Agropecuária Técnica,
ISSN 0100-7467 -
v. 25,
n.1, 2004
Areia, PB, CCA/UFPB
IMPACTOS DA IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA AGROFLORESTAL
COM CAFÉ NA QUALIDADE DO SOLO
1
ALDRIN MARTIN MARIN PEREZ , IVO JUCKSCH , EDUARDO DE SÁ MENDONÇA , LIOVANDO
2
MARCIANO DA COSTA
1
3
3
4
Trabalho extraído da dissertação de mestrado do primeiro autor, em Solos e Nutrição de Plantas pela Universidade Federal de
Viçosa, MG
2
Doutorando em Tecnologias Energéticas e Nucleares, Grupo de Radioagronomia/Fertilidade de Solo, Departamento de
Energia Nuclear, Universidade Federal de Pernambuco (UFPE), Av. Prof. Luis Freire, 1000, CEP 50740-540, Recife (PE),
Bolsista CNPq, e-mail: [email protected]
3
4
Professor Adjunto do Departamento de Solos, UFV
Professor Titular do Departamento de Solos, UFV
RESUMO
Este estudo teve o objetivo de avaliar a potencialidade do manejo de um sistema agroflorestal com a cultura do
café, na melhoria da qualidade do solo principalmente por meio de indicadores associados à matéria orgânica.
Duas propriedades da Zona da Mata de Minas Gerais, uma sob manejo agroflorestal (SA) e outra sob manejo
convencional (SC), tiveram os solos amostrados e analisados. As amostras de solo foram coletadas em três
profundidades, 0-5, 5-15 e 15-30 cm. Coletas da manta orgânica foram também realizadas em cada um dos
sistemas, usando um gabarito de madeira de 0,16 m , lançado ao acaso em 10 pontos de cada parcela de
2
± 0,5 ha.
Foram realizadas avaliações das propriedades químicas do solo, matéria orgânica leve-livre, leve oclusa, frações
de carbono orgânico extraídas em um gradiente de oxidação decrescente e substâncias húmicas. Os resultados
indicaram que o SA, quando comparado com o SC, promoveu maior recuperação dos solos pobres em nutrientes
e erodidos, incrementou os teores de COT, matéria orgânica leve-livre, substâncias húmicas e frações de carbono
orgânico extraído em um gradiente de oxidação, resultando, portanto, em uma melhoria da qualidade do solo em
relação às propriedades químicas e à matéria orgânica.
Palavras-chave: sistema agroflorestal, recuperação do solo, matéria orgânica
IMPACT ON SOIL QUALITY OF AGROFORESTAL SYSTEM WITH COFFEE PLANTS
ABSTRACT
This study had the objective of evaluating the working potentiality of an agroforestal system from an agroecological
point of view, improving soil quality, by using indicators attributes associated with soil organic matter. Two farms in
the Zona da Mata in Minas Gerais State, had the soil sampled and analysed. The samples were obtained at three
depths, 0-5; 5-15 and 15-30 cm, the sampling of the covering organic matter was also carried out at random, in ten
places for each plot of
± 0,5 ha. An evaluation was carried out on the chemical properties of light free organic
matter and light intra-aggregated organic matter. Fractions of organic carbon extracted at a decreasing gradient of
oxidation, humic substances and the nutrient content of organic covering. The results indicate that the agroforestal
system under agroecological management (SA), when compared with a conventional management system (SC),
can recuperate eroded soils with low levels of nutrients. The agroecological system increased the contents of
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
26
A. M. M. PEREZ et al.
organic soil matter, FL-Free, C in humic substances, fractions of organic carbon extrated from a gradient of
oxidation and nutrient contents of the organic covering were also analysed. The agroforesty management system,
in general, presented a better quality of soil in relation to its chemical properties and its organic matter contents.
