Land-use change and agricultural intensification: impacts on carbon and nitrogen distribution in soil profiles of the Amazon-Cerrado frontier (2024)
- Authors:
- Autor USP: POPIN, GUSTAVO VICENTINI - ESALQ
- Unidade: ESALQ
- Sigla do Departamento: LSO
- DOI: 10.11606/T.11.2024.tde-11032025-142410
- Subjects: AGRICULTURA; CERRADO; DESMATAMENTO; FLORESTAS; MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO; NITROGÊNIO; SEQUESTRO DE CARBONO; USO DO SOLO
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: A conversão do uso da terra e a intensificação agrícola impulsionam mudanças rápidas e generalizadas de carbono (C) e nitrogênio (N) dos solos da região de transição Amazônia-Cerrado no Brasil. A remoção da vegetação nativa para implementação de pastagens ou áreas de cultivo geralmente leva a diminuição dos estoques de C e N na superfície do solo. No entanto, ainda pouco se sabe sobre a dinâmica do C e N em profundidade. Para melhor entender essa dinâmica, amostras de solo até 800 cm foram coletadas sob floresta nativa, cultivo de soja com plantio mínimo, cultivo de soja-milho, pastagem e uma área recentemente desmatada na Fazenda Tanguro (região nordeste do Estado do Mato Grosso, Brasil). Nessas amostras, determinamos as concentrações de C e N do solo, estoques de matéria orgânica associada a minerais (MAOM), matéria orgânica particulada (POM) δ13C, C extraível em água (WEC) e N (WEN), amônio (NH4+), nitrato (NO3-) e pH do solo (CaCl2). O sequenciação dos genes 16s rRNA e ITS foi usado para avaliar a abundância, estrutura, composição e diversidade de bactérias e fungos do solo. Os estoques totais de C do solo até 800 cm variaram entre 168 Mg ha-1 a 288 Mg ha-1. Independentemente do uso da terra, os 100 cm superiores continham entre 30% e 40% do estoque de C até 800 cm, e cerca de 50% de todos os estoques de C do solo estavam concentrados até 300 cm. A conversão da floresta nativa para o cultivo de soja em plantio direto impactou negativamente o C do solo até 100 cm através da redução dos estoques de MAOM. A intensificação da produção no cultivo resultou em acúmulo de C no solo superficial. A pastagem mostrou grande potencial para armazenar C através da entrada de POM no subsolo. A área recentemente desmatada mostrou reduções nos estoques de N do solo em 40% na camada 0-10 cm, mas maiores estoques de N na camada de 100 a 300 cm emcomparação com a floresta nativa. Nas áreas de cultivo, o N associado a POM foi semelhante à floresta nativa, enquanto o N ligado ao MAOM foi menor. Os estoques de N do solo até 800 cm variaram de 14 Mg ha-1 a 18 Mg ha-1, sem diferença significativa entre os usos da terra. No geral, 40% e 60% do estoque total de N do solo até 800 cm estavam nos primeiros 100 cm e 300 cm, respectivamente. A área recentemente desmatada apresentou os maiores estoques de N inorgânico do solo (NH44 + e NO34 -) até 800 cm, com grande parcela desse montante nos primeiros 0-200 cm; o cultivo (tanto monocultivo quanto cultivo duplo) teve o maior N inorgânico de 200 a 600 cm. A vegetação nativa e o sistema de cultivo duplo exibiram a maior abundância microbiana, enquanto a área desmatada e de cultivo de soja mostraram níveis mais baixos. O sequenciamento revelou diferenças significativas na composição das comunidades microbianas, embora os índices de diversidade não indicaram variação substancial entre os usos da terra. Além disso, as análises de rede destacaram diferenças estruturais nas comunidades bacterianas e fúngicas influenciadas pelas práticas de manejo da terra. Este estudo aprimora a compreensão das dinâmicas de carbono e nitrogênio tanto na superfície quanto em profundidade, oferecendo informações valiosas sobre os impactos da mudança de uso da terra e da intensificação agrícola na saúde do solo. Finalmente, com base nessas descobertas, recomendamos que estudos relacionados aos impactos da expansão e intensificação agrícola nas dinâmicas dos estoques de C e N do solo concentrem esforços na amostragem de pelo menos 100 cm de profundidade no solo, com coletas estratificadas a cada 10 cm nas camadas superficiais (até 50 cm), e se estendam para pelo menos 300 cm, considerando mais áreas, tipos de solo, atributos do solo e usos da terra
- Imprenta:
- Publisher place: Piracicaba
- Date published: 2024
- Data da defesa: 02.12.2024
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
-
ABNT
POPIN, Gustavo Vicentini. Land-use change and agricultural intensification: impacts on carbon and nitrogen distribution in soil profiles of the Amazon-Cerrado frontier. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-11032025-142410/. Acesso em: 14 maio 2025. -
APA
Popin, G. V. (2024). Land-use change and agricultural intensification: impacts on carbon and nitrogen distribution in soil profiles of the Amazon-Cerrado frontier (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Piracicaba. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-11032025-142410/ -
NLM
Popin GV. Land-use change and agricultural intensification: impacts on carbon and nitrogen distribution in soil profiles of the Amazon-Cerrado frontier [Internet]. 2024 ;[citado 2025 maio 14 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-11032025-142410/ -
Vancouver
Popin GV. Land-use change and agricultural intensification: impacts on carbon and nitrogen distribution in soil profiles of the Amazon-Cerrado frontier [Internet]. 2024 ;[citado 2025 maio 14 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-11032025-142410/ - Efeito do manejo da palha de cana-de-açúcar nas relações solo-planta em Igaraçu do Tietê-SP
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- Importance of sugarcane straw maintenance to prevent soil organic matter depletion in a Nitisol in the central-southern region of Brazil
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.11.2024.tde-11032025-142410 (Fonte: oaDOI API)
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