Carbon sequestration and biochemical changes in organic matter of soils cultivated with eucalyptus

A manutenção da matéria orgânica do solo (MOS) em cultivos comerciais de eucalipto está associada à adoção de técnicas adequadas de manejo da cultura e do solo. Alterações nos estoques de C e na qualidade da MOS provocadas pelo uso e manejo do solo podem ser identificadas pela quantificação dos estoques de C nos compartimentos florestais (solo e planta) ao longo do tempo de cultivo, e pela presença de compostos bioquímicos (bioindicadores) derivados de plantas e da atividade microbiana. Este estudo teve o objetivo de avaliar alterações na estocagem de C no solo e nas plantas de eucalipto durante uma rotação (sete anos), conduzido sob sistema de talhadia e reforma, bem como, avaliar as alterações causadas pelo cultivo do eucalipto convencional comparado com cultivos em sistema fertirrigado, eucalipto de longa rotação (24 anos), pastagem, acácia e mata nativa: nos teores de fenóis derivados de lignina, carboidratos e aminoaçúcares, no estádio de decomposição da MOS, e na contribuição de compostos de origem microbiana para a MOS em solos do litoral Norte do Espírito Santo. Os resultados indicaram que o cultivo de eucalipto no sistema de talhadia teve os maiores estoques (192 t ha-1) e incrementos (36 t ha-1 em sete anos) de C no ecossistema (plantas + serapilheira + solo) após sete anos de cultivo, seguido por clones mais produtivos em sistema de reforma. Os maiores incrementos nos estoques de C deveram-se à maior produtividade, estocagem de C na MOS e nas raízes das plantas. O maior aporte de matéria seca da serapilheira, água e nutrientes no sistema fertirrigado favoreceu o incremento dos teores de C orgânico, N total, carboidratos totais, lignina, e aminoaçúcares no solo, indicando maior atividade microbiana no solo do sistema de cultivo de eucalipto fertirrigado em comparação ao sistema convencional. Também, notou-se o alargamento da relação dos aminoaçúcares glucosamina/ácido murâmico no sistema fertirrigado e no cultivo da acácia, indicando maior contribuição fúngica e de outros microorganismos secundários, produtores de glucosamina (actinomicetos), para a formação da MOS. Nesses cultivos (eucalipto fertirrigado e acácia), o aumento da atividade fúngica pode favorecer a agregação de partículas de solo com compostos orgânicos e aumentar o tempo de residência do C no solo. A rotação de cultivos de eucalipto com acácia e o aumento do tempo de rotação do eucalipto favoreceram o estreitamento da relação lignina/N e C/N da serapilheira, aumentaram o teor de lignina, carboidratos e aminoaçúcares de origem microbiana. Também se observou que nos solos cultivados com eucalipto há maior contribuição direta de componentes de origem vegetal para a matéria orgânica que aqueles de origem microbiana, em comparação aos solos sob mata nativa, acácia e pastagem. A relação ácido/aldeído dos fenóis derivados de lignina no solo cultivado com eucalipto em rotação curta é menor, indicando que a MOS encontra-se em estádio menos avançado de decomposição do que no solo cultivado com acácia, e naquele de mata nativa.The maintenance of soil organic matter (SOM) in commercial plantations of eucalyptus depends on the adoption of appropriate crop and soil management. Changes in inventories of C and the quality of the MOS caused by the use and soil management can be identified by quantifying the stocks of C in forest compartments (soil and plant) over time of cultivation, and the presence of biochemical compounds (bioindicators) derived from plant and microbial activity. This study aimed to evaluate changes in the storage of C in the soil and in plants during a rotation (seven years) of eucalyptus, conducted by coppicing and new planting (reform) wealso assessed the changes caused by the cultivation of eucalyptus compared under conventional management with that under fertirrigated system, long rotation eucalyptus (24 years), pasture, acacia and native forest on the levels of phenols derived from lignin, carbohydrates and amino sugars, the stage of decomposition of SOM, and the contribution of compounds of microbial origin for SOM in coastal plain soils of northern Espírito Santo state, Brasil. The results showed that the cultivation of eucalyptus through coppicing had the largest stock (192 t ha-1) and increment (36 t ha-1 in seven years) of C in the ecosystem (plant + litter + soil) after seven years of cultivation, followed by more productive clones in the reform system. The largest increases in C stocks were due to higher productivity, storage of C in the SOM and roots of plants. The greater apport of dry matter of litter, water and nutrients in the fertirrigated system favored the increase of organic C, total N, total carbohydrates, lignin, amino sugars in the soil, indicating greater microbial activity in the soil, of eucalyptus under the fertirrigated as compared to that under the conventional system. Also, it was noticed the wideming of the there is the extension of the relationship of amino glucosamine / muramic acid ratis in the soil of eucalyptus under system fertirrigated and in that under acacia cultivation, indicating greater contribution of fungi and other microorganisms, producers of glucosamine (actinomycetes) for the formation of the SOM. In soils under such (fertirrigated eucalyptus and acacia), the increased fungal activity can encourage aggregation of soil particles with organic compounds and increase the mean residence time of C in soil. The rotation of eucalyptus crops with acacia and the increase in the rotation length of eucalyptus favored the narrowing of the lignin / N and C / N ratios of the litter, increased the contents of lignin, carbohydrates and amino sugars of microbial origin. It was also found that the soil under eucalyptus there is more direct contribution of compounds of plant origin for the organic matter than those of microbial origin as compared to the soils under native forest, acacia and pasture. The acid / aldehyde ratio of phenols derived from lignin in the soil under short rotation eucalyptus in is lower, indicating that the SOM is in a less advanced stage of decomposition than that in soils under acacia plantation and native forest.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic