Maximum capacity of carbon accumulation in soils cultivated with sugarcane

Um dos principais entraves na cultura da cana-de-açúcar quanto à sustentabilidade do solo é o manejo da cultura e da colheita. O objetivo deste estudo foi avaliar os estoques de C e sua dinâmica em diferentes frações da MOS (matéria orgânica do solo) em áreas cultivadas com cana-de-açúcar sob os manejos com e sem queima e, sob adubação orgânica com diferentes períodos de adoção (4 e 12 anos), tendo uma área de vegetação nativa (Cerradão) como referência. As áreas localizam-se em Goianésia-GO, sendo todas representativas da classe dos Latossolos Vermelho-Amarelo distróficos. Foram avaliados os teores de C e N do solo e seus respectivos estoques, além dos teores de C e N e, das abundâncias isotópicas do 13C e 15N para as frações organominerais < 53 ?m, 75-53 ?m e 2000- 75 ?m (fração orgânica e organomineral) da MOS. De posse desses resultados, objetivou-se simular a capacidade máxima de acúmulo de C, a partir do modelo Century, enfatizando os manejos avaliados e texturas de solos contrastantes. Os teores de C foram maiores para o manejo orgânico-4, em relação às demais áreas de cana-de-açúcar avaliadas. Os estoques de C e N foram maiores para as áreas em que o teor de argila foi superior; com queima e orgânica-4. Devido as diferenças entre texturas foram calculados os estoques em função dos ajustes quanto à massa de solo e teores de argila, utilizando-se como referência a vegetação nativa. Dessa forma os maiores estoques foram observados para o manejo orgânica-12. Os resultados para o conteúdo de C da biomassa microbiana (C-BM) mostrou aumento dos em função da melhoria do manejo. Em relação aos teores de C e N das frações da MOS, os manejos orgânicos (orgânica-12 e -4) resultaram nos maiores valores observados, principalmente para a fração organomineral <53 ?m à 5 cm de profundidade. Tais resultados refletiram diretamente sobre os valores de 13C, sua respectiva proporção de C derivado do resíduo C4 e, do 15N, indicando, respectivamente, maior acúmulo e proporção de C proveniente da cultura de canade- açúcar nas frações da MO, além de evidenciar, a partir do 15N, comportamento, quanto ao grau de humificação da MO, mais próximo ao observado para a vegetação nativa. Os resultados do estudo de modelagem enfatizaram a importância da textura do solo bem como as práticas de manejo para o acúmulo de C no solo. Os sistemas de manejo conservacionistas ao contrário da queima resultaram em estoques de C superiores em 78 % e 98 %, quando simulado solo com maior e menor teores de argila, respectivamente. Os resultados suportaram o uso do modelo Century em aplicações práticas de acúmulo de C em solos cultivados com cana-deaçúcar, principalmente, para os estoques de C e os ?13C dos solos avaliados, indicando que o modelo Century pode ser uma importante ferramenta para estabelecer estratégias apropriadas de manejo para aumentar os estoques de C do solo ao longo do tempo. O longo período de avaliação mostrou que conceitos, como o \"steady state\" de C no solo, podem ser investigados via modelagem, como pelo uso do modelo Century. A partir desse estudo foi possível concluir que práticas de manejos conservacionistas tendem a aumentar os estoques de C e N do solo ao longo do tempo e, que esse aumento é fortemente influenciado pelo teor de argila no solo.One of the main obstacles of sugarcane production in the soil sustainability is the crop management and harvesting. The aim of this study was to evaluate the carbon (C) stocks and dynamics in different SOM fractions in sugarcane systems with or without burning, and under organic fertilization with different periods of adoption (4 and 12) and an area of native vegetation (Cerradão) used as a reference. The study areas are located in Goianésia, GO, all representatives of Latossolos Vermelho-Amarelo distróficos (Oxisols Hapludox distrofic). We evaluated C and N soil contents and natural isotopic abundances 13C e 15N to organominerals fractions < 53 ?m, 75-53 ?m e 2000-75 ?m (organic and organomineral fractions) of SOM. With these results, we aimed to simulate the maximum accumulation of C, by using the Century model, emphasizing different management practices and contrasting soil textures. The C contents were higher for organic-4, in relation to the other areas of sugarcane evaluated. The stocks of C and N were higher for areas where the clay content was higher (burning and organic-4). Due to the difference between soil texture we calculated stocks according to the adjustments on the equivalent mass of soil and clay content, with reference to the native vegetation and thus the largest stocks were observed for organic-12. The C from microbial biomass (C-BM) showed increased in the (C-BM) levels, due to improved management. Regarding the levels of C and N fractions of SOM, the organic-12 and organic-4 resulted in the highest values, especially for OM fraction < 53 ?m (organomineral) to 5 cm depth. These results reflected directly on the values of 13C, the respective proportion of C derived from C4 residue and the 15N, indicating, respectively, greater accumulation and proportion of C derived from the sugarcane in SOM fractions, and evidence from the 15N closer behavior to that observed for native vegetation, relative of OM humification degree. The results of the modeling study emphasized the importance of soil texture and management practices for soil C accumulation. The conservation management system resulted in higher C stocks, by 78% and 98% when simulated soil with higher and lower clay contents, respectively. The results supported the use of the Century model in practical applications of C accumulation in soils cultivated with sugarcane, especially for C stocks and 13C of soils evaluated, indicating that the Century model can be an important tool to establish appropriate management strategies to increase soil C stocks over time. The long period of evaluation showed that concepts such as the \"steady state\" of soil carbon, can be investigated via modeling. We concluded that the practices of the conservation tillage systems tend to increase the stocks of C and N in the soil over time, and this increase is strongly influenced by the clay content in the soil