Soil Carbon in Agroforestry Systems: An Unexplored Treasure?

Soil organic matter (SOM), which contains more reactive organic carbon (C) than any other single terrestrial pool, plays a major role in determining C storage in ecosystems and regulating atmospheric concentrations of carbon dioxide (CO2)^1^. Agroforestry, the practice of growing trees and crops in interacting combinations on the same unit of land^2^, primarily by resource-poor smallholder farmers in developing countries, is recognized as a strategy for soil carbon sequestration (SCS) under the Clean Development Mechanism (CDM) of the Kyoto Protocol^3^. The understanding about C storage and dynamics under agroforestry systems (AFS), however, is minimal. Our studies under various AFS in diverse ecological conditions in five countries showed that tree-based agricultural systems, compared to treeless systems, stored more C in deeper soil layers up to 1 m depth under comparable conditions. More C is stored in soil near the tree than away from the tree; higher SOC content is associated with higher species richness and tree density; and C3 plants (trees) contribute to more C in the silt- + clay-sized (<53 µm) fractions that constitute more stable C, than C4 plants, in deeper soil profiles4 - 8. These results provide clear indications of the possibilities for climate change mitigation through SCS in AFS, and opportunities for economic benefit - through carbon trading - to millions of smallholder farmers in developing countries

Ciutats

[p.4] "La culpa de tot és dels grans"[p.8] Què van fer les sargantanes i els dragons?[p.13] Desenvolupament urbà sostenible[p.21] Una dura lliçó per ser apresa[p.32] La ciutat com a aventura iniciàtica[p.37] Una competició per la sostenibilitat?[p.44] Entrevista a Salvador RuedaPeer Reviewe

Uma abordagem para avaliar o potencial de agroecossistemas em prover serviços ambientais

The objective of this work was to present an approach to evaluate soil functions in agroecosystems and their impact on environmental services (ES). An approach with case studies was proposed to assess the relationship between the establishment and management of agroecosystems, in three Brazilian biomes (Atlantic Forest, Cerrado, and Caatinga), and their environmental services provision, considering the specificities of each area. A set of soil parameters that can be used as indicators to monitor changes in the agroecosystem was also proposed. The environmental services types most affected by the establishment and management of the agroecosystems were the supporting and provisioning services, showing the potential of agricultural management in providing multiple services, besides food, fiber, and energy. “No fire use” and “agricultural consortium” were the criteria for the establishment and management of agroecosystems with greater potential to increase environmental services provision, whereas biomass stock in soil and litter was the most appropriate soil parameter to be used as an indicator to monitor the impact of agroecosystems in environmental services provision.O objetivo deste trabalho foi apresentar uma abordagem para avaliar as funções do solo em agroecossistemas e seus impactos sobre os serviços ambientais (SA). Uma abordagem com estudo de casos foi proposta para analisar a relação entre o estabelecimento e o manejo de agroecossistemas, em três biomas brasileiros (Floresta Atlântica, Cerrado e Caatinga), e a sua correlação com a prestação de serviços ambientais, tendo-se levado em consideração as especificidades de cada área. Também foi proposto um conjunto de parâmetros do solo que possam ser utilizados como indicadores para monitorar as alterações no agroecossistema. Observou-se que os tipos de serviços ambientais mais afetados pela implantação e pela gestão dos agroecossistemas são os desuporte e provisão, o que mostra o potencial que o manejo agrícola tem de fornecer múltiplos serviços, além de alimentos, fibras e energia. “Sem uso de fogo” e “consórcios agrícolas” foram os critérios usados na implantação e a gestão de agroecossistemas com maior potencial em aumentar a prestação de serviços ambientais, enquanto o estoque de biomassa no solo e na serapilheira foi o parâmetro do solo mais adequado para uso como indicador no monitoramento do impacto do agroecossistema na prestação de serviços ambientais