Key words: agroforestry systems, soil recuperation, organic matter
INTRODUÇÃO
A região sudeste de Minas Gerais está inserida na
Zona da Mata mineira, no domínio da floresta atlântica,
que é caracterizada por uma paisagem acidentada, com
declividades que variam de 20-45% (Golfari, 1975); os
solos são bem drenados, porosos, profundos, porém,
ácidos e pobres em nutrientes (Ker, 1995). Muitos
agricultores descapitalizados vivem nestas áreas e, de
uma maneira geral, praticam a pecuária de subsistência
e o cultivo de sequeiro de milho, feijão e cana-de-açúcar,
que substituem as lavouras de café antigas e degradadas
(Dean, 1996). A forma de uso da terra que predomina é
exploratória e degradante, afetando negativamente a
qualidade de vida da população. Uma vez que novas
alternativas de uso dos recursos não são desenvolvidas
ou não são do conhecimento destes agricultores, estes
são obrigados a usar a terra além de sua capacidade
limite. Estas atividades impactantes, dentro dos sistemas
de manejo, levam, conseqüentemente, a perdas de solo
e nutrientes por erosão e lixiviação e também perdas de
água por escoamento superficial e evaporação (Franco,
como alternativas de uso do solo, que recuperem e
melhorem as condições dos sistemas agrícolas como
um todo, por meio da fixação de N, retirada de nutrientes
e água das camadas mais profundas pelas raízes das
árvores, levando a um aumento da produtividade de
biomassa e a manutenção da fertilidade e qualidade do
solo (Franco, 1995; Franco, 2000). Estes sistemas
constituem uma combinação de árvores, arbustos,
cultivos agrícolas, ou, animais (Montagnini, 1992;
Sanches, 1995). As espécies arbóreas vêm sendo
cultivadas pelos agricultores na forma de cercas vivas
(árvores ao longo dos perímetros das propriedades) e
associação com culturas anuais ou perenes como café,
para ser usada como adubo verde ou forragem (Franco,
2000). Entretanto, a quantidade de informações a respeito
destas propostas agroflorestais na região ainda é
bastante reduzida e diante desta realidade, este estudo,
tem como objetivo avaliar a potencialidade do manejo
de um sistema agroflorestal na melhoria da qualidade
do solo, representada aqui por fatores associados a
matéria orgânica.
2000). Esses processos degradativos favorecem perdas
MATERIAL E MÉTODOS
de C, N, P e dos reservatórios de nutrientes associados
a matéria orgânica e do solo, levando, assim, a um uso
ineficiente dos poucos recursos existentes nestas áreas,
o que, por sua vez, reflete-se em uma queda acentuada
Localização e caracterização das áreas
O presente estudo foi localizado dentro da região
na produção vegetal (Recursos Mundiales - Glossad,
conhecida como Serra do Brigadeiro no município de
2000). Uma vez que o uso de fertilizantes químicos para
Araponga, MG (20º40’ S e 42º26’ W) e foi realizado no
reposição dos nutrientes não é viável para a grande
período de setembro de 2001 a março de 2002. As
maioria dos agricultores, devido à falta de infra-estrutura,
propriedades estão localizadas a aproximadamente 870
à baixa rentabilidade agrícola e ao baixo nível de
m de altitude, na latitude 20º39’59” S e na longitude
capitalização, torna-se necessário o manejo integrado
de nutrientes e água nestas áreas, centrado no manejo
da matéria orgânica e no cultivo de espécies vegetais
capazes de utilizar recursos locais da forma mais
eficiente possível.
Em contraposição às formas predominantes de uso
da terra, alguns agricultores organizados, juntamente
com o Centro de Agricultura Alternativa da Zona da
Mata (CTA-ZM) e pesquisadores da UFV, estão
buscando a implantação de propostas agroflorestais
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
42º31’15” W. O relevo varia de ondulado a montanhoso,
com médias anuais de temperatura e precipitações de
19ºC e 1.600 mm, respectivamente. O solo nos sistemas
estudados
é
predominantemente,
um
Latossolo
Vermelho-Amarelo, textura argilosa (Mendonça et al.,
2001). Para a realização do estudo, dois sistemas
agrícolas
foram
selecionados:
um
sob
manejo
agroflorestal (SA) com árvores e cafeeiro, e outro sob
manejo convencional, com cafeeiro (SC) (Tabela 1). A
área sob manejo agroflorestal (SA) possui uma extensão
27
IMPACTOS DA IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA AGROFLORESTAL COM CAFÉ ...
Tabela 1. Caracterização dos sistemas agrícolas estudados
Sistema
Área
de manejo
(ha)
SA
2
Pedo-forma
Espaçamento e
Espaçamento
Número de
densidade do café
arbóreo
árvores
Encosta
3,0 x 1,5 m
Irregular
convexa
(2.000 plantas/ha)
(6 e 8 m entre
76
Objetivo
Pragas e
Doenças
Recuperação
Não tem
Conservação
plantas)
Produção
Subsistência
SC
2
Encosta
3,5 x 1,5 m
Não tem
convexa
(2.500 plantas/ha)
árvores
0
Produção
Formigas
Broca
de aproximadamente 2 ha. Quando o agricultor adquiriu
dois primeiros anos foram realizadas as primeiras
a propriedade, esta era uma área degradada com
adubações de N e K, na superfície do solo, entre o caule
pastagem de capim-gordura. Após a pastagem, o
e a projeção das extremidades dos ramos. As aplicações
agricultor, pensando em opções de uso da terra, no final
de 1994, decidiu implantar o café consorciado com arroz,
visando alguma produção para a subsistência. Naquele
ano, plantou 2.000 mudas de café, das quais apenas
sobreviveram 630. A partir de 11/10/95 foi iniciada a
implantação do sistema agroflorestal. Inicialmente, a
área foi regenerada com a utilização de adubos verdes,
como lab-lab, feijão guandu e mucuna, deixando inclusive
o
capim
gordura.
