ca1ibration method used for

quantitative spectra1 ana1ysis to reduce a set of spectroscopic calibration data into a set of

loadings, taking into account the spectra1 variance and the predetermined va1ue of C

content of each of the samp1es in ca1ibration data set (Janik et al., 1998). To predict the

va1ue of a new samp1e, its spectrum is fitted with the sarne loadings as the ca1ibrationset,

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91

and the praperties are predicted from the regression coefficients of the PLS model

(Leifeld, 2006).

The prediction of C and N was perforrned comparing the determination by

dry combustion of the 0.2 mm ground samples with the NIRS analysis of the 2 mm

sieved samples. The prediction was considered satisfactory with a mean SPD of 2.9 for

both C and N, in spite of the validation r2 value being slightly low (i.e. 0.69 and 0.58 for

C and N, respectively). Nevertheless, the validation f value observed for C was in the

range of those reported in other studies (0.66-0.87) (Chang et aI., 200I; Shepherd and

Walsh, 2002; Sorensen and Dalsgaard, 2005). According to Barthes et aI. (2006) the

relatively low validation f could be partly related to the absence of grinding, which may

increase the validation f to 0.04 - 0.05. However, a systematic grinding of the samples

was too time-consuming, and thus considered inapplicable for a large set of samples.

4.2 C N STOCKS CALCULATION

ln most of the studies, the C and N stocks were calculated without correction

for bulk density effect on the soillayers (Freitas et al., 2000; Freixo et aI., 2002; D'andréa

et al., 2004; Silva et al., 2004; Lettens et al., 2005; Mikhailova and Post, 2005; Al-Kaisi

et al., 2005; Bayer et aI., 2006a). ln this conditions, the magnitude ofthe C and N stocks

up to 20 cm found in this study (ranging within 40-50 and 2.7-3.3 Mg ha-1, respectively)

was similar to those reported from others studies on the soils of the Cerrado region, apart

the ones of Corbeels et aI. (2006) that are slightly higher (Table 7). Our results showed a

positive effect of management system and soil tillage on C stock. Despite, some

conflicting results, most of the published data also show C accumulation under pasture

and crop under minimum tillage in relation to the cerrado.

However, with the procedure originalIy recommended by ValIis (1972) and

used by Sisti et aI. (2004); Bayer et al. (2006b) and also used in this study, the weight of

the soil is corrected, in order to use the sarne weight of soil in alI systems, i.e. the weight

of the 0-20 cm layer of the Cerrado soil. The soil management had a major effect on Db

(Table 6), leading to an increase up to 33-53 % in the cultivated land (PR r) in

comparison to the native one. Compaction after land use has been observed in various

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92

Oxiso1s of the Cerrado region, both under pastures (Ba1bino et al., 2004; Leão et al.,

2004) and crop systems (Tormena et al., 1999). Balbino et al. (2002) interpreted the

increase in Db in oxisols as a decrease in microaggregate development, when the native

vegetation is cleared for pasture. The modification of the method of ca1culation had

considerable effects on the results, as shown in Figure 3 for C stocks. Without correction,

there is an increase of the C stock for all the management systems (only significant for

the continuous crop). With correction, there is a not significant decrease ofthe C stock in

cultivated lands to the native Cerrado.

Likewise, the C analysis method presents an effect on stocks results. ln the

literature data showed in tab1e 7, we observed that the C stocks values in the Cerrado

soils measured by dry combustion present higher values than those measured by wet

oxidation (45.6 and 36.0 Mg ha" for dry and wet oxidation, respectively). Part of thisi

difference cou1d be related to the black-carbon, which is bumt during dry combustion, but

not oxidized by the wet oxidation. Brossard et al. (1997) estimates that the black-carbon

content in the Oxiso1s ranged from 3 to 5 kg C m-2 up to 2 m depth.

A C stocks (Mg ha") B

CerrI

PastCRPR

a

c

60

50

40

30

20

10

OCRPastPR

a

c

a

Cerr

80

70

60

50

40

30

20

10

0+'-'-~"""""--'-'--"--'--'-'"'-L-,-J-'-""=-"-'-,--I-"="""'-,.--lC-'-

Figure 3. Carbon stocks comparison under continuous and crop-livestock rotationsystems in 0-30 cm soil depth calculated corrected by relative soil mass ofCerrado (A) and on1y with bulk density (B). Co1umns with the sarne letterdid not differ at 0.05 probability leveI.

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93

4.3 EFFECT OF DIFFERENT LAND USE SYSTEMS ON C AND N

CONCENTRATIONS AND STOCKS

The C and N contents in the various profiles varied according to the soil

management and use systems (Figure I). ln the initial layers (0-5 cm), the Cerrado and

the continuous crop presented higher C contents, in comparison with the resto Regarding

N content, only the Cerrado stood out. For tillage effect, we showed that the

concentration of C and N was higher for all profiles studied under the continuous crop

system. However, the F test applied on the means did not detect significant differences

between the two systems. These result were probably due to the high variability in C and

N (shown by the SD of the mean), which is related to the high variation in the edaphic

and experimental conditions of the study field.

Even the pastures, continued or in rotation with annual crops, and the

continuous crop, even under no-tillage did not promote the accumulation of carbon in

relation to the Cerrado. These results conflict with most results observed for the Brazilian

Savannahs (Table 7). Furthermore, most studies have shown an increase in C stocks

under crop systems in relation to the Cerrado. Corazza et al, (1999), in a study of

different management and use systems in a Latossolo Vermelho obtained, for the 0-20 cm

layer, approximate values between 36 and 47 Mg ha-I . The most ofmanagement systems

studied presented stocks results higher than those for the Cerrado. Under the sarne

conditions, Silva et aI., (2004), evaluating six types of pasture grasses, with or without

legumes, observed that, except for the single Brachiaria decumbens pasture, the C stock

was 28 % higher in relation to the Cerrado. They found that the accumulation of C only

occurred under fertilized pastures. However, our results showed that under the crop­

pasture rotation systems fertilizing did not promote an increment in soil C. ln this study,

simulating livestock farming conditions in the Brazilian Cerrado, the N input ~n pastures

was remarkably low. The data in the literature suggest that well-managed, cultivated

pastures may provide enough C input to maintain o even increase native C contents. On

the other hand, C input from degraded, low-productive pastures may be too low to sustain

the high soil C storage under native Cerrado.

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I ~

94

Traditionally, conventional tillage is considered to be one of the most

degradative systems of land use in the Cerrado region, which often leads to a reduction of

C stocks in soiI. Our results showed different patterns, which the Cerrado and continuous

crop with conventional tillage present similar stocks. ln the Cerrado Oxisols most of the

organic C is concentrated in the clay and silt fractions (Freitas et al., 2000; Zinn et al.,

2005b). These characteristics can interfere in the C dynamics and reduce losses even

under conventional tillage.

Minimal differences in C stocks between tilled and native Cerrado soils have

been reported by various authors (Corazza et al., 1999; Freitas et al., 2000; Roscoe and

Buunnan, 2003). Freitas et al. (2000) have suggested that the lack of differences between

tilled and native soils is due to the C input by crops while Roscoe and Buurrnan (2003)

pointed to the high protective capacity of those Oxisols in reducing the organic matter

decomposition even when subjected to conventional tillage. Silva et al. (1994) reported

losses of 41- 80 % of the original Cerrado C stocks after five years of conventional

tillage. Different from these results, in our study, the accumulative effect of no-tillage

during 10 years after the conversion of conventional to no-tillage in continuous crop

system and 13 years effect of conventional tillage in continuous crop did not promote

significative changes of C stocks.

The higher C and N stocks under T than under T+ to a depth of 30 cm are of

similar magnitude to those reported in other studies conducted in Brazil and North

America (Lal, 1997; Dick et al., 1998; Paustian et al., 2002; Sisti et al., 2004). Moreover,

in the rotation systems with soybean, the Nj-fixing green-manure crop was included and

the entire crop was left as residues for the subsequent pasture. It therefore seems

reasonable to conclude that the N input was the key to the observed SOM accumulation

or conservation under T. However, in other studies of the Cerrado region, Centurion et'.

al. (1985) and Corazza et al. (1999) showed that while in the surface layers ofthe soil (0-

20 and 0-30 cm, for the two studies, respectively) under soybean, significant1y greater

accumulation of SOM occurred under T than T+, but this trend was reversed at greater.

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Table 7. Carbon and nitrogen stocks at 0-20 cm depth (Mg ha") for soil management systems and soil tillage type in different soilland use systems of Cerrado region.

Management system Soil tillageSite Cerrado Crop Crop/pasture Pasture/crop Pastures T+ T- References

C stock (Mg ha")Planaltina DF 39.5 49.5 43.3 46.9 45 44.3 48.2 This study'!'Planaltina DF 39.5 40 35.5 35.5 35.5 35.7 37.8 This study(2)

Planaltina DF 39.7 42.1 36.9 47.3 Corazza et aI. (1999)Goiânia GOSenador Canedo GO 51.2 48.6 41.1 48.6 49.6 Freitas et aI. (2000)Planaltina DF 46 54 Chapuis-Lardy et aI. (2002)Plantaltina DF 31.1 30.8 Silva et aI. (2004)Planaltina DF 37 47.5 Oliveira et aI. (2004)Morrinhos GO 37.8 40.6 35.8 40.2 D'andréa et aI. (2004)Luziânia GOCosta Rica MS 35.4 38.6 41 Bayer et aI. (2006)Rio Verde GO 68.1 47.3 54.9 47.3 Corbeels et aI. (2006)

N stock (Mg ha')Planaltina DF 2.7 3.3 3 3.1 3.2 3 3 This study(l)

Planaltina DF 2.7 2.6 2.4 2.4 2.5 2.4 2.6 This study'"

Goiânia GO 3 3 3 2.8 3 3 Freitas et aI. (2000)Senador Canedo GO .Morrinhos GO 4.9 4 4.2 4.5 D'andréa et aI. (2004)Rio Verde GO 3.3 2.8 2.4 2.8 Corbeels et aI. (2006)

(1)talculatedcorisidering bulk density at each soil depth.o" o"

(2)Corrected by relative soil mass ofCerrado at 0-20 cm depth.

\OVI

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I •

96

Four-year old Panicum maximum pastures under rotation systems caused

significant C losses in the 0-2 cm depth, 27.5 % of the antecedent C concentration.

Changes at 0-2 cm C under intensive tillage system (C Tl were much lower than for

pasture rotation systems (PR), reducing to approximately 9 % when compared with

original conditions in the native vegetation. At the 0-2 cm layer, all the crop-pasture

systems presented the sarne pattem as in the continuous pastures of Brachiaria

decumbens, except for the CR T, l-year old Brachiaria brizantha, after 3 years of

soybean crops under a no-tillage system.

At the 2-5 cm layer, we observe the sarne partem as in the 0-2, which the C

and N was remarkably high in the Cerrado than in others systems. At 5-10 cm and 10-20

cm layer we observe that the results differ considerably than in the surface layers. At 5-10

cm C ranged from 23.5 g kg" in the C T system (4 years old of soybean at no-tillage) to

19.52 g kg" in 13 years old continuous pasture of Brachiaria decumbens. At 10-20 cm

layer the results were not much variable and not showed a clear partem as in the 5-10 cm.

The values of C and N were higher in continuous crop systems in conventional tillage (C

T+) than in the Cerrado and others systems. At 20-30 cm layer the results present the

sarne partem as in the surface layers, although the variation represented by the standard

deviation is higher for C and N contents.

Figure 1 show the description of C and N at the soil profile studied (0-30 cm)

for soil management systems and soil tillage effects. ln general, C and N were higher in

the Cerrado than at the surface (0-5 cm) and also in the ultimate layer studied (20-30 cm).

For C, in the intermediate layers, the values of the continuous crop system (C) were

higher than others; although the F test applied showed that this difference was not

significative. For N, at the 0-20 cm layer, the results showed the sarne partem, and at 20­

30 cm, in general, the Cerrado and C system present higher values of C and N than others

systems.

ln figure 2 it may be observed that stocks under the C T; C T+; CR T; and

PR T systems and the Brachiaria decumbens continuous pasture did not differ from the

Cerrado, indicating that for the 0-30 cm layer, under the continuous crop system (C), both

for T- and T+, and under CR T system the original soil carbon stocks did not change. On

the other hand, the r rotation systems were the ones presenting the higher carbon losses,

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97

demonstrating that under crop/pasture rotation, no tillage may be a decisive factor in

avoiding C stock losses. These results according those obtained by Bayer et al. (2006),

which no tillage promoted the accumulation of carbon in the surface layers (0-20 cm).

ln Table 7, a comparison was made of the effects of the soil tillage and

management on the carbon stocks. As in the results presented in Figure 2, it was observed

that the stocks were similar to those in the Cerrado and under the continuous crop system

C, these two systems being higher than the rest. Even, a comparison between types of soil

preparation revealed that, in spite of being higher, the C stock under no tillage was

significantly similar to conventional tillage. Zinn et al. (200Sa), in a study of carbon

stocks in different Brazilian ecoregions, observed that the existing data are insufficient

and conflicting. Further research needs to be conducted on soil carbon stocks so that more

data may be collected on organic carbon contents and bulk densities.

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5 CONCLUSIONS

1. Soil management use and tillage systems had a significant influence on soil

C and N contents and stocks, although no effect was observed for fertilization regimes.

2. Integrated crop-livestock systems did not differ from continuous systems inI

relation of C and N stocks; however, an accumulation trend of these elements was

observed in surface layers under continuous crop systems.

3. NIRS proved to be a useful tool for C and N quantification, facilitating

research and monitoring of carbon accumulation in soil.

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I •

6 ACKNOWLEDGEMENTS

This study is part of the research projects "Alternativas de associação de culturas anuais

e pastagens, visando sistemas integrados lavoura-pecuária na região do Cerrado" and

0,

"Cartografia de paisagens do Bioma Cerrado e funcionamento de solos representativos"

funded by EMBRAPA Cerrados and EMBRAPA Arroz e Feijão, Brazil, and by the

Institute ofResearch for Developrnent (IRD), France, under the approval ofthe Brazilian

Cooperation Agency (ABC). We thank IRD for PhD scholarship concession for the first

author.

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7 REFERENCES

AL-KAISI, M. M.; YIN, X.; LICHT, M. A. Soil carbon and nitrogen changes as affectedby tillage system and crop biomass in a com-soybean rotation. Applied SoU Ecology, v.30, p. 174-191,2005.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A.; BROSSARD, M.; GUIMARÃES, M. F.Comportement de la phase argileuse lors de la dessication dans des Ferralsols "microagrégés du Brésil: rôle de la microstructure et de la matiére organique. ComptesRendus de l'Acadêmíe des Sciences, Paris, v. 332, p. 673-680, 2001.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A.; BROSSARD, M.; GRIMALDI, M.; HAJNOS, M.;GUIMARÃES, M. F. Changes in porosity and microaggregation in clayey Ferralsols ofthe Brazilian Cerrado. European Journal of SoU Science, v. 53, p. 219-230,2002.

BALBINO, L. C.; BRUAND, A.; COUSIN, 1.; BROSSARD, M.; QUÉTIN, P.;GRIMALDI, M. Change in the hydraulic properties of a Brazilian clay Ferralsol onclearing for pasture. Geoderma, Amsterdam, v. 120, p. 297-307, 2004.

BARTRES, B. G.; BRUNET, D.; FERRER, H.; CHOTTE, 1. L.; FELLER, C.Determination oftotal carbon and nitrogen content in a range oftropical soils using nearinfrared spectroscopy: influence ofreplication and sample grinding and drying. JournalofNear Infrared Spectroscopy, v. 14, p. 341-348 2006.

BAYER, C.; MARTIN-NETO, L.; MIELNICZUK 1.; DIECKOW, l.; AMADO, T. 1. C.C and N stocks and the role of molecular recalcitrance and organomineral interaction instabilizing soil organic matter in a subtropical Acrisol managed under no-tillage.Geoderma, Amsterdam, v. 133, p. 258- 268, 2006b.

BAYER, C.; MARTIN-NETO, L.; MIELNICZUK l.; PAVINATO, A.; DIECKOW, J.;Carbon sequestration in two Brazilian Cerrado soils under no-till. SoU & TillageResearch, v. 86, p. 237-245, 2006a.

BENDOR, E.; BANIN, A. Near-infrared analysis: as a rapid method to simultaneouslyevaluate several soils properties. SoU Science Society of America Journal, v. 59, p. 364­372, 1995.

BERNOUX, M.; CARVALHO, M. C. S.; VOLKOFF, B.; CERRI, C. C. Brazil's soilcarbon stocks. SoU Science Society of America Journal, v. 66, p. 888- 896, 2002.

Page 103: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

101

BROSSARD, M., LOPES ASSAD, M. L., CHAPUIS-LARDY, L., BARCELLOS, A. O.Estoques de carbono em solos sob diferentes fitofisionomias de Cerrados. ln: LEITE, L.L., SAlTO, C. H. (Ed.), Contribuição ao Conhecimento Ecológico do Cerrado.Congresso de Ecologia do Brasil. 3., Brasília: Departamento de Ecologia, Universidadede Brasília, 1997, p. 272-277.

BURLE, M. L., MIELNICCZUK, 1., FOCCHI, S. Effect of cropping systems on soilchemica1 characteristics, with emphasis on soi1 acidification. Plant and Soil, v. 190, p.309-316, 1997.

CENTURlON,1. F.; DEMATTÊ, 1. L. L; FERNANDES, F. M. Efeitos de sistemas depreparo nas propriedades químicas de um solo sob cerrado cultivado com soja. RevistaBrasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 9, p. 267-270,1985.