Carbon sequestation and isotopic discrimination in agrosilvopasture

O estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes sistemas de uso da terra no estoque e na dinâmica do carbono orgânico do solo (COS). Para isso foram coletadas amostras de solo em seis diferentes sistemas de uso da terra na Fazenda Riacho, pertencente à Votorantim Siderurgia Unidade Agroflorestal-, no município de Vazante, MG. Os sistemas de uso da terra escolhidos foram: uma pastagem exclusiva (estabelecida a aproximadamente 35 anos); uma floresta de eucalipto velha (estabelicida em 1985); uma floresta de eucalipto nova (estabelecida em 2005); um sistema agrossilvipastoril velho ( estabelecido em 1994); um sistema agrossilvipastoril novo ( estabelecido em 2004); e uma floresta nativa de referência do cerrado local. As amostras de solo foram coletadas em 4 camadas distintas (0 10; 10 20; 20 50; 50 100 cm) em quatro diferentes áreas do mesmo sistema de uso da terra. Cada uma desses áreas foi considerada uma repetição. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado. Após a coleta o solo foi passado através de peneira de 2 mm e as amostras foram levadas para a University of Florida, FL, USA para que as análises fossem realizadas. As amostras foram fracionadas fisicamente em 3 frações: areia grossa (250 2000 &#956;m); areia fina (250 53 &#956;m) e silte e argila (<53 &#956;m). Foram realizadas análises de carbono total e de seu isótopo estável (13C) em cada uma das fraçoes bem como no solo como um todo. As resultados de COT mostram que o estoque de carbono no solo, em um metro de profundidade, dos sistemas analisados seguiu a ondem: Sistema Agroflorestal Velho (148 Mg ha-1) &#8805; Eucalipto Novo (143 Mg ha-1) &#8805; Floresta nativa (137 Mg ha-1) = Sistema Agroflorestal Novo (130 Mg ha-1) &#8805; Eucalipto Velho (121 Mg ha-1) &#8805; Pastegem (116 Mg ha-1). A pastagem apresentou o maior estoque de COS na fração silte + argila e na fração areia fina que representam a forma mais estável do carbono no solo. A hierarquia dos agregados e os teores de carbono nas diferentes frações sugerem um impacto na sistema de uso da terra no estoque de carbon so solo mostrando que o solo das pastagens e dos sistemas agrossilvipastoris têm potêncial para o sequestro de carbono. Os resultados de &#948;13C foram maiores para a pastagem e para os sistemas agrossilvipastoris tanto no solo como um todo como para as frações. A maior parte do COS, em todas as camadas, das pastagem e para sistemas agrossilvipastoris era de origem de plantas C4. As frações do solo destes sistemas apresentaram uma contribuição de COS de origem C4 de 40%; 35%; e 92% nos sistemas agroflorestais velho; novo; e pastagem, respectivamente, na camda de 0 10 cm da fração areia grossa. Na fração silte e argila a contribuição do carbono de origem C4 no COS na profundidade de 50 100 cm foi de 80%; 65%; e 80% para os sistemas agroflorestais velho; novo e pastagens, respectivamente. Os resultados de &#948;13C apresentaram uma tendência de aumentar com aumento na profundidade do solo sugerindo que a a vegetação que se encontrava originalmente na região no passado mais distante (holoceno médio) era composta basicamente por plantas do ciclo C4 e não do ciclo C3 como se obseva hoje em dia. Maiores investigações precisam ser realizadas para uma afirmação mais conclusiva a respeito dessa afirmativa. Conclui-se que o sistema de uso da terra altera o estoque e a dinâmica do carbono no cerrado e que pastagens e sistemas agrossilvipastoris podem ser utilizados para mitigar o carbono atmosférico no solo.The aim of this research was to evaluate the effect of different land-use systems in the soil organic carbon (SOC) dynamic. Samples were collected in six different systems at the Riacho farm, Vazante, MG, Brazil. Land-use systems chosen were: open pasture; native forest (Cerrado); old agroforestry; new agroforestry; old eucalyptus; and new eucalyptus. From each system, replicated soil samples were collected from four depths (0 10, 10 20, 20 50, and 50 100 cm); the samples were fractionated into 250 2000, 53 250, and <53 &#956;m size classes representing macroaggregates, microaggregates, and silt+clay, respectively, and their C contents and &#948;13C determined. Up to 1 m depth, the total SOC contents (Mg ha-1) in the systems were in the order: Old Silvopasture (148) &#8805; New Eucalyptus (143) &#8805; Forest (137) = New Silvopasture (130) &#8805; Old Eucalyptus(121) &#8805; Pasture (116). Pasture had the highest SOC content in the silt+clay and microaggregate fractions that represent more stable forms of C. The aggregate hierarchy and C content in different soil-size fractions suggest the likely impact of the (unknown) previous land-use on total C stock in these young systems, as well as the higher C sequestration potential of pasture and silvopastoral systems in the Cerrado. Results from &#948;13C showed that pasture and agroforestry systems had higher values of &#948;13C in whole soil and in the aggregate fractions. Soil organic carbon was mainly derivate from C4 plants in all land-use systems at all depths. At open pasture old agroforestry and new agroforestry systems C4 carbon in the microaggregate fraction at the layer of 0 10 cm corresponded to 92; 40; and 35%, respectively. At the silt+clay fraction at the layer of 50 100 cm C4 contribution to total SOC was 80; 80; and 65% in the open pasture; old agrofores tryand new agroforestry, respectively. The &#948;13C values showed a trend to increase with depth increasing suggesting that in the past (mid holocen) the vegetation placed there was basically composed by plants this C4 pathway xiii xiv and not with C3 plants as it is seen now a day. Furthers studies are need to confirm and better understand this trend. The overall conclusion of this research was that agroforestry systems placed in the Cerrado Biome has the potential to mitigate C and might be recommended as a C sinker tool to farmers.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Nutritive value of Tifton 85 hay treated with urea

