Carbon stock and fractions and physical properties in Rhodic Kandiudox related to manure applications on production systems

Swine and poultry production consists one of the main activities with economic and social importance in Santa Catarina, Southern Brazil. The intensive animal production systems produce large quantities of manure requiring a proper disposal. The impact of these materials in the soil depends on the conditions of use and the amounts added. The aim of this study was to evaluate the effect of swine manure and poultry litter on the total organic carbon contents, its distribution in aggregate and granulometric size fractions and changes in physical properties and water storage on Rhodic Kandiudox, in Concordia, SC. The areas analyzed had different uses and times of application of swine manure and poultry litter, namely: maize for silage (M7 years), maize for silage (M20 years); ryegrass (P3 years); ryegrass ( P15 years); perennial pasture (PP20 years); mate (EM20 years); native forest (NF) and native pasture with no manure application (P0 years). Soil samples were collected at 0-5, 5-10 and 10-20 cm, were evaluated for total organic carbon (TOC), particulate organic carbon (POC), organic carbon associated to minerals (OCam), organic carbon contained in aggregates size fractions (C-aggregates). In the layer 0-5 cm humic substances were analyzed. The soil physical properties evaluated were bulk density, total porosity, macro and microporosity, aggregate stability, degree of flocculation, penetration resistance and water storage through curves of water retention. We carried out the Proctor test to determine maximum compaction. Values of TOC and POC were higher in native forest in the mean of the three layers. The largest stock of TOC was observed in P3 compared with other areas receiving animal manures, in the sum of three layers. The highest OCam values were observed in MN and P3, which differed from other areas. NM had the highest levels of C-aggregate of all treatments in all three classes of aggregates evaluated and M7 had the lowest levels. The application of animal manure did not increase levels of soil organic carbon. The use of animal manures and different use systems adopted reduced degree of flocculation of the clays and low macroporosity was observed in some of the evaluated areas. Nevertheless, we observed good physical condition related to soil structure, such as bulk density and penetration resistance. The soil use changed water retention curves in relation to MN. Areas with application of manure had higher water retention that MN, considering tensions between field capacity and wilting point. The amount of available water was lower than the ideal required by cropsSuinocultura e avicultura representam para Santa Catarina uma das principais atividades de importância econômica e social. Os sistemas intensivos originam grandes quantidades de estercos. O impacto no uso desses materiais no solo depende das condições de uso e das quantidades adicionadas. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da aplicação de estercos de suínos e cama de aves no conteúdo de carbono orgânico total, sua distribuição nas frações granulométricas e em classes de agregados e nos atributos físicos e armazenamento de água de um Nitossolo Vermelho Eutrófico, em Concórdia, SC. As áreas analisadas abrangeram diferentes usos e tempos de aplicação de estercos de suínos e cama de aves, a saber: milho para silagem (M7 anos); milho para silagem (M20 anos); pastagem de azevém (P3 anos); pastagem de azevém (P15 anos); pastagem permanente (PP20 anos); erva mate (EM20 anos); mata nativa (MN) e pastagem nativa sem aplicação de estercos (P0 anos). As amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-5; 5-10 e 10-20 cm, sendo avaliados os teores de carbono orgânico total (COT), carbono orgânico particulado (COP), carbono orgânico associado aos minerais (COam) e carbono orgânico contido nos agregados (C-agregados). Na camada 0-5 cm foram analisadas as substâncias húmicas. Dentre os atributos físicos avaliou-se densidade, porosidade total, macro e microporosidade, agregação, grau de floculação, resistência à penetração e armazenamento de água através das curvas características de retenção de água no solo. Realizou-se o ensaio de Proctor para determinar valores de densidade máxima de compactação. Os estoques de COT e COP foram maiores na área de mata nativa na média das três camadas. O estoque de COT foi maior em P3 em relação as demais áreas que receberam estercos de animais, na soma das três camadas. Os maiores valores de COam foram observados na MN e P3, que diferiram das demais áreas. A MN teve os maiores teores de C-agregados de todos os tratamentos nas três classes de agregados avaliados e M7 teve os menores teores. As áreas com aplicação de estercos não evidenciaram aumento nos teores de CO do solo. As áreas com uso de estercos e diferentes sistemas de uso tiveram menor grau de floculação das argilas e foi observada baixa macroporosidade em algumas áreas avaliadas. Apesar disso, observaram-se condições físicas satisfatórias ligadas à estrutura do solo, como densidade do solo e resistência à penetração. O uso do solo alterou as curvas de retenção de água do solo em relação a MN. As áreas com aplicação de estercos tiveram maior retenção de água que MN nas tensões entre capacidade de campo e ponto de murcha permanente. A quantidade de água disponível ficou abaixo do ideal requerido pelas culturasConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic