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TOTAL CARBON AND ABUNDANCE OF NATURAL 13C IN SOIL PROFILES UNDER EUCALYPTUS PLANTATION

By Fabiane Figueiredo Severo

Abstract

O plantio de eucaliptos é uma prática comum em áreas antes utilizadas para a pecuária extensiva na metade sul do Rio Grande do Sul (RS), porém tal cultivo levanta muitos questionamentos acerca de influência sobre a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS). Uma avaliação se tornou possível graças ao ciclo fotossintético do eucalipto, que assim como nas demais espécies arbóreas é C3 e na maioria das gramíneas é C4. Plantas de ciclo C4 utilizam o 13C (isótopo pesado do carbono) no processo de fotossíntese, enquanto que plantas com ciclo C3 relativamente distinguem o 13C do ar, gerando MOS com diferentes abundâncias isotópicas. O presente estudo avaliou os teores de C total e a abundância isotópica de 13C em perfis do solo sob plantio de eucaliptos localizados na depressão central do RS de diferentes idades (2, 10 e 21 anos), em uma área de regeneração natural e em campo de pastagem natural, bem como estimou a contribuição na conversão da MOS em função de cada vegetação. O manejo inicial de todas as áreas amostradas era de pastagem natural. No perfil foram avaliadas as seguintes camadas: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-70 e 70-90 cm. A análise da abundância isotópica de 13C no solo e dos tecidos vegetais foi feita por espectrometria de massas. Após 2 anos do plantio de eucaliptos, a camada superficial apresentou aumento de carbono em relação a sua camada subsuperficial e o início do processo de conversão do carbono da pastagem possivelmente tenha começado a ocorrer nesta camada superficial (0-5 cm). No plantio de 10 anos ocorreu uma diminuição da MOS entre as camadas até os 20 cm iniciais e o processo de conversão da MOS entre pastagem e eucalipto mostra-se até esta profundidade. Após 21 anos de plantio, todo o perfil já sofreu alteração pelo plantio de eucaliptos, tendo em sua camada superficial o maior valor de carbono proveniente do cultivo de eucaliptos (90,4%). Na área em que ocorreu regeneração natural, o maior teor de carbono na camada superficial foi observado (3,53%) e isto pode ser decorrente da maior diversidade da composição química do material depositado. Nesta área, existem indicativos de que o processo da ciclagem da MOS também tenha atingido todas as camadas do perfil através dos resíduos aportados pelas espécies arbóreas nativas.The planting of eucalyptus is a common practice in areas previously used for extensive livestock farming in the southern half of Rio Grande do Sul (RS), but such cultivation raises many questions about its influence on the dynamics of soil organic matter (SOM). An evaluation was made possible due to the photosynthetic cycle of eucalyptus, which as in other tree species are C3 and in most grasses is C4. C4 cycle plants use 13C (carbon heavy isotope) in photosynthesis, while plants with C3 cycle make distinction of 13C of the air, generating MOS with different isotopic abundances. This study evaluated the overall carbon content and the isotopic abundance of 13C in soil profiles under eucalyptus plantation of different ages (2, 10 and 21), in a natural regeneration area and natural grass field as well as estimated the contribution to the conversion of SOM according to each vegetation. The initial management of all sampled areas was natural pasture. In profile the following layers were evaluated: 0-5, 5-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-70 and 70-90 cm. The 13C isotopic abundance of soil and plant tissue was performed by mass spectrometry. After two years of planting eucalyptus, the surface layer showed an increase of carbon relative to its subsurface layer and the beginning of pasture carbon conversion process possibly has begun to occur in this surface layer (0-5 cm). In 10 years of planting it occurred a decrease of SOM between the layers until the initial 20 cm and the MOS conversion process between pasture and eucalyptus shows up to this depth. After 21 years of planting, the whole profile has undergone change by planting eucalyptus trees, taking in its surface layer the higher carbon value from the eucalyptus cultivation (90.4%). In the area where there was a natural regeneration, the higher carbon content in the surface layer was observed (3.53%) and this may be due to the greater diversity of the chemical composition of the deposited material. In this area, there are indications that the MOS cycling process has reached all the profile layers through the waste contributed by the native tree species

Topics: C4, C3, isótopos, AGRONOMIA, isotopes, C3, C4, AGRONOMIA
Publisher: Universidade Federal de Santa Maria
Year: 2015
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UFSM:oai:ufsm.br:7174
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