Atributos microbiológicos, físicos e químicos e fluxo de gases de efeito estufa de solo florestais no sul do Brasil

Abstract

Resumo: Os microrganismos dos solos são os principais emissores e produtores de gases de efeito estufa (GEE), entretanto ainda não é completamente compreendida a influência dos fatores bióticos e abióticos na atividade destes microrganismos. Os objetivos deste estudo foram (1) relacionar os atributos microbiológicos do solo com as características químicas e físicas do mesmo e com os fluxos de GEE no solo em floresta nativa e pinus, (2) comparar os atributos microbiológicas do solo entre os usos do solo, e também entre o verão e o inverno, (3) determinar a influência dos atributos microbiológicos do solo sobre os fluxos de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) nos tratamentos. O estudo foi desenvolvido em Rio Negrinho (SC) e em Telêmaco Borba (PR). Os tratamentos avaliados consistiram em Floresta Ombrófila Mista, Pinus taeda com 6 anos para a primeira área de estudo e Floresta Ombrófila Mista em zona de contato com Floresta Estacional Semidecidual e Pinus taeda com 4 anos para segunda área de estudo. Nos solos de ambas as áreas foram determinados os atributos físicos, químicos e microbiológicos. Os atributos físicos avaliados foram a densidade aparente do solo (DS), porosidade total (PT), microporosidade do solo (MiPs), a macroporosidade (MaPs), a porosidade preenchida por água (PPA) e a textura do solo. Dentre os atributos químicos determinou-se o pH, alumínio (Al3+), cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), potássio (K), o fósforo (P) carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT). Dos atributos microbiológicos foram analisados o carbono da biomassa microbiana (CBM), a respiração basal (RB), o quociente metabólico (qCO2), o quociente microbiano (qMIC) a atividade da enzima ? - glucosidase e da enzima urease. Os gases de efeito estufa (GEE) foram analisados pelo método da câmara estática e as concentrações dos gases foram feitas por cromatografia gasosa. Em Rio Negrinho a MaPs e a PPA contribuíram para explicar a variabilidade do CBM, enquanto a temperatura contribuiu para explicar a variabilidade da RB, CBM e qMIC. Em Telêmaco Borba a MaPs contribuiu para explicar a variabilidade do CBM, enquanto a MiPs contribuiu para explicar a variabilidade do qCO2. A temperatura do solo contribuiu para explicar a variabilidade do CBM e o qMIC, mas mostrou comportamento oposto a RB e o qCO2. Em Rio Negrinho o CBM e o qMIC foram maiores no verão. A floresta nativa teve maior CBM em relação ao pinus e o qMIC foi maior na floresta nativa do que no pinus, no verão e no inverno. Em Telêmaco Borba as principais diferenças entre o verão e inverno ocorreram no CBM, RB, qMIC e qCO2. Na floresta nativa o CBM e a atividade da enzima urease foram mais elevados do que no pinus. Em ambas as áreas de estudo os atributos microbiológicos RB, qCO2, Urease e ?-glucosidase mostraram relação positiva com o CH4, enquanto qMIC foi inversamente proporcional. A CBM foi diretamente proporcional ao CO2, sendo que o N2O só mostrou diferença em Rio Negrinho, sendo inversamente proporcional a CBM. Palavras-chave: Biomassa microbiana 1. Macroporos do solo 3. Dióxido de carbono 4. Metano 5. Oxido nitroso 6. Floresta nativa 7. Pinus 8.

Abstract: Soil microorganisms are the main emitters and producers of greenhouse gases (GHG), however the influence of biotic and abiotic factors on the activity of these microorganisms is not fully understood. The objectives of this study were (1) to relate the microbiological attributes of the soil with its chemical and physical characteristics and with the GHG fluxes in the soil in native forest and pine, (2) to compare the microbiological attributes of the soil between the land uses, and also between summer and winter, (3) determine the influence of soil microbiological attributes on the fluxes of carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) in the treatments. The study was carried out in Rio Negrinho (SC) and in Telêmaco Borba (PR). The evaluated treatments consisted of Mixed Ombrophilous Forest, 6-year-old Pinus taeda for the first study area and Mixed Ombrophilous Forest in contact zone with Seasonal Semideciduous Forest and 4-year-old Pinus taeda for the second study area. In the soils of both areas the physical, chemical and microbiological attributes were determined. The physical attributes evaluated were soil bulk density (DS), total porosity (PT), soil microporosity (MiPs), macroporosity (MaPs), water filled porosity (PPA) and soil texture. Among the chemical attributes, pH, aluminum (Al3+), calcium (Ca2+), magnesium (Mg2+), potassium (K), phosphorus (P), total organic carbon (TOC) and total nitrogen (NT) were determined. Microbiological attributes were analyzed for microbial biomass carbon (MBC), basal respiration (RB), metabolic quotient (qCO2), microbial quotient (qMIC) activity of enzyme ? - glucosidase and enzyme urease. Greenhouse gases (GHG) were analyzed by the static chamber method and gas concentrations were determined by gas chromatography. In Rio Negrinho, MaPs and PPA contributed to explain the variability of CBM, while temperature contributed to explain the variability of RB, CBM and qMIC. In Telemaco Borba, MaPs contributed to explain the variability of CBM, while MiPs contributed to explain the variability of qCO2. Soil temperature contributed to explain the variability of CBM and qMIC, but showed opposite behavior to RB and qCO2. In Rio Negrinho the CBM and qMIC were higher in the summer. Native forest had higher CBM compared to pine and qMIC was higher in native forest than in pine, in summer and winter. In Telêmaco Borba, the main differences between summer and winter occurred in CBM, RB, qMIC and qCO2. In native forest, CBM and urease enzyme activity were higher than in pine. In both study areas the microbiological attributes RB, qCO2, Urease and ?-glucosidase showed a positive relationship with CH4, while qMIC was inversely proportional. CBM was directly proportional to CO2, and N2O only showed a difference in Rio Negrinho, being inversely proportional to CBM. Keywords: Microbial biomass 1. Soil macropores 3. Carbon dioxide 4. Methane 5. Nitrous oxide 6. Native forest 7. Pinus 8.