Chemical, physical and microbiological characteristics of agroforestry systems at different successional stages in Brasília, Brazil
DOI:
https://doi.org/10.18378/rvads.v16i3.8631Keywords:
Management, Nutrient cycling, Ecosystem servicesAbstract
Agroforestry Systems (SAFs) are agricultural production systems that act close to the dynamics of nature. The objective of this research was to evaluate physical and microbiological properties of SAF's soils in three successional stages and in a control area (pasture), a requirement in Brasília, Distrito Federal. The history of the area was elaborated from information collected in an interview. Particles (pH, MO, C, N, C: N, P, K, Ca, Mg and Al), physical (granulometry) and microbiological (easily extractable glomalin) analyzes were performed. Data were visible from multivariate and univariate analysis. Plant agrobiodiversity was 19 species in the established SAF, 11 in the SAF in formation, 5 in the initial SAF and 2 in the pasture. The established and in-formation SAFs had the greatest progressive increase of C, MO, K and Ca. The greater the successional stage, the greater the degree of aggregation and the distribution of aggregates. The soils of all SAFs and pasture dissip the glomalin, being its highest concentration in the SAFs. It is concluded that the longer the management time, the greater will be the differences in the specific, physical and microbiological characteristics of the soil. The temporal evolution of systems favors greater availability of nutrients, increased biological activity and aggregation capacity, consequently increases an organic layer of the soil, retaining more carbon in the system, generating ecosystem services and contributing to the attenuation of harmful effects of agricultural processes in the soil and in the ecosystem.
Downloads
References
ABREU, L. S.; BELLON, S.; BRANDEBURG, A.; OLLIVIER, G.; LAMINE, C.; DAROLT, M. R.; AVENTURIER, P. Relações entre agricultura orgânica e agroecologia: desafios atuais em torno dos princípios da agroecologia. Desenvolvimento e Meio Ambiente, 26: 143-160, 2012. http://dx.doi.org/10.5380/dma.v26i0.
ALMEIDA, L. S.; GAMA, J. R. V. Quintais agroflorestais: estrutura, composição florística e aspectos socioambientais em área de assentamento rural na Amazônia Brasileira. Ciência Florestal, 24 (4): 1037, 2014. http://dx.doi.org/10.5902/1980509816617.
ALCÂNTARA, A.; STONE, F.; DIDONET, D. Fertilidade do solo em sistemas agroflorestais agroecológicos no cerrado brasileiro. Actas del XII Congreso de SEAE: 21-23, 2016.
ALVES, T. S.; CAMPOS, L. L.; ELIAS NETO, N.; MATSOUKA, M.; LOUREIRO, M. F. Biomassa e atividade microbiana de solo sob vegetação nativa e diferentes sistemas de manejos. Acta Scientiarum Agronomy, 33 (2): 341-347, 2011. http://dx.doi.org/10.4025/actasciagron.v33i2.4841.
ANTONIOLI, Z. I.; KAMISKI, J. Micorrizas – revisão bibliográfica. Ciência Rural, 21 (3): 441-455, 1991. http://dx.doi.org/10.1590/S0103-84781991000300013.
BARNETT, H. L, HUNTER, B. B. Illustrated Genera of Imperfect Fungi. Burgess Publishing Compary, 1972, 241p.
BASTOS, R. S.; SÁ MENDONÇA, E.; ALVARES, V. H.; CÔRREA, M. M.; COSTA, L. M. Formação e estabilização de agregados do solo influenciados por ciclos de umedecimento e secagem após adição de compostos orgânicos com diferentes características hidrofóbicas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 29:21-31, 2005. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832005000100003.
BERNARDES, M. S.; PINTO, L. F. G.; RIGHI, C. A. Interações biofísicas em sistemas agroflorestais. In: PORRO, R. (Org.). A Alternativa agroflorestal na Amazônia em transformação. Brasília: EMBRAPA-ICRAF, 2009, p. 453-476.
MAJUMDER, B. A.; RUEHLMANN, J. B.; KUZYAKOV, Y. Effects of aggregation processes on distribution of aggregate size fractions and organic C content of a long-term fertilized soil. European Journal of Soil Biology, 46: 365-370, 2010. http://dx.doi.org/10.1016/j.ejsobi.2010.08.001.
BOBUL’SKÁ, L.; FAZEKASOVÁ, D.; ANGELOVICOVÁ, L.; KOTOROVÁ, D. Impact of ecological and conventional farming systems on chemical and biological soil quality indices in a cold mountain climate in Slovakia. Biological Agriculture & Horticulture, 31: 205-218, 2015. https://dx.doi.org/10.1080/01448765.2014.1002537
BOCARD, D.; GILLET, F.; LEGENDRE, P. Numerical Ecology with R. 2 ed. Besançon- France: Springer, 2018, 306p.
BRADFORD, M. M. A rapid and sensitive method for mycorrhizal association with barley on sewage-amended plots. Soil Biology and Biochemistry, 20: 945-948, 1976. https://dx.doi.org/10.1006/abio.1976.9999
BRADY, N. C.; WEIL, R. R. Elementos da natureza e propriedade dos solos. Tradução técnica: Igor F. Lepsch. 3 edições. Porto Alegre: Brookman, 2013, 716p.
BUSSAB, W. O.; MORETTIN, P. A. Estatística Básica, 4 Edição, Atual, São Paulo, 1987, 568p.
CARDOSO, I. M.; FÁVERO, C. (editores técnicos). Solos e Agroecologia. v. 4. Brasília: Embrapa / ABA, 2018. 373p.
CARDOSO, R. R.; SANTOS, A. C.; AGUIAU, J. T.; SILVA, A. A. M.; OLIVEIRA, L. B. T. Atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo sob diferentes tipos de uso. Tecnologia e Ciência Agropecuária. João Pessoa, 11 (5): 27-33, 2017. Disponível em: <https://revistatca.pb.gov.br/edicoes/volume-11-2017/v-11-n-5-dezembro-2017/05-atributos-fisicos-quimicos-e-microbiologicos-do-solo.pdf>. Acesso em 10/02/2019.
CARNEIRO, M. A. C.; SOUZA, E. D.; REIS, E. F.; PEREIRA, H. F.; AZEVEDO, W. G. Atributos físicos, químicos e biológicos de solo de cerrado sob diferentes sistemas de uso e manejo. Revista Brasileira de Ciências do Solo, 33: 147-157, 2009. https://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832009000100016.
CHIODINI, B. M.; SILVA, A. G.; NEGREIROS, A. B.; MAGALHÃES, L; B. Matéria orgânica e a sua influência na nutrição de plantas. Cultivando o Saber. Cascavel, 6 (1): 181-190, 2013. Disponível em: <https://www.fag.edu.br/upload/revista/cultivando_o_saber/517e8d44b5ff6.pdf>. Acesso em 05/01/2019.
CONDRON, L. M.; CAMERON, K. C.; DI, H. J.; CLOUGH, T. J. E.; FORBES, A.; McLAREN, R. G.; SILVA, R. G. A comparison of soil and environmental quality under organic and conventional farming systems in New Zealand. Journal of Agricultural Research, 43: 443-466, 2000. https://dx.doi.org/10.1080/00288233.2000.9513442
CORRÊA, G. S.; MAREGA, A. E.; SILVA, O. M. C.; BERBARA, R. L. L.; FREIRE, L. R. Influência da adubação verde na densidade de esporos de fungos micorrízicos. XXXV Congresso Brasileiro de Ciência do Solo. Natal- RN, 2015. Disponível em: <https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/44890/1/INFLUENCIA-DA-ADUBACAO-VERDE-NA-COLONIZACAO.pdf>. Acesso em 26/07/2021.
COSTA, E. N. D.; SOUZA, M. F. L.; MARROCOS, P. C. L.; LOBÃO, D.; SILVA, D. M. L. Soil organic matter and CO2 fluxes in small tropical watersheds under forest and cacao agroforestry. PLOS ONE, 16, 2018. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0200550
CUNHA, T. J. F.; MACEDO, T J.; RIBEIRO, L. P.; PALMIERI F.; FREITAS, P. L.; AGUIAR, A. C. Impacto Do Manejo Convencional Sobre Propriedades Físicas E Substâncias Húmicas De Solos Sob Cerrado. Ciência Rural, 31 (1), 2001. https://dx.doi.org/10.1590/S0103-84782001000100005
DEDAVID, B. A.; GOMES, C. I.; MACHADO, G. Microscopia Eletrônica de Varredura: aplicação e preparo de amostras. Porto Alegre: EDPUCRS, 2007, 60p.
DHALIWAL, J.; KUKAL, S. S.; SHARMA, S. Soil organic carbon stock in relation to aggregate size and stability under tree-based cropping systems in Typic Ustochrepts. International Journal of Agricultural Sustainability, 13 (2): 120-134, 2015.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA - EMBRAPA, Mapa pedológico digital - SIG atualizado do Distrito Federal. Documentos, Planaltina, DF, 120: 1- 31, 2004. Disponível em: <http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/handle/doc/566388>. Acesso em 26/07/2021.
EMBRAPA. Manual de Métodos de Análise de Solos. 2ª Edição. Rio de Janeiro: Embrapa Solo, 2011, 225p.
ESPINDOLA, J. A. A.; ALMEIDA, D. L.; GUERRA, J. G. M.; SILVA, E. M. R.; SOUZA, F. A. Influência da adubação verde na colonização micorrízica e na produção da batata-doce. Disponível em: <https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/44890/1/INFLUENCIA-DA-ADUBACAO-VERDE-NA-COLONIZACAO.pdf>. Acesso em: 11/12/2019.
FAO, FIDA e PMA. O Estado da Insegurança Alimentar no Mundo, 2014, Resumo. Fortalecimento de um ambiente favorável para a segurança alimentar e nutrição. Relatório. Roma, 2014. Disponível em: <http://www.fao.org/3/i4037o/i4037o.pdf>. Acesso em 06/04/2021.
FREITAS, I. C.; SANTOS, S. C. V.; CUSTÓDIO FILHO, R. O.; CORRECHEL, V.; SILVA, R. B. Agroecosystems of family production in the Amazon and its impactson soil atributes. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 17 (12), 2013. https://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662013001200009.
FREITAS, L.; OLIVEIRA, I. A.; SILVA, L. S.; FRARE, J. C. V.; FILLA, V. A.; GOMES, M. P. Indicadores da qualidade química e física do solo sob diferentes sistemas de manejo. UNIMAR CIÊNCIAS, 26 (1-2): 08-25, 2017.
FURZE, J. R.; MARTIN, A. R.; NASIELSKI, J.; THEVATHASAN, N. V.; GORDON, NA. M.; ISAAC, M. E. Resistance and resilience of root fungal communities to water limitation in a temperate agroecosystem. Ecology and Evolution, 7 (10): 3443-3454, 2017. https://dx.doi.org/10.1002/ece3.2900
GARCÍA-ORENES, F.; MORUGÁN-CORONADO, A.; ZORNOZA, R.; SCOW, K. Changes in Soil Microbial Community Structure Influenced by Agricultural Management Practices in a Mediterranean Agro-Ecosystem. Microbial Structure of Managed Mediterranean Soils, 8: 10-21, 201. https://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0080522
HERMANI, L. C.; SALTON, J. C.; FABRÍCIO, A. C.; DEDECEK, R.; ALVES JÚNIOR, A. Perdas por erosão e rendimento de soja e de trigo em diferentes sistemas de preparo de um Latossolo roxo de Dourados (MS). Revista Brasileira de Ciências do Solo, Viçosa, 21 (4): 667-676, 1997. https://dx.doi.org/10.1590/S0100-06831997000400018
HUNTINGTON, H. P. Using traditional ecological knowledge in science: methods and applications. Ecological Applications, 10 (5): 1270–1274, 2000. https://dx.doi.org/10.1890/1051-0761(2000)010/1270.
INSTITUTO NACIONAL DE METEREOLOGIA- INMET, Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa. Disponível em <http://www.inmet.gov.br>. Acesso em 23/06/2020.
MARINARI, S.; MANCINELI, R.; CAMPIGLIA, E.; GREGO, S. Chemical and biological indicators of soil quality in organic and conventional farming systems in Central Italy. Ecological Indicators, 6: 701–711, 2006. https://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2005.08.029.
MELO JUNIOR, H. B.; CAMARGO, R.; WENDLING, B. Sistema De Plantio Direto Na Conservação Do Solo E Água E Recuperação De Áreas Degradadas. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer,7 (12): 1-17, 2011.
MELO, V. F.; SILVA, D. T.; EVALDO, A.; ROCHA, P. R. R. Qualidade química e biológica do solo em diferentes sistemas de uso em ambiente de savana. Revista Agroambiente On-line, 11 (2): 101-110, 2017. https://dx.doi.org/10.18227/1982-8470ragro.v11i2.3850
MICCOLIS, A.; PENEIREIRO, F. M.; MARQUES, H. R.; VIEIRA, D. L. M.; ARCO-VERDE, M. F.; HOFFMANN, M. R.; REHDER, T.; PEREIRA, V. B. Restauração ecológica com Sistemas Agroflorestais: Como conciliar conservação com produção: Opções para Cerrado e Caatinga. Brasília: Centro Internacional de Pesquisa Agroflorestal - ICRAF, 2016, 266p.
MIRANDA, J. C. C.; MIRANDA L. N. Dependência micorrízica de diferentes culturas anuais, adubos verdes e pastagens em solos de Cerrado. Ministério da Agricultura e Abastecimento. Comunicado Técnico 114, Brasília, 2004. Disponível em: <https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/40533/1/Dependencia-micorrizica-de-diferentes-culturas-anuais-adubos-verdes-e-pastagens-em-solos-de-Cerrado-.pdf>. Acesso em: 08/08/2019.
MENG-YUN, L.; QING-RUI, C.; YAN-BING, Q.; JING L.; TAO, C. Aggregation and soil organic carbon fractions under different land uses on the tableland of the Loess Plateau of China. Catena, 115: 19-28, 2014. https://dx.doi.org/10.1016/j.catena.2013.11.002.
NEUMAN, W. Lawrence. Social Research Methods: qualitative and quantitative approaches. New York: Pearson, 2006, 631p.
PAVINATO, P. S.; ROSOLEM C. A. Disponibilidade de nutrientes no solo - decomposição e liberação de compostos orgânicos de resíduos vegetais. Revista Brasileira Ciências do Solo, v. 32, n. 3, 2008. https://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832008000300001.
PENEIREIRO, Fabiana. M. Sistemas agroflorestais dirigidos pela sucessão natural: um estudo de caso. Dissertação, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 1999, 138p.
PRIMAVESI, A.; PRIMAVESI, A. A biocenose do solo na produção vegetal & Deficiências minerais e culturais: nutrição e produção vegetal. 1 ed. - São Paulo: Expressão Popular, 2018. 608p.
RIBEIRO, J. M.; FRAZÃO, L. A.; CARDOSO, P. H. S.; OLIVEIRA, A. L. G.; SAMPAIO, R. A.; FERNANDES, L. A. Fertilidade do solo e estoques de carbono e nitrogênio sob sistemas agroflorestais no Cerrado Mineiro. Revista Ciência Florestal, 29 (2): 913-923, 2019. https://dx.doi.org/10.5902/1980509825310.
RILLIG, M.C. Arbuscular mycorrhizae, glomalin, and soil aggregation. CanadianJournal of Soil Science, 84 (4): 355-363, 2004. https://dx.doi.org/10.4141/S04-003.
RILLIG, M. C.; MUMMEY, D. L. Mycorrhizas and soil structure. New Phytologist, v.171, p.41-56, 2006. https://dx.doi.org/10.1111/j.1469-8137.2006.01750.
RITA, J. C. O. Carbono das frações da matéria orgânica e classes de agregados de solos sob sistemas agroflorestais De cacau no sul da Bahia. Dissertação, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, Campos de Goytacazes-RJ, 2007, 66p.
ROCHA, G. P.; FERNANDES, L; A.; CABACINHA, C. D.; LOPES, I. D. P.; RIBEIRO, J. M.; FRAZÃO, L; A.; SAMPAIO, R. A. Caracterização e estoques de carbono de sistemas agrofl orestais no Cerrado de Minas Gerais. Ciência Rural, Santa Maria, 44 (7):1197-1203, 2014. https://dx.doi.org/10.1590/0103-8478cr20130804.
SALTON, J. C.; MIELNICZUK, J.; BAYER, C.; BOENI, M; CONCEIÇÃO, P. C.; FABRÍCIO, A. C.; MACEDO, M. C. M.; BROCH, D. L. Agregação e estabilidade de agregados do solo em sistemas agropecuários em mato grosso do sul. Revista Brasileira de Ciências do Solo, 32 (1): 11-21, 2008. https://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832008000100002.
SALTON, J. C.; SILVA, W. M.; TOMAZI, M. e HERNANI, L. C. Determinação da agregação do solo - Metodologia em uso na Embrapa Agropecuária Oeste. Comunicado Técnico, 184. Dourados, 2012. Disponível em: <https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/952808/1/COT2012184.pdf>. Acesso em 30/05/2020.
SALGADO, G. M. Estoque de carbono orgânico do solo em sistemas agroflorestais com seringueira no sul do estado da Bahia, Brasil. Tese, Universidade Estadual do Norte Fluminense. Campos de Goytacazes-RJ, 2016, 70p.
SANTOS, A. M. G. Mudança no uso da terra e seu efeito no solo na região de floresta no estado de Roraima. Tese, Universidade de Brasília, Brasília-DF, 2016, 135p.
SANTOS, C. F.; SIQUEIRA, E. S.; ARAÚJO, I. T.; MAIA, Z. M. G. A agroecologia como perspectiva de sustentabilidade na agricultura familiar. Ambiente e Sociedade, 17 (2), 2014. https://dx.doi.org/10.1590/S1414-753X2014000200004.
SCHRAMA, M.; HAAM, J. J.; KROONEN, M.; VERSTEGEN, H.; VAN DER PUTTEN, W. H. Crop yield gap and stability in organic and conventional farming systems. Agriculture, Ecosystems and Environment, 256: 123–130, 2018. https://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2017.12.023.
SCHIMIGUEL, R.; MORAES SÁ, J. C.; BRIEDIS, C.; HARTMAN, D. C.; ZUFFO, J. Estabilidade de agregados do solo devido a sistemas de cultivo. Synergis musscyentifica UTFPR, Pato Branco- PR, 9 (1), 2014.
SCHORTH, G.; SINCLAIR, F. L. Impacts of trees on the fertility of agricultural soils. In: SCHORTH, G.; SINCLAIR, F. L. Trees, crops and soil fertility. CAB International, 2003, p. 13-23.
SCHROTH, G.; McNEELY, J. A. Biodiversity Conservation, Ecosystem Services and Livelihoods in Tropical Landscapes: Towards a Common Agenda. Environmental Management, 48 (2): 229–236, 2011. https://dx.doi.org/10.1007/s00267-011-9708-2.
SINGH, A. K.; RAI, A.; BANYAL, R.; CHAUHAN, P. S.; SINGH, N. Plant community regulates soil multifunctionality in a tropical dry forest. Ecological Indicators, 95: 953-963, 2018. https://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.08.030.
SOUSA, C. S.; MENEZES, R. S. C.; SAMPAIO, E. V. D. S. B.; LIMA, F. S. Glomalina: características, produção, limitações e contribuição nos solos. Semina: Ciências Agrárias, 33 (1): 3033-3044, 2012. https://dx.doi.org/10.5433/1679-0359.2012v33Supl1p3033.
SOUSA, D. M. G. de; LOBATO, E. (Ed.). Cerrado: correção do solo e adubação 2. ed. Brasília, DF:Embrapa Informação Tecnológica, 2004, 416p.
STEFANOSKI, S. D.; SANTOS, G. G.; MARCHÃO, R. L.; PETTER, F. A.; PACHECO, P. P. Uso e manejo do solo e seus impactos sobre a qualidade física. Revista brasileira engenharia agrícola ambiental, 17 (12), 2013. https://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662013001200008.
TELES, V. C.; ANDREANI, L.; VALADARES, L. F. Uso de Microscopia de Luz e Eletrônica como Técnicas de Análise Morfológica. Circular Técnica. Embrapa – Brasília, 2017. Disponível em: <https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/1085307/1/CIT15CNPAE.pdf>. Acesso em 06/03/2020.
TOTSCHE, K. U.; AMELUNG, W.; GERZABEK, M. H.; GUGGENBERGER, G.; KLUMPP, E.; KNIEF, C.; LEHNDORFF, E.; MIKUTTA, R.; PETH, S.; PRECHTEL, A.; RAY, N.; KO¨GEL-KNABNER, I. Microaggregates in soils. Journal Plant Nutrints Soil Science, 181: 104–136, 2018. https://dx.doi.org/10.1002/jpln.201600451.
VASCONCELLOS, R. L. F.; BONFIM, J. A.; ANDREOTE, F. D.; MENDES, L. W., BARETTA, D.; CARDOSO, E. J. B. N. Microbiological indicators of soil quality in a riparian forest recovery gradiente. Ecological Engineering, 53: 313– 320, 2013. https://dx.doi.org/10.1016/j.ecoleng.2012.12.067.
VASCONCELLOS, R. L. F.; BONFIN, J. A.; BARRETTA, D.; CARDOSO, E. J. B. N. Arbuscular Mycorrhizal Fungi And Glomalin-Related Soil Protein As Potential Indicators Of Soil Quality In A Recuperation Gradient Of The Atlantic Forest In Brazil. Land Degradation & Development, 27: 325–334, 2016. https://dx.doi.org/10.1002/ldr.2228.
VEZZANI, F.M. Qualidade Do Sistema Solo Na Produção agrícola. Tese, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2001, 184p.
VEZZANI Ff. M.; MIELNICZUK, J. Uma visão sobre qualidade do solo. Revista Brasileira de Ciências do Solo, 33 (4), 2009. https://dx.doi.org/10.1590/S0100-06832009000400001.
WEZEL, A.; BELLON, S.; DOR’E, T.; FRANCIS, C.; VALLOD, D.; DAVID, C. Agroecology as a Science, a movement and a practice. A review. Jounal Agronomy for Sustainable Development, 29(4): 503-515, 2009. https://dx.doi.org/10.1051/agro/2009004.
WRIGHT, S. F. & UPADHYAYA, A. Extraction of na abundant and unusual protein from soil and comparison withhyphal protein or arbuscular mycorrhizal fungo. Soil Science, 9 (161): 575-586, 1996. https://dx.doi.org/10.1097/00010694-199609000-00003.
WOOD, S. & EHUI, S. Food. IN: BALISACAN, A. M. & GARDINER, P. Millenium Ecosystem Assessment. Washigton, Island, 2005, p. 209-241.
YAO, Z.; ZHOU, Z.; ZHENG, X.; XIE, B.; MEI, B.; WANG, R.; BUTTERBACH-BAHL, K.; ZHU, J. Effects of organic matter incorporation on nitrous oxide emissions from rice-wheat rotation ecosystems in China. Plant And Soil, 327 (2): 315-330, 2010. https://dx.doi.org/10.1029/2002GB002016.
YOGEV, A.; LAOR, Y.; KATAN, J.; HADAR, Y.; COHEN, R.; MEDINA, S.; RAVIV, M. Does organic farming increase soil suppresion against Fusarium wilt of melon? Organic Agriculture, 1 (4): 203-216, 2011. https://dx.doi.org/10.1007/s13165-011-0016-1.