ORGANIC MATTER AND SOIL FERTILITY IN DIFFERENT SUCCESSIONAL STAGES OF SEASONAL SEMIDECIDUAL FOREST
DOI:
https://doi.org/10.1590/1983-21252019v32n118rcKeywords:
Soil atributes. Organic matter fractionating. Carbon stock. Forest succession. Atlantic forest.Abstract
The accumulation and transformation of organic matter in the soil are fundamental for the maintenance and improvement of the chemical, physical, and biological attributes of the soil, and consequently, for the tropical forests functioning. The objective of this study was to evaluate the influence of secondary forests with different successional stages on soil organic matter, carbon and nitrogen stocks, and soil fertility. Three areas of seasonal semideciduous forest, located in Pinheiral - RJ, with different successional stages were selected: initial stage forest - ISF, medium stage forest – MSF, and advanced stage forest - ASF. The values of total carbon and nitrogen, C and N stocks, δ13C (‰) isotope, chemical and granulometric fractionation of soil organic matter, and soil fertility were determined. Based on the values of δ13C (‰), it was verified that most of the soil carbon of the different successional stages comes from forest species (C3 plants). The areas with the highest succession time (MSF and ASF) possess higher levels of carbon and nitrogen contents and stocks, and carbon associated with minerals compared to ISF. In addition, ASF showed increased phosphorus, fulvic acid, humic acid, whereas soil density exhibited reduced values when compared to that of other areas. The MSF showed, in general, greater fertility of the soil. This study emphasizes the importance of secondary forests that, even in the initial stages of succession, have great potential to store and stabilize organic carbon in the soil.
References
AB’SABER, A. Domínios morfoclimáticos e solos do Brasil. In: ALVAREZ V.; V. H.; FONTES L. E. F.; FONTES, M. P. F. (Eds.). Os solos nos grandes domínios morfoclimáticos do Brasil e o desenvolvimento sustentável. Viçosa, MG, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo/Universidade Federal de Viçosa, 1996. p. 1-18.
ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2013.
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. Rio de Janeiro, Embrapa, 2003. 7 p. (Comunicado Técnico, 16).
CAMBARDELLA, C. A.; ELLIOTT, E. T. Particulate soil organic matter changes across a grassland cultivation sequence. Soil Science Society of America Journal, v. 56, n. 3, p. 777-783, 1992.
CHAZDON, R. Regeneração de florestas tropicais. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi. Ciências Naturais, v. 7, n. 3, p. 195-218, 2012.
DAVIDSON, E. A. et al. Recuperation of nitrogen cycling in Amazonian forests following agricultural abandonment. Nature, v. 447, s/n, p. 995-998, 2007.
DINIZ, J. S. Teores de glomalina e substâncias húmicas em diferentes estágios sucessionais de floresta seca. 2011. 32 f. Dissertação (Mestrado em Fitossanidade e Biotecnologia Aplicada) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2011.
DONAGEMMA, G. K. et al. Manual de métodos de analise de solo. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ: Embrapa, 2011.
FIGUEIREDO, C. C.; RESCK, D. V. S.; CARNEIRO, M. A. C. Labile and stable fractions of soil organic matter under management systems and native cerrado. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, s/n, p. 907-916, 2010.
FONTANA, A. et al. Fracionamento químico da matéria orgânica em solo sob diferentes coberturas vegetais em Sooretama (ES). Magistra, v. 17, n. 3, p. 135-141, 2005.
FONTANA, A. et al. Atributos de fertilidade e frações húmicas de um Latossolo Vermelho no Cerrado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 41, n. 5, p. 847-853, 2006.
FREIXO, A. A. et al. Estoques de carbono e nitrogênio e distribuição de frações orgânicas de Latossolo do Cerrado sob diferentes sistemas de cultivo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 26, s/n, p. 425-434, 2002.
GAMFELDT, L. et al. Higher levels of multiple ecosystem services are found in forests with more tree species. Nature Communications, v. 4, s/n, p. 1340, 2013.
GIÁCOMO, R. G.; PEREIRA, M. G.; BALIEIRO, F. C. Estoques de carbono e nitrogênio e distribuição das frações húmicas no solo sob diferentes coberturas florestais. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v. 3, n. 1, p. 42-48, 2008.
GUARESCHI, R. F. et al. Atributos químicos e físicos do solo sob pastagem e estádios sucessionais de floresta estacional. Revista de la Facultad de Agronomía, v. 113, n. 1, p. 1-24, 2014.
GUARIGUATA, M. R.; OSTERTAG, R. Neotropical secondary succession: changes in structural and functional characteristics. Forest Ecology and Management, v. 148, s/n, p. 85-206, 2001.
GUPPY, C. N. et al. Competitive sorption reactions between phosphorus and organic matter in soil: A review. Australian Journal of Soil Research, v. 43, n. 2, 189-202, 2005.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Manual técnico da vegetação brasileira. 2 ed. Rio de Janeiro, 2012. 271 p.
LAL, R. Forest soils and carbon sequestration. Forest Ecology and Management, v. 220, s/n, p. 242-258, 2005.
LOSS, A. et al. Frações orgânicas e índice de manejo de carbono do solo em diferentes sistemas de produção orgânica. Idesia, v. 29, n. 2, p. 11-19, 2011.
LOSS, A. et al. Particulate organic matter in soil under different management systems in the Brazilian Cerrado. Soil Research, v. 50, s/n, p. 685-693, 2012.
MACEDO, M. O. et al. Changes in soil C and N stocks and nutrient dynamics 13 years after recovery of degraded land using leguminous nitrogen-fixing trees. Forest Ecology and Management, v. 255, s/n, p. 1516-1524, 2008.
MACHADO, D. L. et al. Ciclagem de nutrientes em diferentes estágios sucessionais da Mata Atlântica na Bacia do rio Paraíba do Sul, RJ. Bioscience Journal, v. 31, n. 4, p. 1222-1237, 2015.
MACHADO, R. L. et al. Soil and nutrient losses in erosion gullies at different degrees of restoration. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, s/n, p. 945-954, 2010.
MARIN-SPIOTTA, E. et al.. Soil organic matter dynamics during 80 years of reforestation of tropical pastures. Global Change Biology, v. 15, n. 6, p. 1584-1597, 2009.
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. Ciência Florestal, v. 20, n. 3, p. 439-452, 2010.
OSTERTAG, R. et al. Litterfall and decomposition in relation to soil carbon pools along a secondary forest chronosequence in Puerto Rico. Ecosystems, v. 11, s/n, p. 701-714, 2008.
PEREIRA, M. G.; MENEZES, L. F. T.; SCHULTZ, N. Aporte e decomposição da serapilheira na floresta atlântica, Ilha da Marambaia, Mangaratiba, RJ. Ciência Florestal, v. 18, n. 4, p. 443-454, 2008.
ROCHA JUNIOR, P. R. et al. Can soil organic carbon pools indicate the degradation levels of pastures in the Atlantic Forest biome? Journal of Agricultural Science, v. 6, n. 1, p. 84-95, 2014.
ROSSI, C. Q. et al. Frações lábeis da matéria orgânica em sistema de cultivo com palha de braquiária e sorgo. Revista Ciência Agronômica, v. 43, n. 1, p. 38-46, 2012.
SÁ, J. C. M.; LAL, R. Stratification ratio of soil organic matter pools as an indicator of carbon sequestration in a tillage chronosequence on a Brazilian Oxisol. Soil Tillage Research, v. 103, s/n, p. 46-56, 2009.
SANTOS, A. C. et al. Gênese e classificação de solos numa topossequência no ambiente de Mar de Morros do Médio Vale do Paraíba do Sul, RJ. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, s/n, p. 1297-1314, 2010.
SANTOS, H. G.; JACOMINE, P. K. T.; et al. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3. ed. Rio de Janeiro, RJ: Embrapa Solos, 2013. v. 1. 2013. 353 p.
SCHEDLBAUER, J. L.; KAVANAGH, K. L. Soil carbon dynamics in a chronosequence of secondary forests in northeastern Costa Rica. Forest Ecology and Management, v. 255, s/n, p. 1326-1335, 2008.
SILVA, C. F. et al. Carbono orgânico total, biomassa microbiana e atividade enzimática do solo de áreas agrícolas, florestais e pastagem no Médio Vale do Paraíba do Sul (RJ). Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 36, n. 6, p. 1680-1689, 2012.
TEDESCO, M. J. et al. Análise de solo, plantas e outros materiais. 2.ed. Porto Alegre, RS, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1995. 174 p.
VIDDOTTO, E. et al. Dinâmica do ecótono floresta-campo no sul do estado do Amazonas no Holoceno, através de estudos isotópicos e fitossociológicos. Acta Amazônica, v. 37, n. 3, p. 385-400, 2007.
VITOUSEK, P. M.; SANFORD, R. L. Nutrient cycling in moist tropical forest. Annual Review of Ecology and Systematics, v. 17, s/n, p. 137-167, 1986.
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, v. 19, n. 13, p. 1467-1476, 1988.
WANG, F. et al. Effects of nitrogen-fixing and non-nitrogen-fixing tree species on soil properties and nitrogen transformation during forest restoration in southern China. Soil Science and Plant Nutrition, v. 56, s/n, p. 297-306, 2010.
ZUO, X. et al. Changes in carbon and nitrogen storage along a restoration gradient in a semiarid sandy grassland. Acta Oecologica, Montrouge, v. 69, s/n, p. 1-8, 2015.
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