Biomassa microbiana e Carbono mineralizável no solo em sistemas integrados de produção agropecuária

Abstract

Resumo: Sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA) podem promover a sustentabilidade dos sistemas de produção e mitigar danos causados ao meio ambiente, pois influenciam a manutenção e melhoram a qualidade do solo. Considerando a importância das funções da microbiota do solo para desenvolvimento de sistemas mais sustentáveis, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de diferentes níveis de complexidade de SIPA e sistemas especializados de lavoura e pecuária sobre a biomassa e atividade da comunidade microbiana do solo. O estudo foi conduzido na área experimental do Núcleo de Inovação Tecnológica em Agropecuária (NITA), localizado na Estação Experimental do Canguiri, Pinhais, Paraná. As avaliações do C da biomassa microbiana do solo (C-BM), fluxo de CO2, C mineralizado acumulado, C orgânico total (COT), N total (NT), estoque de COT (ECOT) e quociente metabólico (qCO2) e microbiano (qmic) foram realizadas em amostras de solo, coletadas nas profundidades de 0-5 cm e 5-10 cm, de 4 tratamentos: Lavoura (L), Pecuária (P), Lavoura-Pecuária (LP) e Lavoura-Pecuária-Floresta (LPF). As amostras foram feitas durante o ano agrícola de 2016/2017 em 3 momentos: 1) antes da semeadura do milho, no estádio de grão leitoso da aveia preta, 2) estádio reprodutivo do milho (R1) e 3) no final do ciclo do milho (R6). As análises estatísticas foram realizadas em delineamento fatorial simples, considerando tratamento e tempo como fatores. Os diferentes sistemas afetaram a capacidade de mineralização e reservatório lábil de nutrientes do solo de forma consistente ao longo do tempo. O sistema L apresentou maiores quantidades de COT e ECOT na 1º e 2º camada do solo e de NT na camada de 5-10 cm, juntamente com os sistemas P e LP, podendo indicar ação positiva das forrageiras e do pastejo na manutenção da matéria orgânica do solo (MOS). Entretanto, o LPF levou à redução dos teores de COT e ECOT em relação ao L. Os valores de C-BM e fluxo de CO2 do solo indicaram que os micro-organismos não responderam aos efeitos dos tratamentos sobre a MOS. O conteúdo mais elevado de C mineralizado acumulado no L aponta maior potencial de mineralização de nutrientes no solo ao longo do tempo nesse sistema. Com isso, o menor qCO2 e aumento do qmic no solo no LPF indicam que os sistemas de produção mais complexos (LPF) tendem a melhorar a utilização do C orgânico do solo, promovendo, a longo prazo, melhor qualidade do solo, o que contribui para a sustentabilidade das atividades agrícolas. Palavras-chave: Sustentabilidade, atividade microbiana, Integração Lavoura-Pecuária, Integração Lavoura-Pecuária-Floresta.

Abstract: Integrated Crop Livestock Systems (ICLS) may promote the sustainability of the production systems and reduce the damage in the environment by maintaining and improving soil quality. Considering the fundamental function of soil microbiota for the systems sustainability development, we aimed to study the effect of different complexity levels of integrated crop-livestock systems and specialized crop and livestock systems on soil microbial biomass and its functionality. The study was performed at Núcleo de Inovação Tecnológica em Agropecuária (NITA) experiment, at the Canguiri Experimental Farm, Pinhais, Parana. Soil samples were collected at depths of 0-5 cm and 5-10 cm in 4 treatments: Sole-Cropping (C), Livestock (L), Crop-Livestock (CL) and Crop-Livestock-Forestry (CLF). We determined the soil microbial biomass carbon (MB-C), flush of CO2, cumulative C mineralized, total organic C (TOC), total N (TN), stock of TOC (STOC), metabolic quotient (qCO2) and microbial quotient (qmic). Soil samplings were collected during 3 moments of 2016 and 2017 years: 1) before maize planting or during oats milky stage, 2) during maize reproductive stage (R1), and 3) during maize final cycle (R6). The statistical analyses were performed in factorial design considering treatment and time as factors. Different systems affect the seasonal capacity of soil nutrient mineralization and labile reservoir in a same way with time. The C system presented higher amounts of TOC and STOC in the 1st and 2nd soil depth and TN in the 5-10 cm depth, along with L and CL systems, which may indicate positive action of forage and grazing in soil organic matter (SOM). However, the CLF system had a reduction in the contents of these variables when compared to the C system. The results of MB-C and flush of CO2 indicated that soil microorganisms were not sensitive to the effect of treatments on SOM content. The higher content of cumulative C mineralized in C system indicates greater potential of nutrient mineralization in soil over time. The lower qCO2 and the higher qmic under CLF system indicates that systems with more complexity levels are better users of soil organic C for biomass accumulation and nutrient release, promoting environment quality and system stability, which contributes to the sustainability of agricultural activities. Key-words: Sustainability, microbial activity, integrated crop-livestock-forestry systems.