Carbon and nitrogen fractions as affected by texture, relief and land use in the Vaca Brava watershed

A produtividade em sistemas agrícolas de subsistência ou de baixos insumos depende do fornecimento de nutrientes oriundos da mineralização da matéria orgânica do solo (MOS). Portanto, a quantidade e a qualidade da MOS são duas variáveis fundamentais relacionadas com a sustentabilidade da produção agropecuária de subsistência. O objetivo do presente trabalho foi analisar as inter-relações de usos do solo, as posições no relevo e suas texturas com os teores totais de C (Ct) e N (Nt), a fração de C oxidável por KMnO4 16,5 mol L-1 (Cox) e a fração de N aminoaçúcar (N amino). Esses atributos foram quantificados em 260 amostras simples de solo (0-20 cm) retiradas da microbacia Vaca Brava (PB), em áreas de uso agropecuário, num sistema de amostragem com arranjo fatorial de estratos. Os teores de Ct, Nt e N amino decresceram na seqüência: pastagem > capineira > roçado. Em relação ao relevo, tanto os teores de Ct e Nt quanto suas frações apresentaram os maiores teores nas áreas de várzea, siltosas e os menores nas áreas de rampa pedimentada, mais arenosas. A redistribuição de sedimentos nas vertentes foi ocasionada por processos erosivos da camada superficial das encostas, nas quais predominam texturas finas. Em relação às classes texturais, os teores de MOS e de suas frações foram maiores (p < 0,05) nas amostras de textura argilo-arenosa e menores nas de textura areia franca. Em todas as situações analisadas, os teores de Cox e N amino tenderam a acompanhar as variações nos teores de Ct e Nt. Por conta desta última tendência, os índices Cox/Ct e Nt/N amino, que representam a qualidade da MOS, indicaram poucas mudanças significativas nesse atributo de acordo com o uso, relevo ou classe textural.Productivity in subsistence or low-input agriculture depends on the release of nutrients through mineralization of soil organic matter (SOM). For this reason, SOM quantity and quality are two important variables related to the sustainability of subsistence family farming. The objective of this work was to study the interrelationships among soil use, texture and relief, at basin scale, on the concentration of total soil C (Ct) and N (Nt), the oxidizable C fraction with 16.5 mol L-1 KMnO4 (Cox) and the amino-sugars fraction of N (Namino). These properties were quantified in 260 single soil samples (0-20 cm layer) from the Vaca Brava basin, Paraiba State, Brazil. The region was sampled using a stratified sampling design with an incomplete factorial arrangement of the strata in areas under subsistence farming. Concentrations of Ct, Nt and Namino decreased in the following order: pasture > fodder > crops. In relation to the relief, Ct, Nt and their fractions were greater in lowlands and smaller in foot-hill areas. The latter tended to accumulate sand, while lowlands showed greater accumulation of silt. Sediment redistribution was caused mainly by erosion processes of the back-slope regions, in which finer textures predominated. In relation to textural classes, SOM concentrations and their fractions were greater (p < 0.05) in clayey sand samples and smaller in sandy loam ones. In all strata, Cox and Namino concentrations tended to parallel the variations in Ct and Nt. For this reason, Cox/Ct and Nt/Namino ratios that could be used as SOM quality index varied very little as a function of use, relief or texture