Resíduos orgânicos aplicados em sistema comercial de produção de pera asiática: sustentabilidade, organismos do solo, estrutura trófica e processos ecológicos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Curitibanos, Programa de Pós-Graduação em Ecossistemas Agrícolas e Naturais, Curitibanos, 2022.O presente estudo teve como objetivos avaliar o efeito do manejo de cobertura morta e composto orgânico sobre: i) o estado nutricional das plantas de Pyrus pyrifolia; ii) produção de frutos; iii) produção de biomassa da parte aérea e da raiz; iv) estoque de carbono; v) taxa de decomposição dos resíduos orgânicos; e vi) biodiversidade edáfica. Para isso delineou-se um experimento em blocos casualizados usando um esquema fatorial 2 × 2 (presença e ausência da cobertura morta e composto orgânico), em 4 blocos. Cada parcela possuiu um espaçamento de 24 × 36 m (n= 25, plantas por parcela). Realizaram-se coletas de solo (e.g., uma amostra composta por parcela) e resíduos orgânicos (cobertura morta nos pomares e composto nas pilhas de compostagem), para as análises químicas. Para analisar o estado nutricional e determinar a produção foram coletadas folhas e todos os frutos de 9 plantas na porção central de cada parcela. Para determinação da biomassa da parte aérea, da raiz, biomassa total e densidade de carbono em cada compartimento utilizaram-se modelos preditivos considerando a altura total das plantas (h) e diâmetro do caule a 30 cm do solo. Para determinação do tempo total (td) e tempo médio (hd) de decaimento dos resíduos orgânicos e massa remanescente (Rm), taxa de decomposição (k) e efeito primming, utilizaram-se litterbags em cada parcela com diferentes aberturas de malhas (4 mm2 e 15 mm2¬). Para a caracterização da biota edáfica, utilizaram-se armadilhas do tipo Provid. Os maiores valores para abundância das Famílias Araneidae, Termitidae, Staphylinidae e Cicadidae foram observados no tratamento controle. Enquanto os maiores valores para o estoque de carbono orgânico no solo, densidade total de carbono no ecossistema, hd, td, massa remanescente (litterbags com 15 mm2 de abertura contendo cobertura morta), abundância das Famílias Acaridae, Pulmonata e Halictophagidae foram observados onde apenas cobertura morta foi aplicada. Em seguida, os maiores valores para teor de nitrogênio foliar, hd, td, massa remanescente (litterbags com 4 mm2 de abertura contendo cobertura morta), taxa de decomposição, efeito primming, abundância das Famílias Cugygidae, Forficulidae e índice de riqueza foram observados no tratamento onde apenas o composto foi aplicado. Finalmente, os maiores valores para altura total, biomassa do caule, raiz, galhos, biomassa total, produção, densidade de carbono acima e abaixo do solo e abundância das Famílias Blattidae, Muscoidea, Gymnomorpha e Chrysopidae foram observados no tratamento onde a cobertura morta e o composto foram aplicados em conjunto. Os resultados demonstram que o manejo de resíduos orgânicos promoveu melhorias no sistema de produção de P. pyrifolia (estado nutricional das plantas, produção de frutos, produção de biomassa, taxa de decomposição, mineralização, abundância e riqueza da biota edáfica), principalmente onde foi aplicado composto.Abstract: The present study aimed to evaluate the effect of mulching and compost management under: i) P. pyrifolia nutritional status; ii) yield; iii) shoot and root biomass production; iv) carbon sequestration; v) organic residues decomposition rate; vi) soil biota community composition. To achieve these aims, we installed a randomized block using a factorial design 2 × 2 (presence and absence of mulching and compost) within four blocks. Each plot consisted of 24 × 36-m (n= 25 plants per plot). We collected soil samples (a compost sample per plot), organic residues (mulching on orchard piles, and organic compost on composting piles), for chemical analysis. To determined P. pyrifolia nutritional status, and yield we collected leaves and all fruits of nine P. pyrifolia plants on the central portion of each plot. While, for determining shoot, root, total biomass, and carbon density in each compartment we utilized predictive models, considering height (m), and stem diameter at 30-cm of soil surface. Next, total, and half time of residues decay, remaining mass, decomposition rate, and primming effect were determined utilizing litter bags with different mesh sizes (04-mm-2 and 15-mm-2) on each plot. To characterize the soil biota community Provid-type traps were placed. The highest values for abundance of Families Araneidae, Termitidae, Staphylinidae e Cicadidae were observed where no residue was applied. While, the highest values for soil organic carbon stock, total carbon density, hd, td, remaining litter mass (litterbags 15-mm-2 size containing mulching), abundance of Families Acaridae, Pulmonata, and Halictophagidae were observed where mulching was applied. Next, the highest values for leaf nitrogen, hd, td, remaining litter mass (litterbags 4-mm-2 size containing mulching), decomposition rate, primming effect, abundance of Families Cugygidae, Forficulidae, and richens index were observed where compost was applied. Finally, the highest values for height, stem biomass, root biomass, branches biomass, total biomass, yield, above- belowground carbon density, abundance of Families Blattidae, Muscoidea, Gymnomorpha e Chrysopidae were observed where mulching and compost were applied together. Our findings showed that organic residues management promoted improvements on P. pyrifolia production system (plant nutritional status, yield, biomass production, decomposition rate, mineralization, soil biota abundance and richness), principally where compost was applied