CHANG, C. W.; LAIRD, D. A. Near-infrared reflectance spectroscopic ana1ysis ofsoil Cand N. Soil Science, v. 167, p. 110-116,2002.

CHANG, C. W.; LAIRD, D. A.; MAUSBACH, M. J.; HURBURGH, C. R. Near-infraredreflectance spectroscopy - principal components regression ana1yses of soil properties.Soil Science Society of America Journal, v. 65, p. 480- 490,2001.

CHAPUIS-LARDY, L.; BROSSARD M.; LOPES ASSAD, M. L.; LAURENT, J. Y.Carbon and phosphorus stocks of clayey Ferralsols in Cerrado native andagroecosystems, Brazil. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 92, p. 147-158,2002.

CORAZZA, E. 1.; SILVA, 1. E.; RESK, D. V. S. ; GOMES, A. C. Comportamento dediferentes sistemas de manejo como fonte ou depósito de carbono em relação à vegetaçãode cerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Campinas, v. 23, p. 425-432, 1999.

CORBEELS, M.; SCOPEL, E.; CARDOSO, A.; BERNOUX, M.; DOUZET, 1. M.SIQUEIRA NETO, M. S. Soil carbon storage potential of direct seeding mulch-basedcropping systems in the Cerrados ofBrazil. Global Change Biology, v. 12, p. 1773­1787,2006.

COUILLARD, A.; TURGEON, A. 1.; SHENK, J. S.; WESTERHAUS, M. O. Nearinfrared reflectance spectroscopy for analysis ofturf soi1profiles. Crop Science, v. 37, p.1554- 1559, 1997.

DALAL, R. C.; HENRY, R. 1. Simultaneous determination ofmoisture, organic carbonand total nitrogen by near infrared reflectance spectrophotometry. Soil Science Society ofAmerican Journal, v. 50, p. 120-123, 1986.

D'ANDRÉA,A. F.; SILVA, M. L. N.; CURl, N.; GUILHERME, L. R. G. Estoque decarbono e nitrogênio e formas de nitrogênio mineral em um solo submetido a diferentessistemas de manejo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 39, p. 179-186,2004.

Page 104: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

I '

102

DEMATTÊ, 1. A. M.; CAMPOS, R C.; ALVES, M. C.; FIORIO, P. R; NANNI, M. R.Visib1e-NIR reflectance: a new approach on soi1eva1uation. Geoderma, Amsterdam, v.121,p.95-112,2004.

DICK, W. A.; BLEVINS, R L.; FRYE, W. W.; PETERS, S. E.; CHRISTENSON, D. R;PIERCE, F. 1.; VITOSH, M. L. Impacts of agricu1tura1management practices on Csequestration in forest-derived soi1s ofthe eastem Com Be1t. SoU & Tillage Research, v.47,p.235-244,1998.

EMBRAPA, 1999. Sistema brasileiro de classificação de solos. SPI, Brasília. 412 pp.

EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisas de Solos (Rio de Janeiro). Manual demétodos de análises de solo. 2.ed. Rio de Janeiro, 1997. 212p.

FOSS 5000 spectrophotometer. Foss NIRSystems, Si1ver Spring, MD, USA.

FREITAS, P. L.; BLANCANEAUX, P.; GAVINELLI, E.; LARRÉ-LARROUY, M. C.;FELLER, C. Nível e natureza do estoque orgânico de latossolos sob diferentes sistemasde uso e manejo. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 35, p. 157-170, 2000.

FREIXO, A. A.; DE MACHADO, P. L. O. A.; SANTOS, H. P.; SILVA, C. A,'iFADIGAS, F. S. Soi1 organic carbon and fractions of a Rhodic Ferraso1 under theinfluence oftillage and crop rotation systems in southem Brazil. Soil & TillageResearch, v. 64, p. 221-230, 2002.

GARCÍA-PRÉCHAC, F.; ERNST, O.; SIRI-PRIETO, G.; TERRA, J. A. Integrating no­till into crop-pasture rotations in Uruguay. Soil & Tillage Research, v. 77, p. 1-13,2004.

HEDDE, M.; LAVELLE, P.; JOFFRE, R.; JIMÉNEZ J. 1.; DECAENS, T. Specificfunctiona1 signature in soil macro-invertebrate biostructures. Functional Ecology, v. 19,p. 785-793, 2005.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (1997) Revised 1996. ln:HOUGHTON, 1. T.; MElRAFILHO, L. G.; LIM, R; TRÉANTON, K.; MAMATY, L;BONDUKI, Y.; GRIGGS, D. J.; CALLANDER, RA. IPCC Guidelines for NationalGreenhouse Gas Inventories, Bracknell, UK.: Meteorological Office.

IUSS WORKING GROUP WRB. 2006. World reference base for soil resources 2006.World Soi1Resources Reports N° 103. FAO, Rome, 128p.

JANIK, L. 1.; MERRY, R H.; SKJEMSTAD, J. O. Can mid infra-red diffuse reflectanceana1ysis rep1ace soi1 extractions? Australian Journal ofExperimental Agriculture, v.38, p. 681-696,1998.

Page 105: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

103

i

JANTALIA, C. P.; VILELA, L.; ALVES, B. J. R; BODDEY, R M.; URQUIAGA, S.Influência de pastagens e produção de grãos, no estoque de carbono e nitrogênio emum Latossolo Vermelho. Seropédica: Embrapa Agrobiologia, 2006. 50p. (EmbrapaAgrobiologia. Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento, 11).

LAL, R Potential of desertification control to sequester carbon and mitigate thegreenhouse effect. Climate Change, v. 15, p.3 5-72,2001.

LAL, R Residue management, conservation tillage and soil restoration for mitigatinggreenhouse effect by C02-enrichment. Soil & Tillage Research, v. 43, p. 81-107, 1997.

LAL, R Soil carbon sequestration to mitigate climate change. Geoderma, Amsterdam, v.123, p. 1-22,2004.

LAL, R; KIMBLE, 1. M.Pedogenic carbonates and the global carbon cyc1e. ln: LAL, R;KIMBLE, 1. M.; ESWARAN, H.; STEWART, B.A. (Ed.) Global climate change andpedogenic carbonates. Boca Raton, FL:CRC/Lewis Publishers, 2000, p. 1-14.

LAL, R; KIMBLE, 1. M.; FOLLET, R F.; COLE, C. V. The potential ofU.S. croplandto sequester carbon and mitigate the greenhouse effect. Chelsea, MI: Ann ArborPress, 1998, 128 p.

LAVELLE, P. Ecological challenges for soil science. Soil Science, v. 165, p. 73- 86.2000.

LEÃO, T. P; SILVA, A. P.; MACEDO, M. C. M.; IMHOFF, S.; EUCLIDES, V. P. B.Intervalo hídrico ótimo na avaliação de sistemas de pastejo contínuo e rotacionado.Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 28, p. 415-423, 2004.

LEIFELD, 1. Application of diffuse reflectance FT -IR spectroscopy and partialleast­squares regression to predict NMR properties of soil organic matter. European Journalof Soil Science, v. 57, p. 846-857,2006.

LEMAIRE, G.; WILKINS, R; HODGSON, 1. Challenges for grassland science:managing research priorities. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 108, p.99-108,2005.

LETTENS, S.; VAN ORSHOVEN, 1.; VAN WESEMAEL, B.; DE VOS, B.; MUYS, B.Stocks and fluxes of soi1organic carbon for landscape units in Belgium derived fromheterogeneous data sets for 1990 and 2000. Geoderma, Amsterdam, v. 27, p. 11 -23,2005.

LUDWIG, B.; KHANNA, P. K.; BAUHUS, J.; HOPMANS, P. Near infraredspectroscopy of forest soils to determine chemical and biological properties related to soilsustainability. Forest Ecology Management, v. 171, p. 121-132, 2002.

Page 106: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

104

MADARI, B. E.; REEVES III, J. B.; COELHO, M. R.; MACHADO, P. L. O. A.; DE­POLLI, H.; COELHO, R. M.; BENITES, V. M.; SOUZA, L. F. MCCARTY, G. W. Mid­and near-infrared spectroscopic detennination of carbon in a diverse set ofsoils from theBrazilian national soil collection. Spectroscopy Letters, v. 38, p. 721-740,2005.

MALAVOLTA, E. The fertility ofBrazilian soils. ln: FORMOSO, M. L. L.; CERR!, C.C. (Ed.), Workshop on Tropical Soils. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Academia Brasileirade Ciências, 1999, p. 171-184.

MCCARTY, G. W.; REEVES 111,1 R; REEVES, V. B.; FOLLETT, R. F.; KIMBLE, 1M. Mid-infrared and near-infrared diffuse reflectance spectroscopy for soil carbonmeasurement. San Science Society of American Journal, v. 66, p. 640-646,2002.

MIKHAILOVA, E. A; POST, C. 1 Organic carbon stocks in the Russian Chernozem.European Journal of San Science, 2005. doi: 1O.llll/j .1365-2389.2005.00741.x

MORRA, M. 1; HALL, M. H.; FREEBORN, L. L. Carbon and nitrogen analysis of soilfractions using near-infrared reflectance spectroscopy. Sell Science Society of AmericanJournal, v. 55, p. 288-291, 1991.

NELSON, P. W., SOMMERS, C. E. Total C, organic C and organic matter. Ini PAGE, AL. (Ed.), Methods of Soil Analysis (chemical). Madison: SSSA, 1982. p. 539-579.

OLIVEIRA, G. C.; DIAS JUNIOR, M. S.; RESCK, D. V. S.; CUR!, N. Caracterizaçãoquímica e fisico-hídrica de um Latossolo Venne1ho após vinte anos de manejo e cultivodo solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 28, p. 327-336,2004.

PAVAN, M. A.; BINGHAM, F. T.; PRATT, P. F. Chemica1 and mineralogicalcharacteristics ofselected acid soils ofthe State ofParaná, Brazil. Turrialba, v. 35, p.131-139, 1985.

REEVES III, 1 B.; MCCARTY, G. W.; MEISINGER, 11 Near infrared reflectancespectroscopy for the analysis of agricultura1 soils. Journal of Near InfraredSpectroscopy, v. 7, p. 179- 193, 1999.

ROSA, M. E. C.; OLSZEVSKI, N.; MENDONÇA, E. S.; COSTA, L. M.; CORREIA, J.R Formas de carbono em Latossolo Vermelho eutroférrico sob plantio direto no sistemabiogeográfico do Cerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, p. 911­923,2003.

ROSCOE, R; BUURMAN, P. Tillage effects on soil organic matter in density fractionsofa Cerrado Oxisol. Soil & Tillage Research, v. 104, p. 185-202,2003.

RUFINO, M. C.; ROWE, E. C.; DELVE, R 1; GILLER, K. E. Nitrogen cyclingefficiencies through resource-poor African crop-1ivestock systems. Agriculture,Ecosystems and Environment, v. 112, p. 261-282, 2006.

SAS, 1999. SAS User's Guide. Version 8 for Windows. SAS Institute, Inc., Cary, NC.

Page 107: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

105

SHENK,1. S.; WESTERHAUS, M. O. Population definition, sample selection.andcalibration procedures for near infrared reflectance spectroscopy. Crop Science, v. 31, p.469-474. 1991a.

SHENK, J. S., WESTERHAUS, M. O. Population structuring ofnear infrared spectra andmodified partialleast square regression. Crop Science, v. 31, p. 1548-1555, 1991b.

SHEPHERD, K. D.; WALSH, M. G. Development ofreflectance libraries forcharacterization ofsoil properties. SoU Science Society of America Journal, v. 66, p.988- 998, 2002.

SILVA, 1. E.; RESCK, D. V. S.; CORAZZA, E. 1.; VIVALDI, L. Carbon storage inc1ayey Oxisol cultivated pastures in the "Cerrado" region, Brazi1. Agriculture,Ecosystems and Environment, v. 103, p. 357-363,2004.

SISTI, C. P. 1.; SANTOS, H. P.; KOHHANN, R.; ALVES, B. J. R.; URQUIAGA, S.;BODDEY, R. M. Change in carbon and nitrogen stocks in soil under 13 years ofconventional and zero tillage in southem Brazi1. SoU and Tillage Research, v. 76, p. 39­58,2004.

SOIL SURVEY STAFF, 1998. Keys to SoU Taxonomy. 8 ed. United States DepartmentofAgriculture, Natural Resources Conservation Service, Washington, 326p. "

S0RENSEN, L. K.; DALSGAARD, S. Spectroscopy for simultaneous assessment ofvarious soil properties. Geoderma, Amsterdam, v. 131, p. 59-75, 2006.

TORMENA, C. A.; SILVA, A. P.; LIBARDI, P. L. Soil physical quality ofa BrazilianOxisol under two tillage systems using the least limiting water range approach. SoU &Tillage Research, v. 52, p. 223-232, 1999.

VALLIS, I. Soil nitrogen changes under continuously grazed legume-grass pastures insubtropical coastal Queensland. Australian J ournal of Experimental Agriculture andAnimal Husbandry, v. 12, p. 495-501, 1972.

VELASQUEZ, E.; LAVELLE, P.; BARRIOS, E.; JOFFRE, R.; REVERSAT, F.Evaluating soil quality in tropical agroecosystems of Colombia using NIRS. Soil Biology& Biochemistry, v. 37, p. 889-898,2005.

VISCARRA ROSSEL, R. A.; WALVOORT, D. 1. 1.; MCBRATNEY, A. B.; JANIK, L.1.; SKJEMSTAD, 1. O. Visible, near infrared, mid infrared or combined diffusereflectance spectroscopy for simultaneous assessment ofvarious soil properties.Geoderma, Amsterdam, v. 131, p. 59-75, 2006.

WATSON, R. T.; NOBLE, I. R.; BOLIN, B.; RAVINDRANATH, N. H.; VERARDO,D. J.; DOKKEN, D. J. CEd.), Land Use, Land Use Change, and Forestry. Cambridge,UK: Cambridge Univ. Press, 2000.

Page 108: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

106

WENDLING, B.; JUCKSCH, L; MENDONÇA, E.; NEVES, 1.C. L. Organic carbon andaggregate stability of a Red Latossol under different managements. Pesquisa'Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 40, p. 487-494, 200S.

WinISI III software, version 1.SOe. Foss NIRSystems, Infrasoft Intemational, LLC, SilverSpring, MD, USA.

ZINN, Y. L.; LAL, R; RESCK, D. V. S. Changes in soil organic carbon stocks underagriculture in Brazil. Soil & Tillage Research, v. 84, p. 28-40, 200Sa.

ZINN, Y. L.; LAL, R.; RESCK, D. V. S. Texture and organic carbon relations describedby a profile pedotransfer function for Brazilian Cerrado soils. Geoderma, Amsterdam, v.l27,p.168-173,200Sb.

Page 109: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

CAPÍTULO III

COMUNIDADES DA MACROFAUNA EDÁFICA SOB SISTEMAS DE

INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIA EM UM LATOSSOLO DO CERRADO

RESUMO

A integração dos sistemas lavoura-pecuária têm sido freqüentemente recomendada

na agropecuária Brasileira do Cerrado, no entanto, o conhecimento acerca do seu impacto

sobre as principais comunidades da macrofauna do solo ainda é limitado. Objetivou-se

estimar o efeito benéfico destes sistemas, envolvendo tipos de preparo e fertilização, sobre

a abundância e diversidade da macrofauna do solo. Os sistemas estudados foram: pastagem

contínua; lavoura contínua; rotação lavoura-pastagem; e rotação pastagem-lavoura. O

Cerrado nativo foi utilizado como testemunha. Nos sistemas lavoura contínua e rotação

existem ainda dois tipos de preparo do solo (convencional e plantio direto) e de fertilização

(manutenção e corretiva). A análise de componentes principais revelou efeito significativo

do sistema de uso e preparo do solo sobre a densidade e diversidade dos principais grupos

da macrofauna. Os sistemas lavoura contínua e em rotação, especialmente sob plantio

direto apresentaram uma maior densidade e diversidade em relação aos demais sistemas e

ao Cerrado. Observou-se que sistemas de integração, baseados no plantio direto e na

rotação com pastagens e leguminosas são mais sustentáveis por apresentarem melhores

condições biológicas, com maior densidade e biodiversidade da macrofauna, favorecendo a.,

colonização por alguns grupos, principalmente os Oligochaeta e Coleoptera, que exercem

papel fundamental no funcionamento do solo. Parâmetros como a densidade e a riqueza de

morphoespecies são bons indicadores da qualidade do solo e podem ser utilizados na

comparação de sistemas de uso do solo, além de serem indicadores do funcionamento do

solo em agroecossistemas.

Palavras-chave: macrofauna edáfica, plantio direto, rotação de culturas, biodiversidade.

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SOIL MACROFAUNA COMMUNITIES UNDER CROP-LlVESTOCK ROTATIONSYSTEMS lN A CERRADO FERRALSOL, BRAZIL

ABSTRACT

Crop-livestock rotation systems have been increasingly recommended as an

altemative agriculture system in the Cerrado. However, knowledge on the indicators used

to evaluate their impact is still limited. Therefore the present study was undertaken to

evaluate the effects of crop-pasture systems including tillage and two fertilization regimes

on the abundance and diversity of soil macrofauna, compared to continuous crops or

pasture. The soil management systems studied was: continuous pasture; continuous crop;

crop/pasture rotation; and pasture/crop rotation. The rotations systems changed every four

years. ln rotation and continuous crop systems there were two soil tillage (conventional and

no-tillage) and fertilizer (maintenance and corrective fertility) treatments were applied. The

native Cerrado was used as a controI. The principal component analysis showed significant

effect of land use and soil tillage on density and diversity of most macrofauna groups.