O experimento foi conduzido no Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Viçosa com o objetivo de avaliar a influência da umidade, do período de amonização e de doses de uréia sobre a composição químico-bromatológica e digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) do feno de capim Tifton 85. O feno do capim foi amonizado com diferentes doses de uréia (2, 4, 6, 8 e 10%) com base na matéria seca, teores de umidade (20 e 40%) e período de tratamento (30, 60, e 90 dias). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado arranjando em um esquema fatorial 5x3x2, com 3 repetições. A uréia foi diluída em quantidade de água suficiente para elevar o teor de umidade até o nível desejado. O feno foi armazenado em sacos plásticos (2 kg/saco) vedados com fita adesiva. Ao termino de cada período experimental os sacos foram abertos e coletadas amostras para análises laboratoriais. Verificou-se aumento quadrático para os teores de nitrogênio total (NT) e nitrogênio amoniacal (N-NH3) com o aumento das doses de uréia para todos os tratamentos. Os níveis de NT foram maiores para os menores níveis de umidade, já os teores de N-NH3 foram maiores para os maiores níveis de umidade. Os teores de nitrogênio insolúvel em detergente neutro (NIDN) e detergente insolúvel em detergente ácido (NIDA) não foram afetados, apresentando valores médios de 0,82 e 0,15%, respectivamente. Os valores de NIDN/NT apresentaram redução linear com o aumento da dose de uréia, e os maiores decréscimos foram observados para os tratamentos com menor umidade e com o período de amonização mais longo. Os teores de NIDA/NT foram reduzidos de forma quadrática com o aumento das doses de uréia aplicada, sendo os menores valores obtidos para os tratamentos com menor umidade. O aumento na dose de uréia promoveu uma redução linear nos teores de fibra em detergente neutro (FDN), sendo esta redução mais marcante nos tratamentos com 40% de umidade. Os teores de fibra em detergente ácido (FDA) foram reduzidos com o aumento das doses de uréia e não foram afetados pelo período de amonização nem pelo teor de umidade do material, alcançando valores mínimos de 44,1%. Os valores de celulose também foram reduzidos com o aumento das doses de uréia aplicada e essa redução foi mais acentuada nos tratamentos com 20% de umidade. Os teores de hemicelulose reduziram de forma linear com o aumento do período de amonização não sendo influenciados pela dose de uréia nem pela umidade do material. A DIVMS foi influenciada de forma quadrática decrescente pela dose de uréia, bem como, pela umidade do material e período de amonização, estimando-se valores máximos de 64,9% para o tratamento com 20% de umidade, e de 73,9% para o tratamento com 40% de umidade, ambos com 90 dias de amonização. A amonização com uréia alterou a composição químico-bromatológica do feno do capim Tifton, melhorando o seu valor nutritivo demonstrando ser uma boa alternativa para obtenção de forragem de qualidade durante o período seco do ano.An experiment was conducted at the Animal Science Department of the Federal University of Viçosa to evaluate the influence of moisture, urea level and time of ammoniation on chemical-bromatologic compounds and in vitro dry matter digestibility (IVDMD) of Tifton 85 hay. In the trial, 2 kg of hay with five levels of urea (2; 4; 6; 8 and 10% dry matter bases), two moisture levels (20 and 40%), were stored for three periods of ammoniation (30; 60 and 90 days) in sealed plastic bags. Urea was mixed in water necessary to reach 20 and 40% of moisture levels when added to hay. A completely randomized design with three replications in a factorial arrangement was used. Total nitrogen (NT) and ammonia nitrogen (N-NH3) concentrations increased quadraticly when urea levels were increased. Total nitrogen values were higher at the lowest moisture, however N-NH3 increased with the increasing of moisture. Neutral detergent insoluble nitrogen (NDIN) and acid detergent insoluble nitrogen (ADIN) were not affected by the treatments. The values of NDIN/TN decreased with an increasing in moisture levels and the highest value was observed in lowest moisture (20%) and the shortest period of ammoniation (30 days). The ADIN/TN ratio adjusted into a quadratic model. An increase in urea levels decreased the ratio, and lower values were observed at lower moisture. An increase in urea levels promoted a decrease in neutral detergent fiber, reaching the lowest value at 40% moisture for ammoniation period of 90 days. Acid detergent fiber decreased linearly with the increase of urea levels, reaching minimum value of 44,1% at the 10% urea level and was not affected by moisture and ammoniation period. Cellulose contents were decrease with the increase of urea levels, and lower rates were reached at lower moisture. The hemicellulose and lignin contents decreased linearly with increasing ammoniation period and were not affected by urea and moisture levels. The IVDMD adjusted into a quadratic model and response to the increasing of urea levels, moisture levels and ammoniation period, reaching maximum digestibility of 64,9% at lower moisture contest and 73,9% at higher moisture content, both with 90 days of ammoniation. Urea ammoniation altered the chemical composition and digestibility of Tifton 85 hay, improving the nutritive value of forage and providing an option for forage quality improvement during dry season.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic

Produção de forragem e desempenho de novilhos de corte em um sistema silvipastoril: efeito de doses de nitrogênio e oferta de forragem

O estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a produção forrageira e o desempenho de bovinos de corte pastejando sub-bosque de um sistema silvipastoril com eucalipto, adubado com fertilizante nitrogenado e duas ofertas de forragem. Os tratamentos consistiram de três doses de fertilizante nitrogenado (0, 75 e 150 kg ha-1 de N, na forma de ureia), e duas ofertas de forragem (10 e 15% PV). O estudo foi conduzido sob delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e três períodos de avaliação. Foi observado aumento no ganho de peso, apenas no primeiro período de avaliação, à medida que se elevaram as doses de fertilizante nitrogenado. A variação na oferta de forragem não influenciou os ganhos médios individuais. O ganho por unidade de área aumentou à medida que foram adicionadas doses crescentes de fertilizante nitrogenado. A oferta de forragem de 15% é mais adequada quando se utilizam menores doses de nitrogênio na pastagem. Para doses mais elevadas, a intensificação da utilização resulta em maiores ganhos por unidade de área. A fertilização do sub-bosque é eficiente e necessária para a intensificação do uso de sistemas integrados eucalipto-pastagem.The objective of this study was to evaluate forage yield and performance of beef cattle grazing understory of a silvopastoral system with eucalyptus, fertilized with nitrogen and two forage offers. Treatments consisted of three doses of nitrogen fertilizer (0, 75 and 150 kg.ha-1N as urea) and two forage offers (10 and 15% of BW). The study was carried out in a complete randomized design with four replications and three evaluation periods. It was observed an increment in weight gain only the first period of evaluation as doses of nitrogen fertilizer were increased. Variation on forage offer did not influence individual average gains. Values of gain per area unit increased as increasing doses of nitrogen fertilizer were added. Forage offer of 15% is more properly when lower doses of N were used in pastures. For higher doses, intensification of use results in greater gains per area unit. Understory fertilization is efficient and necessary for intensification of the use of eucalyptus-pasture integrated systems