Dinâmica de carbono e nitrogênio em um sistema agroflorestal sucessional na região neotropical

The present study aimed to assess the effect of fourteen years of implementation of a successional and biodiverse agroforestry system (AFS) in a degraded agricultural field located in the Cerrado region of Central Brazil on the carbon and nitrogen dynamics. To track short term soil N dynamics we sampled instantaneous soil N rates in four seasonal periods (wet-dry, dry, dry-wet, wet) and to track long term C and N dynamics we measured C and N stable isotopes in the plant-litter-soil system. As additional data we determined the aboveground biomass; resorption rates of foliar and, soil C and N stocks.  The measured aboveground biomass was 19.2 Mg C ha-1. The mean resorption rate of foliar N was 49.3%. C:N ratio was 20.4 ± 1.4 and 14.2 ± 0.32 in the litter layer and the topsoil, respectively. Soil N-NH4+ was predominant over N-NO3-. After 40 days, the cumulative N-N2O emission was 0.33 kg ha-1. The mean C and N stocks were 3.8 Mg N ha-1 and 43.6 Mg C ha-1, respectively. The averaged soil δ15N was 6.8‰. Soil δ13C was -20.3‰. After 14 years of implementation, approximately 40% of the total C in the topsoil (0-20 cm depth) was derived from the AFS biomass input, predominantly from the C3 photosynthetic pathway. The studied biodiverse AFS that replaced a degraded agricultural field in the Cerrado region showed to be responsive both in terms of soil and plant C and N pools and fluxes.O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito de quatorze anos de implementação de um sistema agroflorestal (SAF) sucessional e biodiverso em uma área agrícola degradada localizada na região de Cerrado do Brasil Central sobre a dinâmica de carbono e nitrogênio. Para verificar a dinâmica de N no curto prazo foram feitas medidas das taxas de transformação de N no solo em quatro períodos sazonais (chuva-seca, seca, seca-chuva e chuva) e para determinar a dinâmica de C e N no longo prazo foram analisadas as razões isotópicas de C e N no sistema planta-serapilheira-solo. Além disso, os seguintes parâmetros foram medidos: biomassa acima do solo, taxas de retranslocação de N foliar, e estoques de C e N no solo. A biomassa acima do solo foi de 19,2 Mg C ha-1. A taxa média de reabsorção de N foliar foi de 49,3%. A relação C:N foi de 20,4 ± 1,4 e 14,2 ± 0,32 na camada de serapilheira e na camada superficial do solo, respectivamente. O N-NH4 + do solo foi predominante sobre o N-NO3-. Após 40 dias, a emissão cumulativa de N-N2O foi de 0,33 kg ha-1. Os estoques médios de C e N foram de 3,8 Mg N ha-1 e 43,6 Mg C ha-1, respectivamente. O valor médio de δ15N do solo foi de 6,8‰, enquanto o valor médio de δ13C no solo foi de -20,3‰. Após 14 anos de implementação, aproximadamente 40% do C total na camada superficial do solo (0-20 cm de profundidade) mostrou ser derivado da entrada de biomassa oriunda do SAF, que é predominantemente do tipo fotossintético C3. O SAF estudado, que substituiu um campo agrícola degradado na região do Cerrado, mostrou-se responsivo tanto em termos de estoques e fluxos de C e N do solo e da planta