Density and diversity was higher in rotation systems especially with no-tillage. Integrated

crop-pasture systems based on no-tillage have more favorable soil conditions for the

development of soil macrofauna communities, especially Oligochaeta and Coleoptera and

represent systems that are useful to conserve soil biodiversity, compared with continuous

systems. Parameters such as soil fauna density and morphoespecies richness represent

efficient tools to measure the impact of different forros of land use that can be used as

indicators of soil functioning in agroecosystems.

Keywords: Soil invertebrates; no-tillage; biodiversity; crop-rotation;

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1 INTRODUCTION

Soil invertebrates play major roles in soil function by recycling organic matter,

building biogenic structures, and regulating the activities of micro-organisms and other

smaller invertebrates included in their functional domains (Lavelle, 1997; Lavelle et al.,

2006).

Soil fauna community composition and population density varies according to

climate, soil, vegetation and cultivation systems adopted (Lavelle et al., 1993; Baretta et al.,

2006). Although soils have an inherent quality as related to their physical, chemical, and

biological properties, land management is the ultimate determinant of soil quality and

health (Doran, 2002). Experiments show that soil function can be profoundly modified

when disturbance affects the activities of invertebrates (Blanchart et al., 1997; Barros et al.,

2001). ln general, invertebrate communities seem to be best conserved when the derived

system has a structure similar to that of the original system, such as pastures planted in

savanna areas and tree-based systems in forest areas (Decaens et al. 1994; Fragoso et al."

1997; Barros 1999; Decaens and Jimenez, 2002; Decaens et al. 2004). However, an

increase in the intensity of agricultural practices and the establishment of continuous

pastures or annual crops cause important changes in the community structure, abundance

and biomass of soil macrofauna (Lavelle and Pashanasi, 1989; Fragoso et al., 1997).

Land use changes that favor biological activities by promoting enhanced soil

organic carbon (SOC) inputs have great potential for diminishing degradation of crops and

pastures (Lavelle et al., 2001; Barros et al., 2002). The adoption of recommended

management practices (RMPs), such as minimum tillage or crop-pasture rotation, instead of

conventional tillage and monocultures, has a positive impact on SOC sequestration (Lal,

2004) and is highly beneficial to soil macrofauna populations (Brown et al., 2003; Baretta

et al., 2006) and soil function.

The Cerrado, the Brazilian savannahs, is the second largest biome in Brazil

after Amazonia, occupying 24% of the nation's land mass. It is also one of the most

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110

important hotspots of biodiversity in the world (K1ink and Machado, 2005). The region

occupies 204 million hectares and the native and cultivated pasture surface was estimated at

117 106 hectares. Of this total, Sano et al. (2000), estimated that 49.5 106 hectares were

covered with cultivated pastures, 13,4 106 with annual crops, 2 106 with perennia1 crops,

and 70 106 were unexploited areas.0,

Current1y, the rate of conversion of native vegetation into pastures or crops

ranges from 22,000 to 30,000 knr'/year in the Cerrado region. This transformation has

come at a high environrnenta1 cost - fragmentation, loss ofbiodiversity, invasion offoreign

species, soil erosion, water pollution and 1and degradation (Brandon et al., 2005). The

increasing specia1ization in 1anduse, with a large separation between food crop production

and animal production, has resu1ted in majos soil losses to erosion, compromising

sustainab1e production. Estimates show that 50 to 80% of pasture soils present various

leveIs of degradation, resu1ting in low productivity (Vieira and Kiche1, 1995; Barcellos,

1996). On the other hand, intensive agriculture associated with conventiona1 tillage may

a1so have an adverse impact on environrnenta1 quality due to SOM loss through soi1

mineralization and erosion (La1, 1997). This condition is main1y caused by degradation of

the physical properties and the inherent 10wchemical ferti1ity ofthese soils.

RMPs have been used in Brazi1 since the early 1970's. No-tillage agriculture

covers more than 20 million ha ofthe nation's cu1tivated area (> 5 million ha in'the Cerrado

region) (Febrapdp, 2002). Crop/pasture rotation systems, that seem to be the best for

conserving diversity and sustaining high levels of abundance of the macrofauna (Silva et

al., 2006), are strong1ypromoted by agronomic research (Kluthcouski et al., 2003), but are

still scarcely used by farmers due to the comp1exity of the management systems.

ln Brazilian agroecosystems, most of the studies on the role of macrofauna on

soil functioning has been conducted in Amazonia (Barros et al., 2001; Barros et al., 2002;

Barros et al., 2003; Scheffler, 2005; Mathieu et al., 2005). Only a few studies (Dias et al.,

1997; Benito et al., 2004; Silva et aI., 2006) have been made in the Cerrado and, therefore,

there is a lack of information from this region. We hypothesized that the adoption of RMPs,

mainly crop-pasture rotation, would have a favorable effect on the development of an

abundant and diverse soil and litter fauna, which in tum may assist in restoring soil fertility

and site productivity. ln this regard, the objectives of this study were to: (i) estimate the

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111

beneficial effects on the abundance and diversity of the macrofauna of integrated crop­

pasture systems compared with continuous crops or pasture; (ii) evaluate the impact of

tillage (no-tillage versus conventional tillage); and (iii) examine the responses to two

fertilization levels.

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2 MATERIALANDMETHOnS

2.1 STUDY SITE

The site studied is located at the "Embrapa Cerrados" Agricultural Research

Center (150 35' S and 470 42' W), at 1200 m altitude, on a plateau in the center of the

Cerrado region, near P1analtina (DF), Brazil. Mean annua1 temperature is 26 °C, and the

average annual rainfall is about 1500 mm, with more than 80% of the rainfall occurring

between November and April. The soil is an Orthic Ferralsol (IUSS, 2006), Typic Acrustox

(Soil Survey Staff, 1998) or clayey Latossolo Vermelho according to the Brazilian

classification (EMBRAPA, 1999).

2.2 EXPERIMENT DESIGN

ln 1991, the native Cerrado vegetation was removed and dolomitic lime was

app1ied before the establishment ofthe field experiment.

Four different soil management systems, arranged in split plot design, based on

a crop-pasture rotation system were studied (Table I): (I) P - Continuous pasture; (2) C ­

Continuous crop; (3) CR - crop/pasture rotation; (4) PR - pasture/crop rotation. The native

Brazilian savannah (typical Cerrado) was used as a control (Cerr). ln the field, the CR and

PR rotations changed every four years beginning in 1991. Samples were taken at the end of

a 4 year rotation cycle, in May 2004. At sampling, soybean (Glycine max (L.) Merr.) were

present in the crop fields (C and CR systems) and Panicum maximum and Bracharia

decumbens was the forage species in the PR and P systems respectively. ln the C, CR and

PR systems, there were also two types of soil tillage during the cropping phase (T+ =Conventiona1 and T =No-tillage system) and two levels of soil ferti1ity, (FI = maintenance

fertility and F2 = corrective fertility). For the crops, maintenance fertility corresponded to

the ferti1ization ca1culated from the expected grain yield and nutrient export; corrective

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113

fertility was determined in order to gradually increase the level of phosphorus in the soil.

For pastures, maintenance fertility meant no fertilizer was applied; corrective fertility

corresponded to 10 kg ha" P + 40 kg ha" K + 60 kg ha-l N per year, except for the year

after the rotation from crop to pasture, when no fertilizer applications were made (residualI

fertilizer is used by the pasture). Lime was applied at the rate of 3.4 Mg ha" and 5.8 Mg ha'

1 for FI and F2 treatments, respectively, at the beginning of the experiment. The

dimensions of each plot were 40 x 50 m. The pastures sites are grazed and the rotation

system was used, with 14 days of occupation and grazing periods. The forage availability

(8-10 kg of forage per 100 kg of animal weigh) was constant and adjusted each 28 days.

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Table 1. SoiI management systems used in the field experiment at PIanaItina, DF.

Management system Soil tillage LeveI of fertiIity Cover crop/years-oId at sampIing1- Cerrado

AbreviationCerr

2- Continuous Pasture

3- Pasture/crop rotation

4- Crop/pasture rotation

5- Continuous Crop

No-tillage

ConventionaI tillage

No-tillage

ConventionaI tillage

No-tillage

Conventional tillage

Corrective B. decumbens 13-year oId PastMaintenance P. maximum 4-year oId PR T FICorrective P. maximum 4-year oId PR T F2

Maintenance P. maximum 4-year oId PR T+ FICorrective P. maximum 4-year oId PR T+ F2

Maintenance Soybean (4 years) + B. brizantha I CR T FICorrective Soybean (4 years) + B. brizantha CR T F2

Maintenance Soybean CR T+ FICorrective Soybean CR T+ F2

Maintenance Soybean C T FICorrective Soybean C T F2

Maintenance Soybean C T+ FICorrective Soybean C T+ F2

1- ln the crop/pasture rotation with no-tillage (CR T), the introduction of the forage species for conversion into pasture occurs at thesarne time that crop sowing takes place. Seeds of Brachiaria brizantha were mixed with the soybean fertilizer before sowing. Thissystem is called "Sistema Santa-Fé" by Embrapa researchers.

....­

....-~

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115

2.3 SOIL MACROFAUNA SAMPLING AND STATISTICAL ANALYSIS

Macrofauna was sampled using the standard TSBF methodology (LavelIe,

1988). At each plot, three soil samples (25 cm x25 cm x30 cm) monoliths, separated into

three layers (0-10, 10-20 and 20-30 cm) were taken at regular transects. Litter macrofauna

were also colIected. Earthworms were preserved in 4% formaldehyde due the remaining.

Macroinvertebrates (> 2 mm) were hand-sorted in the field and preserved in 75% alcohoI.

AlI individuals were later counted and identified at the morphoespecies levels

(morphologicalIy identical groups of individuals; Oliver and Beattie, 1995). Total density

and diversity at morphoespecie levels was determined for each plot. Subsequently, the

mean and standard error of the density in each group was calculated for each

treatment/system. Due to their different role in soil functioning, the Coleoptera (beetles

larvae and adults) group was subdivided into larvae and adults. The other groups found

were Isoptera (termites), Hymenoptera (ants), Oligochaeta (earthworms), Diplopoda

(millipedes), Chilopoda (centipedes), Diptera (fly larvae), Hemiptera (bugs), Lepidoptera

(moth larvae), Arachnida (spiders), Blatodea (cockroaches), Gasteropoda (snails) and

Orthoptera (crickets).

Data normality was previously verified by a Kolmogorov-Smirnov test

perforrned with the "SAS package", and the test results for each group did not show normal

distributions in all cases. A principal component analysis (PCA) was thus performed using

the ADE-4 software (Thioulouse et al., 1997) on a matrix composed of 14 lines (sampled

systems) and 8 or 10 columns (for morphoespecies richness and density attributes of

macrofauna communities, respectively). Data was not transformed. The analysis was done

using density and morphoespecies richness data of the different groups that were sampled

in the fourteen treatments in the field. Permutation tests alIowed testing for the significance

of differences between types of management system, soil tillage and level of fertility. For

the PCA analysis, the data were grouped as folIows: i) Coleoptera adults; ii) Coleoptera

larvae; iii) Isoptera; iv) Hymenoptera; v) Oligochaeta; vi) Diptera larvae; vii) Herniptera,

Lepidoptera, Arachnida, Blatodea, Gasteropoda and Orthoptera combined as "other"

invertebrates; viii) Diplopoda and Chilopoda, grouped as Myriapoda due to low biomass

and abundance.

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116

Diversity was described by means of morphoespecies richness and the Shannon

index (computed on the Napierian logarithm) and its associated evenness index

(Southwood and Henderson, 2000).

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3 RESULTS

3.1 MACROFAUNA DENSITY

Total soil faunal density was highest in the Cerrado (Savannah) vegetation

(4796 ind m-2) and lowest in the continuous crop system (501 ind m-2

) (Table 2). However,

a large part of the total number of individuals (90%) was due to termites (Isoptera), whose

values were extremely variable (O to 4.340 ind m-2) . Total density decreased according to

the intensification of land use, being especially low in continuous soil management system.

Crop-pasture rotation systems and pastures presented an intennediate condition in this

gradient. Moreover, the crop areas in no-tillage systems had higher macrofaunal density

when compared with conventional tillage.

The PCA analysis of macrofauna density showed that the first two factorsI

explained 47.2 % of the total variance; FI (27.0 %) and F2 (20.2 %) (Figure la). Factor 1

distinguished communities with a dominance of soil litter fauna represented by adult

Coleoptera, Myriapoda, Arachnidae, Hemiptera and Blatodea (and other litter-dwelling

invertebrates of the group called "others") from those with a moderate density of these

groups (Figure la). Factor 2 separated the systems characterized by Coleoptera larvae,

Oligochaeta, Diptera larvae and Hymenoptera from those with greater abundance of

Isoptera.

The pennutation tests of the discriminant analysis showed a significant effect

(p<O.O I) of soil management systems on macrofauna communities described by the

abundance ofthe different orders (Fig lb). Factor I separates the soybean continuous crop

system (C) and the crop-pasture rotation (CR) from the Cerrado (Cerr), the continuous

pasture (P) and the pasture/crop rotation system (PR). Likewise, factor 2 distinguishes sites

with a high disturbance condition from others, and also separates the pastures and pasture

rotation with crops (PR CR and Past) systems from the continuous crop system (C) and

Cerrado.

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,#

Table 2. Density (individuaIs per m-2) and number of morphospecies (morphospecies richness) of soiI macroinvertebrates in crop-pasture

systems and Cerrado vegetation in a FerraIsoI near PIanaItina, Brazil. Each vaIue in the tabIe is the average number of animaIs (±standard error of mean) and number morphospecies.

CoIeoA ColeoL Hym Isop Oligo Dipl0 Chil0 Dipt Hemip Lepido Aracni Blat Gaster Orthop Total

Cerr 16(4) 80(5) 248(9) 4340(82) 24(5) 8(3) 44(6) 8(4) O O 20(5) O O 4(3) 47924 10 21 1 2 2 2 3 O O 5 O O 1 51

Past 37(5) 464(22) 395(22) 544(30) 149(14) 21(3) O 11(3) 21(3) 5(3) O 5(3) O O 16535 7 11 2 3 2 O 2 4 1 O 1 O O 38

PR T+F2 40(3) 392(15) 8(3) 72(10) 16(0) 32(7) 8(3) 8(3) 24(3) 8(3) 8(3) O O O 6161 9 1 1 2 1 1 1 3 1 1 O O O 22

PR T+FI 27(3) 336(15) 112(7) 757(36) 123(9) 21(5) 11(4) 21(6) 11(3) O 5(3) O O O 14244 10 8 NS 1 1 2 3 2 O 1 O O O 32

PRTF2 16(0) 808(16) 48(7) O 40(8) 8(3) O 40(3) 32(7) O O O O O 9921 8 3 O 1 1 O 3 4 O O O O O 21

PRTFl 48(0) 680(10) 152(11) 216(10) 448(25) 24(6) O 24(3) O O 8(3) O 8(3) O 16084 11 5 NS 2 2 O 2 O O 1 O 1 O 28

CR T+F2 120(6) 248(3) 16(0) 592(29) 136(13) 8(3) O 24(6) O O O O O O 114410 8 2 NS 3 1 O 2 O O O O O O 26

CR T+Fl 144(8) 256(11) 320(18) 144(13) 72(10) 16(5) O O 32(5) 24(6) O O O 8(3) 10169 9 8 NS 1 1 O O 2 3 O O O 1 34

CRTF2 213(7) 411(18) 1237(32) 1109(35) 277(21) 101(1O) 5(3) 43(6) 27(4) 5(3) 5(3) 11(3) 11(4) O 345613 13 9 NS 1 3 1 4 3 1 1 2 1 O 52

CRTFl 251(14) 256(12) 37(3) 2309(59) 128(13) 91(8) 11(3) 11(4) 5(3) 11(4) 5(3) 5(3) 21(3) O 314112 13 5 NS 3 4 2 2 1 2 1 1 2 O 48

CT+F2 149(6) 149(13) 32(7) 107(14) 27(6) 5(3) O 11(3) 5(3) 5(3) O O O 11(4) 50118 9 4 NS 3 1 O 2 1 1 O O O 1 40

CT+ FI 120(8) 64(5) 624(11) 488(13) O O O O 24(6) 16(5) O O O O 1336

7 6 7 1 O O O O 3 2 O O O O 26

CTF2 117(9) 171(10) 123(11) . 203(11) 21(5) 112(8) O 11(3) 21(4) 5(3) 21(6) 5(3) 16(4) O 827

10 lL 9 NS 1 2 O 2 o" 4 1 4 1 1 O 46

CTFl 240(10) 600(3) 352(21) 304(20) 104(10) 40(3) O O 16 O 8(3) O 8(3) O 1672

12 11 5 1 1 1 O O 2 O 1 O 1 O 35NS iodicates the preseoce of imago in the sites where termite soldiers was not collected. Morphospecies levei ideotificatioo was based 00 soldier morphology. ColeoA-Coleoptera adult;ColeoL - Coleoptera larvae; Hym- Hymeooptera; Isop - Isoptera; Oligo - Oligochaeta; Diplo - Diplopoda; Chilo- Chilopoda; Dipt - Diptera; Hemip -Hemiptera; Lepido - Lepidoptera; Aracni - Aracoidae; Blat - Blatodea; Gaster- Gasteropoda; Orthop- Orthoptera.

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a

Coleo(L)

Oligo

Isop

Hym

b p<O.O\ c p<O.02

Figure 1. Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofauna density of grand groups and PCA analysis for soilmanagement systems (b) and effect of soil til1age systems (c) in a central plateau at Planaltina, DF. Cerr - Cerrado; C ­Continuous crop; CR - Crop/Pasture rotation; Past - Continuous pasture; PR - Pasture/Crop rotation; T+ - ConventionalTillage; T- - No-tillage; p - probability for groupings to be non-significant (permutation tests). Coleo(A) - Coleopteraadult; Coleo(L) - Coleoptera larvae; Miri - Miriapoda; Isop - Isoptera; Oligo - Oligochaeta; Hym - Hymenoptera; Dip(L}- Diptera larvae; Others.

.........

.........~

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a

Isop

F2= 18.86%

DiP{L)

~~

b p<O.OOI I C

..

p<O.OO3

Figure 2. Correlation circle with factorial axes FI and F2 (a) of soil macrofauna morphoespecies richness of grand groups and PCAanalysis for soil management systems (b) and soil tillage systems (c) in a central plateau at Planaltina, DF. Cerr - Cerrado;C - Continuous crop; CP - Crop/Pasture rotation; P - Continuous pasture; PC - Pasture/Crop rotation; SP - ContinuousPastures; CT - Conventional Tillage; NT - No-tillage; p - probability for groupings to be non-significant (pennutationtests). Coleo(A) - Coleoptera adult; Coleo(L) - Coleoptera larvae; Miri - Miriapoda; Isop - Isoptera; Oligo - Oligochaeta;Hym - Hymenoptera; Dip (L) - Diptera; Others.

-No

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121

The PCA analysis also showed a significant impact of the soil tillage system

(p<0.02) on soil fauna density. ln Figure lc, factor 1 distinguishes the systems with out

tillage (T) from those with conventional tillage (T+) and the Cerrado plot. Factor 2 showed

a separation ofthe no-tillage system (T) from the other systems.

The permutation tests did not show any significant effects on soil fertility leveIs

(p<0.2).

3.2 MORPHOSPECIES RICHNESS AND SHANNON INDEX

A total of 234 morphospecies were found, distributed among 30 subgroups

(Orders or families). Highest morphoespecies richness was observed in the 4 year old

soybean in CR system and in the native savannah (Cerrado) with 52 and 51

morphoespecies, respectively. Lowest richness (21 morphospecies) was found in the 4 year

old pasture in the PR system (Table 3).

Shannon diversity index (H) values were higher in the pastures and soybean

fields than in the native Cerrado vegetation (Table 4). ln the Cerrado, the Shannon index

was 1.47, whereas in the 4-year old-pasture under rotation with no tillage (CR T FI) and

continuous soybean fields with corrective fertilization (C T F2 and C T+ F2) the values

reached 3.32, 3.41 and 3.36, respectively. ln pastures it remained fairly constant, ranging

from 2.76 - 2.96 with rotation and 2.45 in the 13-year old continuous pasture. ln 4-year-old

crops, however, H ranged from 2.73 to 1.87, with lowest values fairly close to those of

Cerrado vegetation.

The PCA analysis for morphospecies richness data (Figure 2a) showed that the

first two factors explained 39.5% of the variance, FI (20.64%) and F2 (18.86%). Factor 1

distinguished communities dominated by Hymenoptera, Coleoptera adults, Myriapoda and

"others", which were the groups with high morphospecies richness, from those with lower

diversities (Fig. 2a and Table 2). Thus, factor 1 separated the continuous systems (Past and

C), Cerrado (Cerr) and the crop-pasture rotation system (CR) from the pasture-crop rotation

(PR) (Fig. 2b).

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122

Table 3. Species richness, number of individuais and Shannan index (± standard deviatian)of soil macroinvertebrates morphoespecies in crop-pastures systems and Cerradovegetation at Planaltina-DF, 2004.

,

Systems Species richness Individuals I

CR TF2 52 443CER 51 440CR TF1 48 156C T F2 46 117c~n ~ ~

PAST 38 302C T FI 35 202CR rF1 34 109PR T+ FI 32 125

PRTF1 28 174CT+F1 26 120CR T+ F2 26 69

~rn n ~

PR T F2 21 124lNumber of individuais collected in ali sampled monoliths

Shannon index Evenness

2.76 (0.06) 0.691.47 (0.09) 0.373.32 (0.08) 0.853.41 (0.08) 0.893.36 (0.10) 0.912.45 (0.07) 0.672.81 (0.07) 0.792.96 (0.10) 0.842.73 (0.10) 0.782.30 (0.09) 0.692.30(0.11) 0.702.80 (0.11) 0.862.14 (0.17) 0.691.87 (0.13) 0.61

Factor 2 separated the systems characterized by the presence of Isoptera and

Hymenoptera morphospecies from those with greater presence of species of Oligochaeta,

Coleoptera larvae, Diptera larvae, Myriapoda, Coleoptera adults and other. As was

observed with soil fauna density, factor 2 distinguished sites with rotation (CR and PR)

from the continuous systems (C and Past) and Cerrado vegetation (Cerr) (Fig. 2b).

Permutation tests showed a significant impact of types of land use and soil tillage on soil

fauna communities (p<0.001 and p<0.003, respectively) (Fig. 2bc) whereas the effect of

soil fertility levei was not significant (P<O.l6).

3.3 VERTICAL DISTRIBUTION

Allland use systems had a clear concentration of invertebrates in the O- 10 cm

layer (Figure 3). ln the Cerrado system, only 1% ofthe organisms were found in the litter,

61% in the 0-10 cm layer, 31 % in the 10-20 cm layer, and 7 % in the 20-30 cm layer. The

cultivated systems showed the sarne general trend, i.e. 1-13 % in the litter, 52,,;85 % in the

0-10 cm layer, 5-27 % in the 10-20 cm layer and 2-23 % in the 20-30 cm layer, with some

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123

variations. ln the continuous pasture the vertical distribution is quite similar to that under

Cerrado vegetation. ln the crop/pasture rotation (CR) animals were found much deeper in

the soil, with similar abundances in 10-20 cm and 20-30 cm layers. The contrary generallyI

occurred under continuous crop and the pastures (PR), where the macrofauna was found

predominantly in the 0-10 cm layer.

A large part of the population of Coleoptera adults (22 %), Lepidoptera larvae

(53 %) and Hemiptera (26 %) and various other macrofauna (%), i.e. mostly organic matter

feeders, are concentrated in the litter (Figure 4). The remaining groups, including

geophagous invertebrates, were predominant in the upper 10 cm of soil, with 85 % of the

Oligochaeta and 75 % of Coleoptera larvae being found there. ln the lower layers (10-30

cm), the most abundant groups were the Isoptera (43 %), Diptera larvae (32 %) and

Hymenoptera (30 %). lsoptera were the most abundant group (46% of total soil fauna

density), and they were predominant in the 0-20 cm layer (85%).

• 20-30 ~ 10-20 a 0-10 o Lítter

CT-F2

CT+Fl

CT+F2

CRT-Fl

CRT-F2

CRT+Fl

CRT+F2

PRT-Fl

PRT-F2

PRT+Fl

PRT+F2

~

CER

0'/0 v/o 40% eoss 80% 100"/0

Figure 3. Vertical distribution of all macrofauna group density in the litter and differentsoil depths for treatments (in percent of the sum of all groups).

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124

• 20-30 l'i3 10-20 e 0-10 O litter100%

80%

00'/0

40%

0%

iii IIColeo Coleo Hym Isop Miri Dip Olig> Oh

(A) (L)

Figure 4. Vertical distribution of some macrofauna group density in the litter and differentsoil depths for Cerrado and crop-pastures (in percent of the sum of all depths).Coleo(A) - Co/eoptera adults, Coleo(L) - Co/eoptera larvae, Hym ­Hymenoptera, Isop - Isoptera, Miri - Myriapoda, Dip - Diptera larvae, Oligo ­Oligochaeta, Oth - Others.

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4 DISCUSSION

The diversity of the macroinvertebrates found at the study site was re1ative1y

high (234 morphospecies) compared with other sites studied in the tropics (Lavelle et al.,

2006; Decaens et al., 1994). ln the native Cerrado 51 morphospecies were observed. ln

spite of the high diversity, the Shannon diversity index was lower than other systems.

Contrasting to what has generally been found in on native vegetation performed in

Amazonia (Barros et al. 2002; Mathieu et al. 2005) in Argentine fallows (Thomas et al.,

2004) and in Brazi1ian Cerrado (Silva et al. 2006). The 10w evenness associated with the

Shannon index is due to the heterogeneous distribution of the frequency of'species and

number of individuals (Magurran, 1988). ln the present case, the 10w equitabi1ity and

Shannon index are probab1y due to the 1arge number of lsoptera (4340 ind.) and

Hymenoptera (244 ind.) found in a few samp1es. This high1ights the difficu1ties 1inked to

social insects that have a high1y aggregated distribution.

Under the agrosystems, the morphospecies richness of macroinvertebrate

communities varied significant1y in re1ation to soi1 management systems and soi1 tillage

type (Figures 2b,c). ln the CR T" F2 and CR T FI systems (soybean B. brizantha

association), 52 and 48 morphospecies were identified, respective1y. A smaller number was

observed in the continuous pastures (38 morphospecies), pasture in rotation (21-32), as well

as in continuous annua1 crops (26-46). The lowest va1ues were observed in annua1 crops

system, with on1y 22 and 21 morphospecies in PR T+ F2 and PR T F2, respective1y.

The PCA ana1ysis showed that no-tillage systems (T") were c1ear1y different

from the Cerrado and continuous pastures from conventiona1 tillage. The crop/pasture

rotation system (CR and PR), as well as the no-tillage system (T) have a greater richness of

Co1eoptera 1arvae, Diptera 1arvae and 01igochaeta, probab1y due to the quantity of organic

matter produced by the grasses, and a better qua1ity of the organic matter added by the

soybean crop. Likewise the biological activity is concentrated in the upper few centimeters

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126

of the soil, with an insignificant proportion of invertebrates in the litter (1%), as also

observed by Balbino et al. (2002).

The macrofauna density shows different patterns. The Cerrado has a higher

density of índividuals compared to pastures and crops. Most of the studies have shown

contrast results (Lavelle et al., 1992; Decaêns et al., 1994, Silva et al., 2006). The pasture

systems (P and PR) showed a high density of Oligochaeta and Coleoptera larvae, i.e.

species specialized in bioturbation, creating biogenic structures and modifying soil

porosity. A significant increase in earthworm density and biomass in pasture systems has

been observed in many tropical pastures (Lavelle and Pashanasi 1989; Lavelle et al. 1992;

Barros 1999; Brown et al., 2001; Brown et al., 2004). Even with high density, especially in

PR, these systems seem to be favorable to the physical properties ofthe soil (Oades, 1993).

The large density under crop pasture systems (CR) was largely accounted for the presence

of Hymenoptera and lsoptera and also by the variations in Coleoptera adults, Myriapoda

and other macroinvertebrate, i.e. species ofthe litter. Likewise, the Cerrado is characterized

by a high density of lsoptera and Hymenoptera. Such factors as poor litter quality, e.g. high

CIN, occurrence of vacant niches and reduced temperature at the soil surface may explain'.significant increases in lsoptera density (Constantino, 2005). No-tillage systems (T) are

also characterized by higher densities of Diptera larvae and Hymenoptera along with litter­

dwelling species.

ln general, our results showed that the crop-livestock integrated systems,

associated to a better vegetal cover diversity, present more favorable condition for the

development of macrofauna as showed by Silva et al. (2006) a1so in the Cerrado region.

However, the current1y land use management in tropical agro-ecosystems has not

dedicating necessary attention to soil macrofauna and their role in soil function. A1though

in these region, more studies are needed to identify the best possible combinations ofplant

species and spatial arrays to allow optimal production and sustainability.

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5 CONCLUSIONS

1. Soi1 management systems and tillage have c1ear impacts on the structure of

soil macrofauna communities in Cerrado soi1s.

2. Parameters such as soi1 fauna density and morphoespecies richness can be

used as too1s to measure the impact of different forms of 1and used, and can serve as

indicators ofbest soi1 management practices.

3. Integrated crop-1ivestock systems present more favorab1e conditions for the

development of soil macrofauna communities, specially Co1eoptera and Oligochaeta, and

represent systems which are useful for soi1 biodiversity conservation compared to

conventiona1 systems. Yet more studies are needed to eva1uate the evo1ution of macrofauna

communities during the rotation sequence to confinn the present trends.

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..

6 ACKNOWLEDGEMENTS

This study is part of the research projects "Alternativas de associação de

culturas anuais e pastagens, visando sistemas integrados lavoura-pecuária na região do

Cerrado" and "Cartografia de paisagens do bioma Cerrado e funcionamento de solos

representativos" funded by EMBRAPA Cerrados and EMBRAPA Arroz e Feijão, Brazil,

and by the Institute of Research for Development (IRD), France, under the approval of the

Brazilian Cooperation Agency (ABC). We thank. Embrapa Cerrados and Laboratoire

dEcologie des Sols Tropicaux - UMR 137 biosol - France for support in field and

laboratory work, and also IRD/DSF for the granting ofa PhD scholarship to the first author.

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..

7. REFERENCES

ANDERSON, J. M.; INGRAM, 1. S. L Tropical soil biology and fertility. A handbook ofmethods. 2ed. Wallingford, UK.: CAB Intemational., 1993. 22lp.

BALBINO, L. C.; BROSSARD, M.; LEPRUN, J. C.; BRUAND, A. Mise en valeur desFerralsols de la région du Cerrado (Brésil) et évolution de leurs propriétés physiques : uneétude bibliographique. Étude et Gestion des Sois, Paris, v. 9, p. 83-104,2002.

BARCELLOS, A O. Sistemas extensivos e semi-intensivos de produção: pecuária bovinade corte nos cerrados. ln: SIMPÓSIO SOBRE O CERRADO, 8., 1996, Planaltina.Resumos... Planaltina:EMBRAPA - CPAC, 1996. p. 130.

BARETTA, D.; MAFRA, A. L.; SANTOS, 1. C. P.; AMARANTE, C. V. T.; BERTOL, LAnálise multi variada da fauna edáfica em diferentes sistemas de preparo e cultivo do solo.Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 41, p. 1675-1679,2006.

BARROS, E. Effet de la macrofaune sur la structure et les processus physiques du soldes pâturages dégradés d'Amazonie. 1999. Thesis (PhD Ecologie du Sol) UniversitéParis VI, Paris.

BARROS, E.; CURMI, P.; HALLAlRE, V.; CHAUVEL, A.; LAVELLE, P. The role ofmacrofauna in the transforrnation and reversibility of soil structure of an oxisol in theprocess offorest to pasture conversion. Geoderma, Amsterdarn, v. 100, p. 193-213,2001.

BARROS, E.; NEVES, A; BLANCHART, E.; FERNANDES, E. C.; WANDELLI, E.;LAVELLE, P. Development ofthe soil macrofauna cornrnunity under silvopastoral andagrosilvicultural systems in Amazonia. Pedobiologia, v. 47, p. 273-280, 2003.

BARROS, E.; PASHANASI, B.; CONSTANTINO, R.; LAVELLE. P. Effects ofland usesystem on the soil macrofauna in westem Brazilian Amazonia. Biology and Fertility ofSoils, v. 35, p. 338-347,2002.

BENITO, N. P.; BROSSARD, M.; PASINI, A.; GUIMARÃES, M. F.; BOBILLIER, B.Transforrnations of soil macroinvertebrate populations after native vegetation conversion topasture cultivation (Brazilian Cerrado). European Journal of Soil Biology, v. 40, p. 147­154,2004.

BLANCHART, E.; LAVELLE, P.; BRAUDEAU, E.; LE BISSONAIS, Y.; VALENTIN,C. Regulation of soil structure by geofagous earthworm activities in humid savannas ofCote d'Ivoire, SoU Biology Biochemistry, v. 29, p. 431-439,1997.

Page 132: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

130

BRANDON, K.; FONSECA, G. A B.; RYLANDS, A B.; SILVA, 1. M. C. Challenges andopportunities in Brazilian conservation. Conservation biology, v.19, p.595-600, 2005.

BROWN, G. G.; BENITO, N. P.; PASINI, A; SAUTTER, K. S.; GUIMARAES, M. F.;TORRES, E. No-tillage great1y increases earthworm populations in Parana state, Brazil.Pedobiologia, v. 47, p. 764-771,2003.

BROWN, G. G.; FRAGOSO, C.; BAROIS, 1.; ROJAS, P.; PATRÓN, 1. C.; BUENO, J.;MORENO, A. G.; LAVELLE, P.; ORDAZ, V.; RODRÍGUEZ, C. Diversidad y rolfuncional de la macrofauna edáfica en los ecosistemas tropicales mexicanos. ActaZoologica Mexicana, v. 1, p. 79-110. 2001.

CONSTANTINO, R. Padrões de diversidade e endemismo de térmitas no bioma Cerrado.ln: SCARIOT, A, SOUZA, J.C., FELFILI, J.M. (ed.) Cerrado: ecologia, biodiversidade econservação. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2005.

DECAENS, T.; JIMENEZ, J. J. Earthworms communities under agricultural intensificationgradient in Colombia. Plant and SoU, v. 240, p. 133-143,2002.

DECAENS, T.; JlMÉNEZ, J. 1.; BARROS, E.; CHAUVEL, A.; BLANCHART, E.;LAVELLE, P. SoU macrofauna communities in permanent pastures derived from tropicalforest or savanna. Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 103, p. 301-312, 2004.

DECAENS, T.; LAVELLE, P.; nMENEZ, J. J.; ESCOBAR, G.; RIPPSTEIN, G. Impact ofland management on soil macrofauna in the Oriental L1anos of Colombia. EuropeanJournal ofSoil Biology, v. 30, p. 157-168, 1994.

DORAN,1. W. SoU hea1th and global sustainability: translating science into practice.Agriculture, Ecosystems and Environment, v. 88, p. 119-127,2002.

EMBRAPA Centro Nacional de Pesquisa de Solos (Rio de Janeiro). Sistema Brasileiro deClassificação de solos. 2.ed. Rio de Janeiro, 1999. 412p.

FEBRAPDP, Federação Brasileira de Plantio Direto na Palha. Evolução do plantio diretono Brasil. 2002. Disponível em: <http://www.febrapdp.org.br/areayd_brasil_2002.htm>.Acesso em 20/12/2006.

FRAGOSO, C.; BROWN, G. G.; PATRÓN, J. C.; BLANCHART, E.; LAVELLE, P.;PASHANASI, B.; SENAPATI, B.; KUMAR, T. Agricultural intensification, soilbiodiversity and agroecosystem function in the tropics: the role ofearthworms. AppliedSoil Ecology, v. 6, p. 17-35, 1997.

IUSS WORKING GROUP WRB. 2006. World reference base for soil resources 2006.World Soil Resources Reports N° 103. FAO, Rome, 128p.

KLINK, C. A; MACHADO, R. B. Conservation ofthe Brazilian Cerrado. ConservatíonBiology, v. 19, p. 707-713, 2005.

Page 133: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

131

KLUTHCOUSKI, J.; STONE, L. F.; AIDAR, H. Integração lavoura-pecuária. SantoAntônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2003. 570p.

LAL, R. Soil carbon sequestration impacts on global c1imate change and food security.Science, v. 304, p. 1623-1627,2004.

LAVELLE, P. Assessing the abundance and role of invertebrate communities in tropicalsoils: aims and methods. Journal of African Zoology, v. 102, p. 275-283, 1988.

LAVELLE, P. Fauna1 activities and soil processes: adaptive strategies that determineecosystem function. Advances in Ecological Research, v. 27, p. 93-132, 1997.

LAVELLE, P.; BARROS, E.; BLANCHART, E.; BROWN, G. G.; DESJARDINS, T.;MARIANI, L.; ROSSI, 1. Soil Organic Matter management in the tropics: why feeding thesoil macrofauna? Nutrient Cycling in Agroecosystems, v. 61, p. 53-61,2001.

LAVELLE, P.; BLANCHART, E.; MARTIN, A. A hierarchica1 mode1 for decompositionin terrestria1 ecosystems. Application to soi1s in the humid tropics. Biotropica, v. 25, p.130-150, 1993.

LAVELLE, P.; BLANCHART, E.; MARTIN, A.; SPAIN, A. V.; MARTIN, S. Impact ofsoi1fauna on the properties ofsoils in the humid tropics. ln: SEGOE, S. (ed.) Myths andScience in Soils of the tropics. Madison, WI: Specia1 publication. Soil Science Society ofAmerica (SSSA). 1992. p.157-185.

LAVELLE, P.; DECAENS, T.; AUBERT, M.; BAROT, S.; BLOUIN, M.; BUREAU, F.;MARGERIE, F.; MORA, P.; ROSSI, 1. P. Soil invertebrates and ecosystem services.European Journal of Soil Biology, v. 42, p. S3-S15, 2006.

LAVELLE, P.; PASHANASI, B. Soil macrofauna and land management in PeruvianAmazonia (Yurimaguas, Loreto). Pedobiologia, v. 22, p. 283-291, 1989.

MAGURRAM, A. E. Ecological diversity and its measurement. Princeton: PrincetonUniversity Press, 1988. 179p.

MATHIEU, 1.; ROSSI, J. P.; MORA, P.; LAVELLE, P.; MARTINS, P. F.; ROULAND,C.; GRIMALDI, M. Recovery of Soil Macrofauna Communities after Forest C1earance inEastern Amazonia, Brazil. Conservation Biology, v. 19, p. 1598-1605,2005.

OADES, J. M. The role ofbiology in the formation, stabi1ization and degradation ofsoilstructure. Geoderma, Amsterdam, v. 56, p. 377-400, 1993.

OLIVER, L; BEATIIE, A.1. Invertebrate morphospecies as surrogates for species: a caseofstudy. Conservation Biology, v.lO, p.99-109, 1995.

SANO, E. E.; BARCELLOS, A. O.; BEZERRA, H. S. Assessing the spatial distribution ofcultivated pastures in the Brazilian savanna. Pasturas Tropicales, v. 22, p. 2-15, 2000.

Page 134: INTEGRAÇÃO LAVOURA-PECUÁRIANUM LATOSSOLO DO …horizon.documentation.ird.fr/exl-doc/pleins_textes/doc34-08/010038… · INTEGRAÇAO LAVOURA-PECUARIANUM LATOSSOLO DO CERRADO: IMPACTO

132

SCHEFFLER, P. Y. Dung beetle (Coleoptera: Scarabaeidae) diversity and communitystructure acrossthree disturbance regimes in eastem Amazonia. Journal of TropicalEcology, v. 21, p. 9-19, 2005.

SILVA,R. F.; AQUINO, A. M.; MERCANTE, F. M.; GUIMARÃES, M. F. Macrofaunainvertebrada do solo sob diferentes sistemasde produçãoem Latossolo da Região doCerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 41, p. 697-704, 2006.

SOIL SURVEYSTAFF, 1998. Keys to Soil Taxonomy. 8 ed. United States Department ofAgricu1ture, Natural Resources Conservation Service,Washington, 326p.

SOUTHWOOD, T. R. E.; HENDERSON, P. A. Ecological Methods. Oxford: B1ackwellScience, 2000. 575p.

THIOULOUSE, 1.; CHESSEL, D.; DOL'EDEC, S.; OLIVIERJ. M. ADE-4: a multivariateanalysis and graphica1 disp1ay software. Statistics Computing, v. 7, p. 75-83, 1997.

THOMAS, F.; FOLGARAIT, P.; LAVELLE, P.; ROSSI, J. P. Soil macrofauna1communities along an abandoned rice fie1d chronosequence in Northem Argentina AppliedSoU Ecology, v. 27, p. 23-29,2004.

VIEIRA, J. M.; KICHEL, A. N. Estabelecimento e recuperação de pastagens de Panicummaximum. ln: SIMPÓSIO SOBRE O MANEJO DA PASTAGEM, 12., 1995, Piracicaba.Anais... Piracicaba: Fea1q, 1995. p. 147-196.

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CONSIDERAÇÕES FINAIS

Comparando os dados extraídos dos capítulos que compõem esta tese, pode-se

concluir que:

1. A atual taxa de conversão de áreas nativas em pastagens ou áreas agrícolas

pode ser diminuída com a adoção de sistemas de integração lavoura-pecuária, que

permitirão um melhor funcionamento físico e biológico do solo. A adoção deste sistema

possibilitará a exploração mais racional das áreas agrícolas ou pastagens do Bioma Cerrado

sem a inclusão de novas áreas ao sistema produtivo. A contenção da abertura de novas

áreas, por meio da incorporação, sobretudo das pastagens degradas ao sistema de produção

integrado (agricultura e pecuária), permitirá reduzir a pressão sobre as áreas de tensão

ecológica entre o Cerrado e outros Biomas, principalmente sobre Amazônico.

2. Em geral, os sistemas de integração lavoura-pecuária associados ao sistema

de plantio direto apresentam uma melhor condição ao desenvolvimento e colonização de

alguns grupos da macrofauna, entre eles as comunidades dos Oligochaeta e Coleoptera,

que tem papel chave na estruturação do solo, porém, mais estudos deverão ser realizados

para identifícar sistemas integrados baseados em uma melhor diversidade vegetal incluindo

a associação entre espécies gramíneas e leguminosas, que parece ser um dos mais

importantes fatores determinantes da biodiversidade no solo.

3. Os sistemas de uso interferiram no funcionamento físico-hídrico do solo e

nos estoques de carbono e nitrogênio na camada de 0-30 cm. Observou-se uma tendência

de acúmulo destes elementos nos sistemas sob plantio direto. Os resultados mostraram

também que 13 anos de manejo sob integração lavoura-pecuária não permitiram identificar

quais sistemas são mais sustentáveis em relação ao seqüestro de carbono atmosférico, além

disso, a metodologia de cálculo dos estoques interfere significativamente nos resultados e

limita a comparação com a literatura existente. Por outro lado a espectroscopia de infra­

vermelho próximo apresentou-se como uma ferramenta útil na quantificação das

concentrações de carbono e nitrogênio do solo, o que poderá facilitar a pesquisa sobre a

dinâmica da matéria orgânica e o seqüestro de carbono em agroecossistemas.

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,

134

5. Em seus diferentes domínios, os temas abordados na tese permitiram"

identificar como os fatores antrópicos, ligados ao modo de gestão e uso do solo, e as

práticas culturais, influenciam: (i) a diversidade e atividade da macrofauna do solo, (ii) o

funcionamento físico-hídrico e (iil) a dinâmica do carbono e do nitrogênio do solo.

Ademais, o estudo permitiu avaliar o impacto dos sistemas de integração lavoura-pecuária

e compreender como eles influenciam no funcionamento do solo.

6. O estudo permitiu desenvolver metodologias específicas de análise do

funcionamento do solo em agroecossistemas baseado em algumas interações bio-fisico­

químicas. Todavia, um estudo da cronosequência, que permita avaliar os diferentes

atributos do solo durante os ciclos de rotação, deverá ser realizado nos sistemas com o

objetivo de compreender a evolução destes atributos do solo ao longo do tempo. O

conhecimento desta evolução, permitirá, através da confecção de indicadores globais para

cada sistema, identificar quais sistemas são mais sustentáveis do ponto de vista

conservacionista. Adicionalmente, a confecção de sub-indicadores para cada atributo"

físicos, químicos e biológicos, permitirá identificar quais são os indicadores mais sensíveis

da qualidade do solo.

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ANEXOS

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Anexo 1. Vista geral do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em área experimentalda Embrapa Cerrados, coordenadas 15° 35' S e 47° 42' W, Planaitina, DF.

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Anexo 2_ Croqui do ensaio de Integração Lavoura-Pecuária em área experimental daEmbrapa Cerrados, Planaltina, DF.

S3P=Rotaçâo de pastagemconsorciadallavoura;S4= Lavoura contínua;S5= Cerrado nativo.

Sistemas:SI= Pastagem contínua de gramínea RUfa;S2= Pastagem consorciada contÚ'lua< ;S3 L=Rotação lavoura/pastagemcoDSorc iacla;Preparo do solo;

TI =Preparo dinâmico (ano 1: arado de disco; ano2: grade aradora)T2=Plantio direto

Fertilidade:PastagemFI=(V=30%)+ (20 kg ha-) de P20S+50ppm de K) ano-)F2=(V=SO%)+(20 kg ha-I de P20S+SOppro de K + 60 kg ha-\ de N) ano· I ; naspastagens consorciadas não será aplicado nitrogênio.LavouraFI =Adubação de manutençãoF2=Aduhação corretiva gradual

··'-+~Cumd ~;, ,BR02~.+

55 55

51 52

53LT2 53PT2

54 53LT1

S3LT1

53PT2

52 53PT1

S3PT1 53LT2

56 55

Repetição I Repetlç;lo 11

Pastagem o Lavou 111

51525453PS3L

rcio

I tla'f dt ãRepresen aç o esquema lca as sequeoClas "Dura rpas a2em.Anos

1991/92 -+ 1994/95 .. 1999/00 -+ 2004108 ..Pastal!;em pura contínWl

Pasta2em consorciada contínuaLavoura continua

Pasta2em Lavoura Pasta~em LavouraLavoura Pastae:em Lavoura Pastaeem

I 'Tratamento não avaliado na tese devido à baixa densidade de le osas no cons6

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Anexo 3. Relação de fertilizantes aplicados no experimento de integração lavoura-pecuária.Embrapa Cerrados, Planaltina DF, 2004.

Ano-culturas F1 F2

Calcário N P20S K20 Mlcros' Gesso2

Calcário N P20s K20 Micros' Gesso2

...tlha... .................kg/ha......................tlha .. ..tlha... .........................kg/ha ........... ..tlha..Culturas anuais

1991-soja 3.4 53 30 11.7 5.8 98 98 63 2.8

1992-soja 50 30 10 100 1001993-milho 35 50 30 1,0· 80 100 60 2'1994-soja 50 30 10 100 1001995-milho 40 50 50 11 80 100 100 22

1996-soja 50 30 10.1 90 901997-milho 40 49 29 0,8' 70 102 61 1,6'1998-soja 42 42 0,6" 83 83 1,2·'1999-soja 1.0 50 50 1.7 100 1002000-milheto 5 50 45 5 50 452001-soja 50 50 100 1002002-milheto2003-soja 50 50 100 1002004-soja 5 50 38 10 100 902005-sorgo

Culturas anuais após um cicio com pastagens1995-milho 40 50 50 11 80 100 100 22 2.81996-soja 50 30 10 90 901997-milho 40 49 29 0,8' 70 102 61 1,6·1998-soja 42 42 0,6·' 83 83 1,2·'1999-soja 53 53 1.7 100 1002000-milheto 5 50 45 5 50 452001-80ja 50 50 100 1002002-milheto O O O O O O2003-soja

5 50 50 100 1002004-soja 5 50 38 10 100 902005-sorgo O O O O O O

Pastagens após um ciclo com culturas anuais

19964

1997 20 201999 16 16 1.7 16 162002 40 30 40 40 30 3020032004 - Marand2005 - Marand

Pastagens contlnuas3

1991 3.4 90 30 5.8 90 301994 20 201997 20 201999 44 44 1.0 40 44 442002-Bd 40 30 40 40 30 402002-Bd/5g 30 60 30 60200320042005, MlaorUrientes aplicados nafonnade F.T.E. BR-12.

( 9" de Zn; 1,8016 de B; 0,80% de Cu;3,00% de Fe;2,00" de Mn; e a.10" deMo)

.. • Microl'lJlrleNeS aplicados naforma de F.T.E. BR-10.( 7% de ln; 2,50% deB;1,00% deCu; 4,00% deFe;4,00" de Mn; 0,10deMo;e 0,10'16 deCoIZ Teorde égUB ro gesso erade 22,6".3 A partir de 1994 a. adtbaç6es fONlm reellzadas emcobertulas.

Emnovembro de 1gggaspastagens contlmas fOl1llm renovadas pela substituição docapim anclropogon pela B.deambens.Naro~ lavoura pasto, o capim ancIropogon foi subslitu'do pelo P. maximum cv.Tanzânia.• A pastagem foi p1arcada noresidualda~o doscUlivos anleriores... Zinco apNcado _ta da f6lm.. 05-25-15.(],4 (NPKZn) e" alravés da tómllJa 20-20.(],3 (PKZn)

• Em 2003 e 2004 foi utilizadaa fórmlAa 0~2()+micrD

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-.. ,..

Anexo 4. Dados brutos para cada tratamento, repetição e profundidade de resistência à penetração (Rp em MPa), umidade gravimétrica (UgRP em gcm") no momento da amostragem, densidade do solo e densidade de partículas (Ds e Dp em g cm") assim como os conteúdos gravimétricosde água no solo em equilíbrio com as tensões 1,3,6, 10,33,80,400, 1000 e 1500 KFa respectivamente, obtidos pelo método da centrífuga.

