CHARACTERIZATION OF BIOGENIC, INTERMEDIATE AND PHYSICOGENIC SOIL AGGREGATES OF AREAS IN THE BRAZILIAN ATLANTIC FOREST

Authors

  • Júlio César Feitosa Fernandes Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.
  • Marcos Gervasio Pereira Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.
  • Eduardo Carvalho da Silva Neto Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.
  • Thaís de Andrade Corrêa Neto Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.

DOI:

https://doi.org/10.1590/1983-21252017v30n107rc

Keywords:

Aggregate morphology. Forest fragments. Organic carbon. Humic substances.

Abstract

Aggregate formation and stability are related to soil quality, contributing significantly to the carbon storage and nutrient maintenance capacities of the soil. Soil aggregates are formed by two different process: physicogenic, related to moistening and drying cycles and input of organic matter; and biogenic, related to the action of macrofauna organisms and roots. The objective this work was to classify aggregates according to their formation process, quantify and compare organic carbon contents in humic substances and assess the stability of aggregates formed by different processes, in areas with different coverage in the Mid Paraiba Valley, Pinheiral, State of Rio de Janeiro, Brazil. Aggregated soil samples were collected at a depth of 0-10 cm, in a Cambisol (Cambissolo Háplico Tb Distrófico) under four plant covers: secondary forest in advanced (SFAS), medium (SFMS) and initial (SFIS) successional stages and managed mixed pasture (MMP). Aggregates were classified and identified into three morphological classes (physicogenic, biogenic and intermediate). The variables evaluated were mean weight diameter (MWD) and geometric mean diameter (GMD) of aggregates, chemical fractions of organic matter, total organic carbon (TOC) and humic substances: humin (C-HUM) humic acid (C-FAH) and fulvic acid (C-FAF). Biogenic aggregates were found in smaller quantities and showed higher TOC, C-HUM and C-FAH, compared to intermediate and physicogenic aggregates. Thus, biogenic aggregates have potential to be used as soil quality indicators for structured environments, which are able to maintain its intrinsic formation processes.

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Author Biographies

Júlio César Feitosa Fernandes, Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.

Departamento de Solos da UFRRJ

Marcos Gervasio Pereira, Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.

Departamento de Solos da UFRRJ

Eduardo Carvalho da Silva Neto, Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.

Departamento de Solos da UFRRJ

Thaís de Andrade Corrêa Neto, Department of Soils, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ.

Departamento de Solos da UFRRJ

References

BARLOW, A. J. et al. Litter fall and decomposition in primary, secondary and plantation forests in the Brazilian Amazon. Forest Ecology and Management, Kidlington, v. 247, n. 1, p. 91–97, 2007.

BASTOS, R. S. et al. 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, Viçosa, v. 29, n. 1, p. 21-31, 2005.

BENITES, V. M.; MADARI, B.; MACHADO, P. L. O. A. Extração e fracionamento quantitativo de substâncias húmicas do solo: um procedimento simplificado de baixo custo. 1. ed. Rio de Janeiro: Embrapa, 2003. 7 p. (Comunicado Técnico, 16).

BOSSUYT, H.; SIX, J.; HENDRIX, P. F. Protection of soil carbon by microaggregates within earthworm casts. Soil Biology & Biochemistry, Oxford, v. 37, n. 2, p. 251-258, 2005.

BROWN, G. G.; BAROIS, I.; LAVELLE, P. Regulation of soil organic matter dynamics and microbial activity in the drilosphere and role of interactions with other edaphic functional domains. European Journal of Soil Biology, Oxford, v. 36, n. 3, p. 177-198, 2000.

BULLOCK, P. et al. Handbook for Soil Thin Section Description. Albrighton, England: Waine Research Publications, 1985. 152 p.

CARVALHO, A. F. Emprego da agitação horizontal na avaliação da estabilidade de agregados de cinco solos da região sudeste. 1991. 73 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 1991.

CARVALHO FILHO, A. et al. Qualidade física de um Latossolo Vermelho férrico sob sistemas de uso e manejo. Bioscience Journal, Uberlândia, v. 25, n. 6, p. 43-51, 2009.

COQ, S. et al. Earthworm activity affects soil aggregation and organic matter dynamics according to the quality and localization of crop residues – An experimental study (Madagascar). Soil biology & biochemistry, Oxford, v. 39, n. 8, p. 2119-2128, 2007.

CUNHA, T. J. F. et al. Fracionamento da matéria orgânica humificada de solos brasileiros. In: Canellas, L. P.; Santos, G. A. (Eds.). Humosfera: tratado preliminar sobre a química das substancias húmicas. Campos dos Goytacazes: Universidade Estadual do Norte Fluminense, 2005. v. 1, cap. 3, p.54-80.

FERREIRA, R. R. M.; FILHO, J. T.; FERREIRA, V. M. Efeitos de sistemas de manejo de pastagens nas propriedades físicas do solo. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 31, n. 4, p. 913-932, 2010.

FUNDAÇÃO SOS MATA ATLÂNTICA. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Atlas dos Remanescentes florestais da Mata Atlântica e Ecossistemas Associados no Domínio da Mata Atlântica, no período de 2010 a 2011. Disponível em: <http://www.sosmataatlantica.org.br>. Disponível em: Acesso em: 25 jan. 2013.

JAMES, S.W.; BROWN, G. G. Ecologia e diversidade de minhocas no Brasil. In.: Moreira, F. M. S.; Siqueira, J. O.; Brussard, L. (Eds.). Biodiversidade do solo em ecossistemas brasileiros. Lavras: Universidade Federal de Lavras, 2008. v. 1, cap. 7, p. 192-276.

JOUQUET, P. et al. Soil invertebrates as ecosystem engineers: intended and accidental effects on soil and feedback loops. Applied Soil Ecology, Oxford, v. 32, n. 2, p. 153–164, 2006.

KEMPER, W. D.; CHEPIL, W.S. Size Distribution of Aggregation. In: BLACK, C.A. (Ed.). Methods of Soil Analysis. Madison: American Society of Agronomy, 1965. p. 499-510.

LONGO, R. M.; ESPÍNDOLA, C. R. C-orgânico, N-total e substancias humicas sob influencia da introdução de pastagens (Brachiaria sp.) em áreas de cerrado e floresta amazônica. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 24, n. 4, p. 723-729, 2000.

MELLO, N. A.; CÉCILLON, L.; BRUN, J. J. Formação e propriedades de Macroagregados de um solo alpino sob três tipos de vegetação nativa. In: REUNIÃO BRASILEIRA DE MANEJO E CONSERVAÇÃO DO SOLO E DA ÁGUA: NO CONTEXTO DAS MUDANÇAS AMBIENTAIS, 27, 2008. Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro: SBS, 2008. CD-ROM.

MENEZES, C. E.G.et al. Aporte e decomposição da serapilheira e produção de biomassa radicular em florestas com diferentes estágios sucessionais em Pinheiral (RJ). Revista Ciência Florestal, Santa Maria, v. 20, n. 3, p. 439-452, 2010.

MENEZES, C. E. G. et al. Macrofauna edáfica em estádios sucessionais de Floresta Estacional Semidecidual e pastagem mista em Pinheiral (RJ). Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 33, n. 6, p. 1647-1656, 2009.

OYEDELE, D. J.; SCHJONNING, P.; AMUSAN, A. A. Physicochemical properties of earthworm casts and undigested parent soil from selected sites in southwestern Nigeria. Ecological Engineering, Oxford, v. 28, n. 2, p.106–113, 2006.

PULLEMAN, M. M.; MARINISSEN, J. C. Y. Physical protection of mineralizable C in aggregates from longterm pasture and arable soil.Geoderma, Amsterdam, v. 120, n. 3-4, p. 273-282, 2004.

RICHART, A. et al. Compactação do solo: causas e efeitos. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, v. 26, n. 3, p. 321-344, 2005.

SANTOS, H. G. et al. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3. ed. Brasília, DF: Embrapa, 2013. 353 p.

SILVA, A. J. N. et al. Impact of sugarcane cultivation on soil carbon fractions, consistence limits and aggregate stability of a Yellow Latosol in Northeast Brazil. Soil &Tillage Research, Oxford, v.94, n. 2, p. 420-424, 2006.

SILVA NETO, L. F. et al. Atributos físicos e químicos de agregados pedogênicos e de coprólitos de minhocas em diferentes classes de solos da Paraíba. Ciência Agrotecnologia, Lavras, v. 34, n. 6, p. 1365-1371, 2010.

SOUZA, W. J. O.; MELO, W. J. Matéria orgânica de um Latossolo submetido a diferentes sistemas de produção de milho. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Lavras, v. 27, n. 6, p.1113-1122, 2003.

STEVENSON, F. J. Humus chemistry: Genesis, composition, reactions. 2. ed. New York, Willey, 1994, 496 p.

TISDALL, J. M.; OADES, J. M. Organic matter and water stable aggregates in soils. Journal of Soil Science, Oxford, v. 33, n. 2, p. 141-163, 1982.

YEOMANS, J. C.; BREMNER, J. M. A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis, Abingdon, v. 19, n. 13, p. 1467-1476, 1988.

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Published

02-12-2016

Issue

Section

Agronomy