Trat Rep Prof Rp UgRP Ds Dp UgO Ugl Ug3 Ug6 UgIO Ug33 Ug80 Ug400 UgIOOO Ug1500LP-D 1 5 0.889 0.395 1.083 2.649 0.483 0.464 0.442 0.422 0.402 0.357 0.331 0.304 0.269 0.254LP-D 1 15 1.189 0.371 1.005 2.761 0.543 0.520 0.474 0.418 0.385 0.330 0.307 0.284 0.256 0.244LP-D 1 25 1.318 0.342 0.992 2.800 0.559 0.549 0.467 0.383 0.376 0.369 0.301 0.281 0.258 0.249LP-D 1 45 1.532 0.341 0.994 2.761 0.549 0.499 0.437 0.396 0.375 0.327 0.308 0.290 0.266 0.258LP-D 2 5 0.987 0.378 1.140 2.649 0.435 0.418 0.404 0.394 0.383 0.348 0.325 0.298 0.264 0.249LP-D 2 15 1.293 0.380 0.941 2.761 0.606 0.589 0.510 0.423 0.397 0.348 0.321 0.291 0.264 0.252LP-D 2 25 1.397 0.367 0.923 2.800 0.654 0.597 0.452 0.386 0.373 0.343 0.323 0.293 0.267 0.255LP-D 2 45 1.526 0.335 0.963 2.761 0.584 0.540 0.470 0.410 0.374 0.327 0.306 0.285 0.263 0.254LP-D 3 5 1.410 0.389 1.081 2.649 0.402 0.388 0.369 0.348 0.329 0.284 0.260 0.232 0.198 0.182LP-D 3 15 1.440 0.391 0.930 2.761 0.620 0.599 0.503 0.414 0.391 0.338 0.313 0.278 0.254 0.244LP-D 3 25 1.502 0.354 0.967 2.800 0.662 0.625 0.467 0.441 0.418 0.378 0.356 0.341 0.320 0.314LP-D 3 45 1.759 0.337 1.000 2.761 0.645 0.606 0.524 0.480 0.453 0.405 0.383 0.362 0.337 0.330PL-C 1 5 1.649 0.320 1.168 2.613 0.433 0.417 0.399 0.376 0.353 0.324 0.303 0.276 0.248 0.222PL-C 1 15 1.643 0.325 1.081 2.722 0.512 0.485 0.423 0.346 0.316 0.282 0.265 0.251 0.233 0.216PL-C 1 25 1.692 0.288 1.055 2.841 0.507 0.445 0.385 0.331 0.308 0.269 0.255 0.237 0.224 0.210PL-C 1 45 1.624 0.305 1.015 2.613 0.542 0.501 0.401 0.344 0.314 0.272 0.258 0.239 0.225 0.218PL-C 2 5 1.551 0.314 1.233 2.613 0.403 0.391 0.383 0.371 0.347 0.313 0.291 0.267 0.241 0.217PL-C 2 15 1.563 0.334 1.145 2.722 0.446 0.435 0.395 0.341 0.318 0.280 0.265 0.246 0.231 0.214PL-C 2 25 1.673 0.302 1.028 2.841 0.550 0.495 0.425 0.346 0.319 0.278 0.262 0.243 0.227 0.213PL-C 2 45 1.698 0.310 1.075 2.613 0.521 0.417 0.406 0.350 0.315 0.270 0.255 0.235 0.220 0.214PL-C 3 5 1.753 0.320 1.172 2.613 0.369 0.358 0.352 0.341 0.309 0.266 0.243 0.217 0.191 0.168PL-C 3 15 1.790 0.323 1.117 2.722 0.481 0.464 0.416 0.352 0.329 0.293 0.279 0.259 0.243 0.225PL-C 3 25 1.937 0.293 0.982 2.841 0.508 0.438 0.348 0.293 0.262 0.219 0.205 0.184 0.169 0.161PL-C 3 45 1.851 0.302 0.995 2.613 0.505 0.473 0.383 0.327 0.295 0.247 0.232 0.211 0.196 0.189L-C 1 5 0.196 0.339 1.072 2.800 0.492 0.480 0.449 0.386 0.354 0.305 0.283 0.249 0.232 0.215L-C 1 15 0.785 0.326 1.157 2.722 0.429 0.412 0.379 0.338 0.314 0.277 0.258 0.233 0.221 0.209L:C 1 25 1.189 0.297 1.159 2.722 -0.406 0.390 0.347 0.321 0.302 0.267 0.251 0.231 0.219 0.206L-C 1 45 1.171 0.288 1.020 2.722 0.536 0.496 0.420 0.351 0.310 0.272 0.255 0.241 0.228 0.219L-C 2 5 0.411 0.342 1.082 2.800 0.482 0.469 0.444 0.388 0.353 0.300 0.280 0.248 0.230 0.214L-C 2 15 0.803 0.321 1.153 2.722 0.426 0.415 0.382 0.352 0.329 0.287 0.267 0.242 0.227 0.212L-C 2 25 1.207 0.310 1.141 2.722 0.442 0.405 0.339 0.311 0.292 0.259 0.244 0.228 0.219 0.208

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.-a;

Anexo 4. Continuação...L-C 2 45 1.201 0.299 1.029 2.722 0.506 0.491 0.397 0.358 0.319 0.280 0.260 0.243 0.229 0.220L-C 3 5 0.196 0.311 1.031 2.800 0.448 0.428 0.376 0.310 0.275 0.226 0.205 0.175 0.158 0.142L-C 3 15 0.785 0.351 1.149 2.722 0.440 0.427 0.377 0.349 0.324 0.284 0.264 0.239 0.225 0.211L-C 3 25 1.189 0.311 1.188 2.722 0.488 0.482 0.429 0.386 0.359 0.331 0.316 0.303 0.291 0.282L-C 3 45 1.171 0.298 1.036 2.722 0.504 0.492 0.429 0.354 0.314 0.273 0.255 0.238 0.224 0.215L-O 1 5 0.601 0.361 1.140 2.685 0.442 0.428 0.401 0.369 0.350 0.309 0.289 0.262 0.238 0.229L-O 1 15 0.987 0.316 1.037 2.722 0.526 0.500 0.445 0.374 0.341 0.295 0.279 0.256 0.234 0.226L-O 1 25 1.281 0.303 0.906 2.761 0.667 0.593 0.461 0.390 0.350 0.299 0.279 0.256 0.234 0.230L-O 1 45 1.477 0.291 1.049 2.800 0.525 0.508 0.431 0.360 0.318 0.283 0.267 0.255 0.235 0.226L-O 2 5 0.895 0.363 1.163 2.685 0.437 0.419 0.392 0.366 0.350 0.310 0.292 0.263 0.238 0.227L-O 2 15 1.189 0.335 1.020 2.722 0.544 0.525 0.449 0.371 0.341 0.291 0.271 0.251 0.228 0.223L-O 2 25 1.863 0.176 1.009 2.761 0.561 0.541 0.485 0.402 0.363 0.309 0.287 0.263 0.240 0.232

L-O 2 45 1.912 0.290 1.061 2.800 0.512 0.503 0.423 0.353 0.318 0.284 0.268 0.254 0.236 0.225L-O 3 5 0.662 0.368 1.209 2.685 0.454 0.439 0.420 0.399 0.391 0.362 0.345 0.315 0.289 0.278L-O 3 15 1.299 0.329 1.011 2.722 0.551 0.532 0.470 0.400 0.370 0.314 0.289 0.261 0.236 0.230L-O 3 25 1.459 0.303 1.024 2.761 0.532 0.521 0.466 0.406 0.362 0.322 0.301 0.279 0.251 0.236

L-O 3 45 1.581 0.293 1.044 2.800 0.503 0.486 0.407 0.336 0.301 0.265 0.250 0.237 0.219 0.209PAST 1 5 1.551 0.294 1.175 2.685 0.422 0.414 0.403 0.380 0.357 0.313 0.291 0.257 0.237 0.220PAST 1 15 1.551 0.217 1.1I7 2.722 0.464 0.449 0.397 0.338 0.3II 0.275 0.262 0.240 0.224 0.212PAST 1 25 1.459 0.289 1.045 2.841 0.541 0.505 0.420 0.367 0.336 0.288 0.272 0.250 0.234 0.221

PAST 1 45 1.324 0.306 0.991 2.761 0.606 0.569 0.476 0.382 0.339 0.282 0.265 0.245 0.229 0.215

PAST 2 5 1.514 0.313 1.094 2.685 0.459 0.446 0.429 0.387 0.362 0.324 0.305 0.270 0.244 0.228

PAST 2 15 1.496 0.302 1.137 2.722 0.449 0.431 0.398 0.361 0.326 0.286 0.274 0.249 0.232 0.219

PAST 2 25 1.563 0.280 1.027 2.841 0.546 0.493 0.413 0.362 0.323 0.279 0.266 0.243 0.228 0.217

PAST 2 45 1.471 0.298 0.999 2.761 0.595 0.564 0.468 0.380 0.343 0.287 0.268 0.247 0.232 0.217

PAST 3 5 0.809 0.379 1.117 2.685 0.465 0.457 0.443 0.394 0.368 0.324 0.303 0.270 0.249 0.232

PAST 3 15 0.938 0.341 1.139 2.722 0.438 0.426 0.378 0.338 0.314 0.281 0.270 0.241 0.225 0.212

PAST 3 25 1.152 0.298 1.060 2.841 0.577 0.539 0.458 0.393 0.361 0.315 0.302 0.283 0.269 0.253

PAST 3 45 1.128 0.288 1.032 2.761 0.598 0.577 0.503 0.416 0.377 0.317 0.303 0.282 0.267 0.253

LP-C 1 5 0.233 0.272 1.050 2.649 0.493 0.463 0.414 0.364 0.334 0.282 0.258 0.226 0.207 0.190

LP-C i 15 1.036 0.281 1.075 2.761 0.460 -" 0.437 0.391 0.349 0.322 0.279 0.260 8.228 0.214 0.198

LP-C 1 25 1.152 0.134 1.062 2.800 0.460 0.450 0.403 0.358 0.330 0.285 0.266 0.231 0.217 0.200

LP-C 1 45 1.140 0.285 1.176 2.761 0.415 0.394 0.365 0.346 0.327 0.285 0.267 0.245 0.225 0.216

LP-C 2 5 0.080 0.255 1.085 2.649 0.476 0.453 0.409 0.366 0.333 0.285 0.261 0.223 0.208 0.191

LP-C 2 15 0.447 0.284 1.083 2.761 0.456 0.445 0.403 0.355 0.320 0.283 0.261 0.228 0.213 0.198

LP-C 2 25 1.042 0.282 1.092 2.800 0.436 0.425 0.380 0.336 0.310 0.272 0.255 0.227 0.215 0.201

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r:

Anexo 4. Continuação...-

LP-C 2 45 1.079 0.296 1.191 2.761 0.409 0.399 0.363 0.343 0.325 0.285 0.267 0.243 0.223 0.212LP-C 3 5 0.251 0.274 1.118 2.649 0.497 0.482 0.446 0.398 0.368 0.326 0.302 0.268 0.249 0.231LP-C 3 15 0.699 0.328 1.045 2.761 0.411 0.395 0.338 0.288 0.256 0.206 0.185 0.155 0.139 0.122LP-C 3 25 1.171 0.285 1.100 2.800 0.492 0.463 0.411 0.371 0.343 0.299 0.279 0.252 0.231 0.221LP-C 3 45 1.336 0.289 1.112 2.761 0.364 0.332 0.294 0.265 0.239 0.194 0.176 0.156 0.139 0.131PL-D 1 5 1.269 0.274 1.225 2.722 0.388 0.377 0.368 0.344 0.331 0.289 0.264 0.233 0.209 0.196PL-D 1 15 1.581 0.274 1.216 2.800 0.414 0.405 0.381 0.337 0.314 0.267 0.243 0.219 0.199 0.188PL-D 1 25 1.526 0.274 1.068 2.761 0.500 0.457 0.402 0.355 0.322 0.271 0.249 0.215 0.199 0.188PL-D 1 45 1.759 0.283 0.961 2.841 0.568 0.530 0.463 0.367 0.329 0.262 0.238 0.216 0.201 0.193PL-D 2 5 1.569 0.275 1.156 2.722 0.420 0.407 0.390 0.352 0.332 0.289 0.265 0.234 0.209 0.196PL-D 2 15 1.575 0.279 1.264 2.800 0.369 0.364 0.350 0.323 0.297 0.256 0.239 0.207 0.192 0.183PL-D 2 25 1.575 0.271 1.024 2.761 0.568 0.493 0.425 0.354 0.320 0.270 0.251 0.217 0.200 0.189PL-D 2 45 1.581 0.284 0.978 2.841 0.587 0.507 0.448 0.365 0.330 0.269 0.242 0.218 0.201 0.193PL-D 3 5 1.575 0.255 1.204 2.722 0.461 0.452 0.443 0.417 0.402 0.355 0.329 0.298 0.273 0.259PL-D 3 15 1.857 0.249 1.249 2.800 0.345 0.341 0.327 0.297 0.275 0.238 0.220 0.184 0.168 0.158PL-D 3 25 1.863 0.262 1.071 2.761 0.574 0.532 0.477 0.418 0.388 0.336 0.311 0.281 0.262 0.250PL-D 3 45 1.728 0.293 0.956 2.841 0.510 0.458 0.377 0.291 0.256 0.200 0.179 0.156 0.142 0.135CER 1 5 0.478 0.399 0.885 2.761 0.704 0.518 0.475 0.421 0.382 0.333 0.315 0.290 0.259 0.243CER 1 15 0.735 0.344 0.926 2.761 0.637 0.550 0.464 0.375 0.350 0.314 0.298 0.279 0.256 0.242CER 1 25 0.889 0.335 0.935 2.925 0.637 0.563 0.422 0.358 0.324 0.286 0.272 0.256 0.237 0.229CER 1 45 0.956 0.320 0.917 2.841 0.658 0.611 0.475 0.393 0.352 0.301 0.279 0.262 0.241 0.233CER 2 5 0.392 0.377 0.867 2.761 0.714 0.610 0.443 0.418 0.383 0.338 0.316 0.290 0.260 0.243CER 2 15 0.576 0.353 0.972 2.761 0.592 0.561 0.413 0.357 0.330 0.303 0.289 0.272 0.249 0.239CER 2 25 0.772 0.321 0.969 2.925 0.576 0.540 0.425 0.358 0.326 0.292 0.279 0.261 0.241 0.232CER 2 45 0.791 0.317 1.028 2.841 0.562 0.541 0.400 0.348 0.319 0.284 0.271 0.258 0.238 0.232

CER 3 5 0.533 0.368 0.862 2.761 0.724 0.664 0.466 0.407 0.376 0.328 0.316 0.286 0.255 0.239

CER 3 15 0.876 0.349 1.003 2.761 0.614 0.586 0.448 0.386 0.357 0.324 0.311 0.293 0.273 0.261

CER 3 25 1.275 0.306 0.875 2.925 0.551 0.448 0.285 0.234 0.208 0.176 0.164 0.148 0.128 0.123

CER 3 45 1.348 0.308 1.007 2.841 0.529 0.513 0.417 0.341 0.309 0.268 0.251 0.233 0.215 0.207

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..

Anexo 5. Values ofwet (wet mass) and dry (dry mass) soil mass, volumetric water content (8), volume of cylindrical core samples (Vol cyl), bulkdensity (Bd), carbon (C) and nitrogen (N) contents in all soil management systems (Syst), tillage (Till) and fertilizer (Fert) regimes, soildepth (Depth) and replicates (Rep).

Syst TiII Fert Depth(em) Rep Wet mass(g) O(g g"1DrY mass(g) Vol eyl(em) Bd(g em") C(g kg"l) N(g kg"l)CR T- F2 1 1 206.16 0.057 194.48 171.06 1.137 3.317 0.267CR T- F2 3.5 1 165.47 0.071 153.75 170.78 0.900 1.940 0.110CR T- F2 7.5 1 173.25 0.104 155.16 145.41 1.067 2.208 0.152CR T- F2 15 1 321.73 0.101 289.13 285.89 1.011 2.843 0.200CR T- F2 25 1 332.70 0.097 300.39 283.02 1.061 2.772 0.190CR T- F2 1 2 161.55 0.057 152.40 171.06 0.891 2.684 0.178CR T- F2 3.5 2 205.88 0.071 191.30 170.78 1.120 2.429 0.157CR T- F2 7.5 2 177.44 0.104 158.92 145.41 1.093 1.615 0.105CR T- F2 15 2 343.41 0.101 308.61 285.89 1.079 2.444 0.174CR T- F2 25 2 335.42 0.097 302.84 283.02 1.070 2.073 0.137CR T- F2 1 3 213.62 0.057 201.52 171.06 1.178 2.159 0.147CR T- F2 3.5 3 210.24 0.071 195.35 170.78 1.144 1.720 0.106CR T- F2 7.5 3 169.66 0.104 151.95 145.41 1.045 2.675 0.239CR T- F2 15 3 350.16 0.101 314.68 285.89 1.101 1.490 0.105CR T- F2 25 3 326.38 0.097 294.68 283.02 1.041 2.385 0.155CR T- F2 1 4 167.13 0.057 157.66 171.06 0.922 2.627 0.158CR T- F2 3.5 4 188.34 0.071 175.00 170.78 1.025 2.303 0.144CR T- F2 7.5 4 162.31 0.104 145.37 145.41 1.000 2.290 0.135CR T- F2 15 4 344.62 0.101 309.70 285.89 1.083 1.840 0.095CR T- F2 25 4 353.63 0.097 319.29 283.02 1.128 2.323 0.182CR T- F2 1 5 175.95 0.057 165.98 171.06 0.970 2.286 0.150CR T- F2 3.5 5 212.99 0.071 197.91 170.78 1.159 2.239 0.152CR T- F2 7.5 5 172.61 0.104 154.59 145.41 1.063 1.859 0.126CR T- F2 15 5 338.82 0.101 304.49 285.89 1.065 2.172 0.162CR T- F2 25 5 354.20 0.097 319.80 283.02 1.130 1.406 0.101CR T- F2 1 6 186.80 0.057 176.22 171.06 1.030 2.214 0.164CR T- F2 3.5 6 192.30-- 0.071 178.68 170.78 (046 2.139 0.156CR T- F2 7.5 6 169.89 0.104 152.15 145.41 1.046 1.999 0.137CR T- F2 15 6 350.61 0.101 315.08 285.89 1.102 1.645 0.123CR T- F2 25 6 344.42 0.097 310.97 283.02 1.099 1.444 0.091CR T- FI 1 1 171.33 0.043 163.88 171.06 0.958 2.504 0.188CR T- FI 3.5 1 166.56 0.040 159.95 170.78 0.937 2.136 0.144

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"' ..

Anexo 5. Continuação...CR T- FI 7.5 1 207.63 0.104 185.95 145.41 1.279 1.970 0.134CR T- FI 15 1 341.06 0.101 306.50 285.89 1.072 1.689 0.115CR T- FI 25 1 331.90 0.097 299.67 283.02 1.059 2.450 0.142CR T- FI 1 2 171.33 0.043 163.88 171.06 0.958 1.147 0.086CR T- FI 3.5 2 166.56 0.040 159.95 170.78 0.937 2.488 0.165CR T- FI 7.5 2 207.63 0.104 185.95 145.41 1.279 2.189 0.147CR T- FI 15 2 341.06 0.101 306.50 285.89 1.072 2.138 0.127CR T- FI 25 2 331.90 0.097 299.67 283.02 1.059 1.765 0.119CR T- FI 1 3 152.90 0.043 146.25 171.06 0.855 1.350 0.089CR T- FI 3.5 3 199.88 0.040 191.95 170.78 1.124 2.174 0.155CR T- FI 7.5 3 164.70 0.104 147.51 145.41 1.014 2.072 0.143CR T- FI 15 3 355.73 0.101 319.68 285.89 1.118 2.201 0.157CR T- FI 25 3 313.86 0.097 283.38 283.02 1.001 2.097 0.132CR T- FI 1 4 171.02 0.043 163.58 171.06 0.956 2.137 0.142CR T- FI 3.5 4 194.98 0.040 187.24 170.78 1.096 1.835 0.125CR T- FI 7.5 4 166.84 0.104 149.42 145.41 1.028 2.132 0.153CR T- FI 15 4 345.50 0.101 310.49 285.89 1.086 2.074 0.150CR T- FI 25 4 339.15 0.097 306.21 283.02 1.082 2.161 0.149CR T- FI 1 5 158.51 0.043 151.62 171.06 0.886 1.740 0.121CR T- FI 3.5 5 198.66 0.040 190.78 170.78 1.117 1.685 0.108CR T- FI 7.5 5 177.49 0.104 158.96 145.41 1.093 2.135 0.158CR T- FI 15 5 324.93 0.101 292.01 285.89 1.021 2.069 0.139

CR T- FI 25 5 311.45 0.097 281.20 283.02 0.994 2.141 0.144

CR T- FI 1 6 145.65 0.043 139.32 171.06 0.814 2.230 0.158

CR T- FI 3.5 6 172.13 0.040 165.30 170.78 0.968 1.542 0.095

CR T- FI 7.5 6 166.67 0.104 149.27 145.41 1.027 1.952 0.135

CR T- FI 15 6 331.87 0.101 298.24 285.89 1.043 2.195 0.146

CR T- FI 25 6 201.23 0.097 181.69 283.02 0.642 2.229 0.147

PR T+ F2 1 1 164.96 0.046 157.38 171.06 0.920 2.042 0.126

PR T+ F2 3.5 1 192.78 0.058 181.65 170.78 1.064 1.712 0.116

PR T+ F2_.

7.5 1 165.57 0.101 148.86 145.41 1.024 1.542 - 0.096

PR T+ F2 15 1 344.84 0.085 315.67 285.89 1.104 2.104 0.155

PR T+ F2 25 1PR T+ F2 1 2 215.23 0.046 205.34 171.06 1.200 1.981 0.136

PR T+ F2 3.5 2 222.95 0.058 210.08 170.78 1.230 1.984 0.123

PR T+ F2 7.5 2 177.85 0.101 159.90 145.41 1.100 2.738 0.214

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... ,.

Anexo 5. Continuação...PR T+ F2 15 2 350.88 0.085 321.20 285.89 1.123 1.426 0.096PR T+ F2 25 2 332.27 0.082 304.98 283.02 1.078 2.021 0.141PR T+ F2 1 3 203.26 0.046 193.92 171.06 1.134 1.960 0.130

PR T+ F2 3.5 3 206.24 0.058 194.34 170.78 1.138 1.936 0.121

PR T+ F2 7.5 3 172.74 0.101 155.30 145.41 1.068 2.041 0.135PR T+ F2 15 3 341.40 0.085 312.52 285.89 1.093 1.299 0.074PR T+ F2 25 3 337.62 0.082 309.89 283.02 1.095 2.044 0.146PR T+ F2 1 4 191.23 0.046 182.44 171.06 1.067 2.074 0.140PR T+ F2 3.5 4 203.70 0.058 191.94 170.78 1.124 2.122 0.148PR T+ F2 7.5 4 190.48 0.101 171.25 145.41 1.178 1.482 0.093PR T+ F2 15 4 344.64 0.085 315.48 285.89 1.103 2.387 0.174PR T+ F2 25 4 343.43 0.082 315.22 283.02 1.114 1.158 0.065PR T+ F2 1 5 203.73 0.046 194.37 171.06 1.136 2.001 0.142PR T+ F2 3.5 5 223.58 0.058 210.67 170.78 1.234 1.972 0.144PR T+ F2 7.5 5 190.33 0.101 171.12 145.41 1.177 1.999 0.137PR T+ F2 15 5 344.25 0.085 315.13 285.89 1.102 1.514 0.098PR T+ F2 25 5 346.03 0.082 317.61 283.02 1.122 1.039 0.067

PR T+ F2 1 6 189.14 0.046 180.45 171.06 1.055 2.061 0.138

PR T+ F2 3.5 6 208.55 0.058 196.51 170.78 1.151 2.000 0.130

PR T+ F2 7.5 6 173.47 0.101 155.96 145.41 1.073 2.004 0.131

PR T+ F2 15 6 340.45 0.085 311.65 285.89 1.090 1.795 0.124

PR T+ F2 25 6 334.75 0.082 307.25 283.02 1.086 2.140 0.141

PR T+ FI 1 1 216.20 0.045 206.50 171.06 1.207 0.986 0.072

PR T+ FI 3.5 1 218.96 0.040 210.11 170.78 1.230 2.162 0.140

PR T+ FI 7.5 1 181.43 0.101 163.12 145.41 1.122 2.043 0.131

PR T+ FI 15 1 358.71 0.085 328.36 285.89 1.149 1.994 0.148

PR T+ FI 25 1 336.18 0.082 308.57 283.02 1.090 2.058 0.141

PR T+ FI 1 2 196.79 0.045 187.96 171.06 1.099 1.328 0.084

PR T+ FI 3.5 2 217.21 0.040 208.43 170.78 1.220 2.148 0.147

PR T+ FI 7.5 2 185.52 0.101 166.79 145.41 1.147 2.160 0.154

PR T+ FI 15 2 -" 347.61 0.085 318.20 285.89 -" 1.113 2.036 0.132

PR T+ FI 25 2 359.98 0.082 330.41 283.02 1.167 1.722 0.122

PR T+ FI 1 3 203.66 0.045 194.53 171.06 1.137 2.052 0.135

PR T+ FI 3.5 3 202.36 0.040 194.18 170.78 1.137 1.300 0.099

PR T+ FI 7.5 3 178.21 0.101 160.22 145.41 1.102 2.003 0.151PR T+ FI 15 3 350.31 0.085 320.67 285.89 1.122 1.914 0.135

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l~,

Anexo 5. Continuação...--

PR T+ FI 25 3 312.17 0.082 286.53 283.02 1.012 1.833 0.132PR T+ FI 1 4 201.23 0.045 192.20 171.06 1.124 1.588 0.116PR T+ FI 3.5 4 206.27 0.040 197.93 170.78 1.159 1.470 0.109PR T+ FI 7.5 4 183.81 0.101 165.26 145.41 1.137 2.206 0.164PR T+ FI 15 4 345.11 0.085 315.91 285.89 1.105 1.542 0.110PR T+ FI 25 4 325.98 0.082 299.20 283.02 1.057 1.653 0.115PR T+ FI 1 5 225.66 0.045 215.54 171.06 1.260 1.478 0.096PR T+ FI 3.5 5 218.19 0.040 209.37 170.78 1.226 2.254 0.157PR T+ FI 7.5 5 173.81 0.101 156.26 145.41 1.075 1.890 0.119PR T+ FI 15 5 355.68 0.085 325.59 285.89 1.139 1.531 0.110PR T+ FI 25 5 277.59 0.082 254.79 283.02 0.900 1.545 0.117PR T+ FI 1 6 206.36 0.045 197.10 171.06 1.152 1.848 0.127PR T+ FI 3.5 6 211.63 0.040 203.08 170.78 1.189 1.774 0.120PR T+ FI 7.5 6 173.37 0.101 155.87 145.41 1.072 1.561 0.091

PR T+ FI 15 6 353.93 0.085 323.99 285.89 1.133 1.309 0.077

PR T+ FI 25 6 366.67 0.082 336.55 283.02 1.189 1.543 0.111

C T+ F2 1 1 183.36 0.028 178.24 171.06 1.042 2.226 0.147C T+ F2 3.5 1 199.27 0.025 194.36 170.78 1.138 2.454 0.189C T+ F2 7.5 1 175.63 0.082 161.15 145.41 1.108 2.015 0.139

C T+ F2 15 1 360.47 0.091 327.76 285.89 1.146 2.887 0.221

C T+ F2 25 1 340.46 0.100 306.37 283.02 1.082 2.035 0.149

C T+ F2 1 2 183.79 0.028 178.66 171.06 1.044 2.082 0.133

C T+ F2 3.5 2 187.06 0.025 182.45 170.78 1.068 1.985 0.130

C T+ F2 7.5 2 161.30 0.082 148.00 145.41 1.018 1.778 0.120

C T+ F2 15 2 351.73 0.091 319.82 285.89 1.119 2.909 0.233

C T+ F2 25 2 354.19 0.100 318.72 283.02 1.126 2.302 0.149

C T+ F2 1 3 177.49 0.028 172.53 171.06 1.009 2.231 0.140

C T+ F2 3.5 3 196.66 0.025 191.82 170.78 1.123 2.130 0.130

C T+ F2 7.5 3 170.68 0.082 156.61 145.41 1.077 2.287 0.160

C T+ F2 15 3 358.14 0.091 325.64 285.89 1.139 1.836 0.112

C T+ F2 25 -' 3 351.83 0.100 316.60 -' 283.02 1.119 2.306 0.177

C T- F2 1 1 187.93 0.030 182.28 171.06 1.066 1.828 0.133

C T- F2 3.5 1 220.48 0.039 211.80 170.78 1.240 1.888 0.126

C T- F2 7.5 1 189.08 0.118 166.73 145.41 1.147 1.989 0.128

C T- F2 15 1 368.00 0.082 337.73 285.89 U81 1.846 0.110

C T- F2 25 1 345.16 0.091 313.63 283.02 1.108 2.977 0.179

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.~ -.

Anexo 5. Continuação...C T- F2 1 2 168.23 0.030 163.17 171.06 0.954 2.523 0.152C T- F2 3.5 2 204.19 0.039 196.15 170.78 1.149 2.452 0.141C T- F2 7.5 2 186.71 0.118 164.64 145.41 1.132 2.273 0.138C T- F2 15 2 353.34 0.082 324.28 285.89 1.134 1.961 0.134C T- F2 25 2 348.14 0.091 316.34 283.02 1.118 1.818 0.113C T- F2 1 3 178.24 0.030 172.88 171.06 1.011 2.586 0.163C T- F2 3.5 3 204.48 0.039 196.43 170.78 1.150 2.516 0.154C T- F2 7.5 3 180.57 0.118 159.22 145.41 1.095 2.404 0.147C T- F2 15 3 350.24 0.082 321.43 285.89 1.124 2.120 0.149C T- F2 25 3 384.98 0.091 349.81 283.02 1.236 1.611 0.096C T+ FI 1 1 171.50 0.026 167.04 171.06 0.976 3.353 0.206C T+ FI 3.5 1 174.34 0.027 169.62 170.78 0.993 2.930 0.174C T+ FI 7.5 1 159.58 0.082 146.43 145.41 1.007 2.535 0.143C T+ FI 15 1 324.26 0.091 294.84 285.89 1.031 2.093 0.121C T+ FI 25 1 317.73 0.100 285.91 283.02 1.010 2.329 0.185C T+ FI 1 2 163.78 0.026 159.52 171.06 0.933 1.652 0.103C T+ FI 3.5 2 168.39 0.027 163.83 170.78 0.959 2.409 0.125C T+ FI 7.5 2 173.49 0.082 159.19 145.41 1.095 2.401 0.148C T+ FI 15 2 333.14 0.091 302.91 285.89 1.060 2.631 0.152C T+ FI 25 2 320.01 0.100 287.96 283.02 1.017 2.280 0.142C T+ FI 1 3 200.32 0.026 195.11 171.06 1.141 1.813 0.124

C T+ FI 3.5 3 193.65 0.027 188.41 170.78 1.103 3.530 0.215

C T+ FI 7.5 3 175.84 0.082 161.34 145.41 1.110 3.366 0.204

C T+ FI 15 3 329.45 0.091 299.56 285.89 1.048 2.776 0.165

C T+ FI 25 3 333.25 0.100 299.88 283.02 1.060 2.259 0.161

C T+ FI 1 4 177.56 0.026 172.94 171.06 1.011 2.212 0.156

C T+ FI 3.5 4 177.99 0.027 173.17 170.78 1.014 1.916 0.127

C T+ FI 7.5 4 148.63 0.082 136.38 145.41 0.938 2.796 0.183

C T+ FI 15 4 330.64 0.091 300.64 285.89 1.052 2.640 0.163

C T+ FI 25 4 326.64 0.100 293.93 283.02 1.039 2.453 0.146

C T+ FI 1 5 180.35 0.026 175.66 171.06 L027 2.579 0.186

C T+ FI 3.5 5 191.41 0.027 186.23 170.78 1.090 2.045 0.170

C T+ FI 7.5 5 158.76 0.082 145.67 145.41 1.002 2.462 0.156

C T+ FI 15 5 340.22 0.091 309.35 285.89 1.082 2.145 0.130

C T+ FI 25 5 352.33 0.100 317.05 283.02 1.120 2.358 0.143

C T+ FI 1 6 188.72 0.026 183.81 171.06 1.075 1.990 0.124

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Anexo 5. Continuação...C T+ FI 3.5 6 200.72 0.027 195.29 170.78 1.144 2.103 0.150C T+ FI 7.5 6 171.12 0.082 157.01 145.41 1.080 1.477 0.095C T+ FI 15 6 344.45 0.091 313.20 285.89 1.095 2.290 0.157C T+ FI 25 6 345.96 0.100 311.32 283.02 1.100 2.078 0.141C T- FI 1 1 152.57 0.037 146.96 171.06 0.859 1.952 0.136C T- FI 3.5 1 180.99 0.032 175.27 170.78 1.026 1.874 0.114C T- FI 7.5 1 174.63 0.118 153.99 145.41 1.059 1.247 0.081C T- FI 15 1 365.26 0.082 335.22 285.89 1.173 1.882 0.138C T- FI 25 1 343.61 0.091 312.22 283.02 1.103 1.930 0.136C T- FI 1 2 157.73 0.037 151.93 171.06 0.888 1.921 0.120C T- FI 3.5 2 177.87 0.032 172.25 170.78 1.009 1.600 0.109C T- FI 7.5 2 180.18 0.118 158.88 145.41 1.093 2.118 0.140C T- FI 15 2 382.35 0.082 350.90 285.89 1.227 1.188 0.082C T- FI 25 2 362.90 0.091 329.75 283.02 1.165 2.152 0.118C T- FI 1 3 158.93 0.037 153.09 171.06 0.895 1.780 0.120C T- FI 3.5 3 190.67 0.032 184.64 170.78 1.081 3.260 0.263C T- FI 7.5 3 179.30 0.118 158.10 145.41 1.087 2.250 0.161

C T- FI 15 3 327.48 0.082 300.55 285.89 1.051 2.268 0.147

C T- FI 25 3 346.74 0.091 315.07 283.02 1.113 2.274 0.155

C T- FI 1 4 171.30 0.037 165.00 171.06 0.965 2.075 0.137

C T- FI 3.5 4 216.73 0.032 209.88 170.78 1.229 2.908 0.237

C T- FI 7.5 4 179.64 0.118 158.40 145.41 1.089 2.246 0.172C T- FI 15 4 349.14 0.082 320.42 285.89 1.121 2.215 0.166

C T- FI 25 4 340.42 0.091 309.32 283.02 1.093 2.052 0.133

C T- FI 1 5 175.23 0.037 168.79 171.06 0.987 1.663 0.102

C T- FI 3.5 5 209.86 0.032 203.22 170.78 1.190 1.664 0.117

C T- FI 7.5 5 175.62 0.118 154.86 145.41 1.065 3.169 0.252

C T- FI 15 5 339.31 0.082 311.40 285.89 1.089 2.381 0.174

C T- FI 25 5 332.76 0.091 302.36 283.02 1.068 2.186 0.155

C T- FI 1 6 186.43 0.037 179.57 171.06 1.050 2.377 0.166

C T- FI 3.5 6 ~208.74 0.032 202.14 170.78 ~- 1.184 1.900 0.130

C T- FI 7.5 6 179.87 0.118 158.61 145.41 1.091 3.451 0.275

C T- FI 15 6 345.77 0.082 317.33 285.89 1.110 2.663 0.173

C T- FI 25 6 330.39 0.091 300.21 283.02 1.061 2.305 0.168Past - F2 1 1 192.16 0.056 181.46 171.06 1.061 2.696 0.209Past - F2 3.5 1 203.19 0.042 194.67 170.78 1.140 2.419 0.173

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-Anexo 5. Continuação...

-

Past - F2 7.5 1 166.55 0.116 147.22 145.41 1.012 2.389 0.172Past - F2 15 1 354.39 0.114 314.03 285.89 1.098 1.869 0.138Past - F2 25 1 330.23 0.097 298.09 283.02 1.053 2.153 0.119

Past - F2 1 2 206.09 0.056 194.62 171.06 1.138 1.464 0.117Past - F2 3.5 2 202.10 0.042 193.63 170.78 1.134 2.555 0.190Past - F2 7.5 2 182.73 0.116 161.52 145.41 1.111 2.432 0.174Past - F2 15 2 347.84 0.114 308.22 285.89 1.078 2.553 0.164Past - F2 25 2 341.05 0.097 307.85 283.02 1.088 2.030 0.142Past - F2 1 3 185.62 0.056 175.29 171.06 1.025 1.614 0.108Past - F2 3.5 3 177.55 0.042 170.11 170.78 0.996 2.536 0.183Past - F2 7.5 3 192.30 0.116 169.98 145.41 1.169 2.499 0.180Past - F2 15 3 372.46 0.114 330.04 285.89 1.154 2.538 0.181Past - F2 25 3 341.36 0.097 308.13 283.02 1.089 1.558 0.093Past - F2 1 4 200.04 0.056 188.90 171.06 1.104 1.410 0.103Past - F2 3.5 4 214.87 0.042 205.86 170.78 1.205 1.405 0.097Past - F2 7.5 4 174.94 0.116 154.63 145.41 1.063 1.412 0.081Past - F2 15 4 344.61 0.114 305.36 285.89 1.068 2.724 0.224Past - F2 25 4 323.25 0.097 291.78 283.02 1.031 1.402 0.086Past - F2 1 5 208.98 0.056 197.35 171.06 1.154 1.899 0.152Past - F2 3.5 5 215.27 0.042 206.24 170.78 1.208 1.835 0.121

Past - F2 7.5 5 171.51 0.116 151.60 145.41 1.043 1.535 0.105

Past - F2 15 5 340.16 0.114 301.42 285.89 1.054 1.589 0.100

Past - F2 25 5 324.40 0.097 292.82 283.02 1.035 1.168 0.081

Past - F2 1 6 215.32 0.056 203.33 171.06 1.189 2.018 0.157

Past - F2 3.5 6 218.13 0.042 208.98 170.78 1.224 1.470 0.116Past - F2 7.5 6 169.43 0.116 149.76 145.41 1.030 1.443 0.105Past - F2 15 6 347.53 0.114 307.95 285.89 1.077 1.619 0.122

Past - F2 25 6 332.72 0.097 300.33 283.02 1.061 2.081 0.162

CR T+ FI 1 1 189.48 0.025 184.71 171.06 1.080 1.381 0.096

CR T+ FI 3.5 1 189.72 0.026 184.72 170.78 1.082 1.676 0.152

CR T+ FI 7.5 1 158:53 0.099 142.91 145.41 - 0.983 1.317 0.115

CR T+ FI 15 1 341.48 0.096 308.58 285.89 1.079 1.247 0.111

CR T+ FI 25 1 325.85 0.095 294.98 283.02 1.042 1.432 0.103

CR T+ FI 1 2 186.95 0.025 182.25 171.06 1.065 1.210 0.098

CR T+ FI 3.5 2 182.69 0.026 177.88 170.78 1.042 2.010 0.156

CR T+ FI 7.5 2 158.02 0.099 142.45 145.41 0.980 1.792 0.132

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Anexo 5. Continuação...CR T+ FI 15 2 321.88 0.096 290.87 285.89 1.017 1.648 0.110CR T+ FI 25 2 326.61 0.095 295.66 283.02 1.045 1.722 0.131CR T+ FI 1 3 185.56 0.025 180.89 171.06 1.057 2.006 0.121CR T+ FI 3.5 3 187.22 0.026 182.29 170.78 1.067 1.296 0.095CR T+ FI 7.5 3 161.37 0.099 145.47 145.41 1.000 2.186 0.182CR T+ FI 15 3 318.64 0.096 287.94 285.89 1.007 2.103 0.147CR T+ FI 25 3 332.85 0.095 301.31 283.02 1.065 1.963 0.141CR T+ FI 1 4 182.36 0.025 177.77 171.06 1.039 1.671 0.121CR T+ FI 3.5 4 182.30 0.026 177.50 170.78 1.039 1.584 0.124CR T+ FI 7.5 4 174.98 0.099 157.74 145.41 1.085 3.667 0.287CR T+ FI 15 4 331.87 0.096 299.90 285.89 1.049 2.414 0.178CR T+ FI 25 4 329.35 0.095 298.14 283.02 1.053 1.800 0.123CR T+ FI 1 5 184.19 0.025 179.56 171.06 1.050 1.831 0.129CR T+ FI 3.5 5 189.88 0.026 184.88 170.78 1.083 2.026 0.132CR T+ FI 7.5 5 172.08 0.099 155.13 145.41 1.067 1.841 0.122CR T+ FI 15 5 334.67 0.096 302.43 285.89 1.058 2.172 0.162CR T+ FI 25 5 336.96 0.095 305.03 283.02 1.078 1.755 0.132CR T+ FI 1 6 192.07 0.025 187.24 171.06 1.095 1.662 0.123CR T+ FI 3.5 6 208.97 0.026 203.47 170.78 1.191 1.477 0.104CR T+ FI 7.5 6 177.78 0.099 160.27 145.41 1.102 2.599 0.175CR T+ FI 15 6 343.36 0.096 310.28 285.89 1.085 2.356 0.171CR T+ FI 25 6 338.75 0.095 306.65 283.02 1.083 1.769 0.137CR T+ F2 1 1 193.80 0.055 183.14 171.06 1.071 1.652 0.116CR T+ F2 3.5 1 207.01 0.064 193.66 170.78 1.134 1.464 0.105

CR T+ F2 7.5 1 176.02 0.099 158.68 145.41 1.091 1.916 0.130

CR T+ F2 15 1 359.32 0.096 324.70 285.89 1.136 1.530 0.103

CR T+ F2 25 1 344.37 0.095 311.74 283.02 1.101 2.104 0.174

CR T+ F2 1 2 180.97 0.055 171.01 171.06 1.000 1.942 0.128

CR T+ F2 3.5 2 177.97 0.064 166.49 170.78 0.975 1.648 0.123

CR T+ F2 7.5 2 161.36 0.099 145.46 145.41 1.000 1.856 0.125

CR T+ F2 15 2 346.l2 0.096 312.77 285.89 -1.094 1.758 0.115

CR T+ F2 25 2 354.69 0.095 321.08 283.02 1.134 2.100 0.128

CR T+ F2 1 3 199.03 0.055 188.08 171.06 1.099 2.004 0.126CR T+ F2 3.5 3 214.69 0.064 200.85 170.78 1.176 2.116 0.134

CR T+ F2 7.5 3 184.73 0.099 166.53 145.41 1.145 2.207 0.132

CR T+ F2 15 3 348.66 0.096 315.07 285.89 1.102 2.685 0.235

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('""

Anexo 5. Continuação...CR T+ F2 25 3 369.78 0.095 334.74 283.02 1.183 1.493 0.081CR T+ F2 1 4 183.04 0.055 172.97 171.06 1.011 2.301 0.154CR T+ F2 3.5 4 172.74 0.064 161.60 170.78 0.946 2.153 0.128

CR T+ F2 7.5 4 197.51 0.099 178.05 145.41 1.225 2.283 0.143CR T+ F2 15 4 360.38 0.096 325.66 285.89 1.139 1.761 0.101CR T+ F2 25 4 360.36 0.095 326.22 283.02 1.153 1.361 0.082CR T+ F2 I 5 203.17 0.055 191.99 171.06 1.122 2.272 0.140CR T+ F2 3.5 5 216.93 0.064 202.94 170.78 1.188 2.097 0.129CR T+ F2 7.5 5 180.49 0.099 162.71 145.41 1.119 2.099 0.129CR T+ F2 15 5 371.66 0.096 335.85 285.89 1.175 2.103 0.121CR T+ F2 25 5 347.97 0.095 315.00 283.02 1.113 2.008 0.139CR T+ F2 1 6 195.54 0.055 184.78 171.06 1.080 1.867 0.106CR T+ F2 3.5 6 203.21 0.064 190.11 170.78 1.113 1.750 0.127CR T+ F2 7.5 6 172.71 0.099 155.70 145.41 1.071 2.167 0.175CR T+ F2 15 6 352.27 0.096 318.33 285.89 1.113 1.645 0.097CR T+ F2 25 6 344.32 0.095 311.70 283.02 1.101 1.897 0.089PR T- F2 1 1 216.49 0.029 210.16 171.06 1.229 1.778 0.102PR T- F2 3.5 1 220.86 0.032 213.80 170.78 1.252 2.576 0.201PR T- F2 7.5 1 191.38 0.110 170.41 145.41 1.172 1.712 0.112PR T- F2 15 1 385.27 0.097 347.96 285.89 1.217 1.692 0.101PR T- F2 25 1 349.60 0.036 337.14 283.02 1.191 1.846 0.110PR T- F2 1 2 209.95 0.029 203.81 171.06 1.191 2.046 0.142

PR T- F2 3.5 2 218.23 0.032 211.25 170.78 1.237 1.869 0.099

PR T- F2 7.5 2 188.41 0.110 167.77 145.41 1.154 2.668 0.216

PR T- F2 15 2 369.34 0.097 333.57 285.89 1.167 1.985 0.137

PR T- F2 25 2 355.06 0.036 342.40 283.02 1.210 1.663 0.104

PR T- F2 I 3 323.92 0.029 314.45 171.06 1.838 1.988 0.118

PR T- F2 3.5 3 224.33 0.032 217.15 170.78 1.272 2.058 0.121

PR T- F2 7.5 3 188.05 0.110 167.45 145.41 1.152 2.324 0.150

PR T- F2 15 3 381.47 0.097 344.53 285.89 1.205 2.517 0.157

PR T- F2 25 3 383.56 0.036 369.89 283.02 -1.307 2.478 0.156

PR T- F2 1 4 219.82 0.029 213.39 171.06 1.247 1.979 0.119

PR T- F2 3.5 4 231.45 0.032 224.05 170.78 1.312 2.048 0.128

PR T- F2 7.5 4 175.10 0.110 155.92 145.41 1.072 1.503 0.094

PR T- F2 15 4 329.52 0.097 297.61 285.89 1.041 2.412 0.164

PR T- F2 25 4 373.24 0.036 359.93 283.02 1.272 2.419 0.155

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...- ">

Anexo 5. Continuação...PR T- F2 1 5 214.44 0.029 208.17 171.06 1.217 2.305 0.141PR T- F2 3.5 5 231.49 0.032 224.09 170.78 1.312 2.076 0.123PR T- F2 7.5 5 191.83 0.110 170.81 145.41 1.175 2.312 0.137

PR T- F2 15 5 368.54 0.097 332.85 285.89 1.164 2.353 0.158PR T- F2 25 5 384.83 0.036 371.11 283.02 1.311 2.246 0.143PR T- F2 1 6 231.53 0.029 224.76 171.06 1.314 2.267 0.139PR T- F2 3.5 6 228.72 0.032 221.40 170.78 1.296 2.179 0.138PR T- F2 7.5 6 201.71 0.110 179.61 145.41 1.235 1.980 0.115PR T- F2 15 6 403.51 0.097 364.43 285.89 1.275 1.618 0.105PR T- F2 25 6 411.09 0.036 396.44 283.02 1.401 2.117 0.116PR T- FI 1 1 214.76 0.028 208.78 171.06 1.220 1.512 0.111PR T- FI 3.5 1 223.19 0.026 217.49 170.78 1.273 2.443 0.166PR T- FI 7.5 1 190.16 0.110 169.33 145.41 1.165 2.207 0.139PR T- FI 15 I 357.03 0.030 346.48 285.89 1.212 2.407 0.155

PR T- FI 25 1 354.53 0.090 322.51 283.02 1.139 1.656 0.117

PR T- FI 1 2 184.65 0.028 179.51 171.06 1.049 2.346 0.164

PR T- FI 3.5 2 219.46 0.026 213.85 170.78 1.252 2.308 0.157

PR T- FI 7.5 2 185.08 0.110 164.80 145.41 1.133 2.369 0.162

PR T- FI 15 2 349.45 0.030 339.13 285.89 1.186 2.217 0.143

PR T- FI 25 2 339.43 0.090 308.77 283.02 1.091 2.877 0.236

PR T- FI 1 3 223.99 0.028 217.76 171.06 1.273 1.629 0.115

PR T- FI 3.5 3 214.50 0.026 209.02 170.78 1.224 2.424 0.173

PR T- FI 7.5 3 190.61 0.110 169.73 145.41 1.167 2.163 0.144

PR T- FI 15 3 380.07 0.030 368.84 285.89 1.290 2.117 0.136

PR T- FI 25 3 401.55 0.090 365.28 283.02 1.291 2.209 0.150

PR T- FI 1 4 188.16 0.028 182.92 171.06 1.069 1.758 0.114

PR T- FI 3.5 4 213.47 0.026 208.01 170.78 1.218 2.564 0.229

PR T- FI 7.5 4 182.61 0.110 162.60 145.41 1.118 2.190 0.164

PR T- FI 15 4 361.26 0.030 350.59 285.89 1.226 2.039 0.153

PR T- FI 25 4 361.91 0.090 329.22 283.02 1.163 1.984 0.122

PR T- FI 1 5 185.39-- 0.028 180.23 171.06 1:054 2.317 0.151

PR T- FI 3.5 5 221.30 0.026 215.64 170.78 1.263 1.766 0.121

PR T- FI 7.5 5 183.34 0.110 163.25 145.41 1.123 3.003 0.245

PR T- FI 15 5 352.78 0.030 342.36 285.89 1.198 2.763 0.214

PR T- FI 25 5 349.55 0.090 317.98 283.02 1.123 1.913 0.133PR T- FI 1 6 197.48 0.028 191.98 171.06 1.122 2.048 0.137

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.... ....- ,...

Anexo 5. Continuação...PR T- FI 3.5 6 207.13 0.026 201.84 170.78 1.182 1.917 0.125PR T- FI 7.5 6 186.97 0.110 166.49 145.41 1.145 3.121 0.259PR T- FI 15 6 344.44 0.030 334.27 285.89 1.169 2.494 0.170PR T- FI 25 6 344.43 0.090 313.32 283.02 1.107 2.240 0.150

Cerr - FO 1 1 156.38 0.070 145.48 171.06 0.850 1.939 0.137Cerr - FO 3.5 1 154.06 0.064 144.20 170.78 0.844 2.792 0.213Cerr - FO 7.5 1 135.22 0.182 110.67 145.41 0.761 1.942 0.131Cerr - FO 15 1 298.83 0.181 244.63 285.89 0.856 2.788 0.204Cerr - FO 25 1 305.19 0.204 243.01 283.02 0.859 2.862 0.203Cerr - FO 1 2 154.74 0.070 143.96 171.06 0.842 2.650 0.178Cerr - FO 3.5 2 174.38 0.064 163.22 170.78 0.956 2.566 0.169Cerr - FO 7.5 2 150.58 0.182 123.24 145.41 0.848 1.861 0.138Cerr - FO 15 2 322.16 0.181 263.73 285.89 0.922 2.252 0.171Cerr - FO 25 2 329.24 0.204 262.16 283.02 0.926 2.357 0.159Cerr - FO 1 3 147.10 0.070 136.85 171.06 0.800 2.231 0.164Cerr - FO 3.5 3 172.70 0.064 161.65 170.78 0.947 2.149 0.145Cerr - FO 7.5 3 146.91 0.182 120.24 145.41 0.827 2.275 0.164Cerr - FO 15 3 329.93 0.181 270.09 285.89 0.945 1.974 0.143Cerr - FO 25 3 294.38 0.204 234.40 283.02 0.828 2.778 0.213Cerr - FO 1 4 143.52 0.070 133.52 171.06 0.781 2.680 0.196Cerr - FO 3.5 4 180.41 0.064 168.87 170.78 0.989 2.509 0.178Cerr - FO 7.5 4 146.58 0.182 119.97 145.41 0.825 2.115 0.158Cerr - FO 15 4 303.00 0.181 248.04 285.89 0.868 1.718 0.126

Cerr - FO 25 4 324.46 0.204 258.36 283.02 0.913 3.071 0.242

Cerr - FO 1 5 137.63 0.070 128.04 171.06 0.748 2.417 0.177

Cerr - FO 3.5 5 165.44 0.064 154.86 170.78 0.907 2.353 0.162

Cerr - FO 7.5 5 164.69 0.182 134.79 145.41 0.927 2.270 0.157

Cerr - FO 15 5 337.37 0.181 276.18 285.89 0.966 2.148 0.129

Cerr - FO 25 5 325.47 0.204 259.16 283.02 0.916 1.767 0.125

Cerr - FO 1 6 155.89 0.070 145.03 171.06 0.848 2.843 0.193

eerr - FO 3.5 6 158.45_. 0.064 148.31 170.78 0.86&- 2.634 0.192

Cerr - FO 7.5 6 138.02 0.182 112.96 145.41 0.777 2.559 0.169

Cerr - FO 15 6 299.46 0.181 245.15 285.89 0.857 2.254 0.161Cerr - FO 25 6 325.06 0.204 258.83 283.02 0.915 1.561 0.115

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Anexo 6. Médias mensais do período 1991-2005 de precipitação, temperatura e umidade do ar no coletadas na estação meteorológica da "Serra",Embrapa Cerrados, Planaltina, DF. Coordenadas 15°35'30" S 47° 42'00" W, altitude 1.175 m.

Mês

JaneiroFevereiro

MarçoAbrilMaioJunhoJulho

AgostoSetembroOutubro

NovembroDezembro

Precipitação(mm)

247.1209.8230.5107.627.75.30.618.237.984.2217.9229.1

Temperatura (CO)Máxima Mínima

26.4 17.627.0 17.526.6 17.526.9 17.025.9 15.325.4 13.925.7 13.727.5 14.828.7 16.928.9 17.626.7 17.326.4 17.6

Média21.522.221.521.420.219.219.320.822.122.921.521.4

Umidade do ar (%)Máxima Mínima

97.0 59.995.8 53.795.4 54.994.2 53.292.0 48.086.2 40.779.1 34.772.1 31.574.9 34.183.2 41.194.4 55.795.8 58.5

Média81.776.578.776.871.064.357.551.654.563.178.181.3