Paralelamente,
permitiu-se
a
regeneração natural de plantas pioneiras.
No ano seguinte (1996) plantou-se milho, feijão,
de árvores. Em 1999, grande parte dessas foi cortada,
dando lugar a 1.400 plantas de café. Todos os resíduos
orgânicos provenientes das árvores e adubos verdes
foram deixados sobre o solo. Atualmente, estão
implantados na área 4 espécies de árvores, sendo as
seguintes: Ipê Roxo (Tabebuia avellanedae Lor),
(Eritrina
sp),
Jequitibá
quantidades de 10 e 20 g/cova no primeiro e segundo
ano, respectivamente. No café adulto, foi aplicado o
formulado 00-25-20 (P O5: K O) na linha de cultivo na
2
2
dose de 100 kg ha , enquanto o N foi adicionado através
-1
de aplicações foliares de uréia, na dose de 250 kg ha
.
-1
O agricultor também informou que fez uma aplicação
de 100 g por cova de Sulfato de Potássio (K SO ). As
2
4
aplicações normalmente foram feitas no período de
outubro a março.
abacaxi, guandu, capim-elefante e cerca de 73 espécies
Mulungu
foram feitas no período chuvoso, sendo aplicadas as
(Cariniana
estrellensis Raddi) e Palmeira sp e 2.000 plantas de
café por ha.
A área sob manejo convencional, de aproximadamente
2 ha, no ano de 1993, foi submetida a capinas e
queimadas para a eliminação da vegetação secundária,
e, subseqüentemente, foi cultivada com a associação
milho e feijão por três anos, realizando-se adubações
Coleta de amostras de solo e manta orgânica
Para a coleta de amostras de solo, cada sistema
± 0,5 ha),
selecionado foi dividido em quatro quadrantes (
sob condições e paisagem geograficamente similares
(topografia, vegetação, solo). As coletas dos solos foram
feitas na linha e na rua dos plantios nas profundidades
de 0-5, 5-15 e 15-30 cm, no período de setembro de
2001. As amostras foram misturadas, formando uma
amostra composta para cada 10 amostras simples. Estas
foram levadas ao laboratório, secas ao ar, passadas em
peneiras de 2 mm, para obtenção de TFSA e analisadas
quanto às suas características químicas, conforme o
manual da EMBRAPA (1997).
Para a coleta da manta orgânica, foi estabelecido
sucessivas com o formulado 04-14-08, sendo feitas as
um total de oito parcelas para cada sistema. As amostras
aplicações no sulco de cultivo (
foram coletadas usando um gabarito de madeira de
± 44 g/sulco) e no início
de desenvolvimento das culturas. Posteriormente, o
0,16 m , lançado ao acaso sobre 10 pontos, dentro de
agricultor implantou 2.500 plantas de café. Durante a
cada parcela, tanto na linha como na rua, formando-se
implantação deste novo sistema de cultivo não foi
uma
aplicado nenhum fertilizante químico. No decorrer dos
Posteriormente, as amostras foram levadas à estufa de
2
amostra
composta
para
cada
parcela.
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
A. M. M. PEREZ et al.
28
circulação forçada, a
65ºC, por 72 horas, com a
e titulação com Fe(NH ) (SO ) .6H O 0,5 mol L . A
4
2
4
2
-1
2
finalidade de obter o peso da matéria seca.
determinação foi realizada usando 5 mL; 10 mL e 20
Análises químicas do solo
K Cr O
mL de H SO , mantendo constante a concentração de
2
Foram determinados o pH em água e os teores de P,
K, Ca
, Mg
2+
, (H+Al) e Al
2+
3+
e realizados os cálculos
de SB, CTC e V%, conforme as metodologias descritas
por EMBRAPA (1997).
e leve oclusa (FL-Oclusa)
proporções
FL-Oclusa, utilizou-se o método densimétrico. A flotação
em líquido, com alta gravidade específica (NaI 1,8 g cm ),
-3
permitiu a separação da matéria orgânica do solo (MOS)
em frações, que foram denominadas, matéria orgânica
leve-livre (FL-Livre) e matéria orgânica leve oclusa (FLOclusa) (Sohi et al., 2001). A FL-livre correspondeu à
matéria orgânica não-complexada, separada antes da
dispersão dos complexos organo-minerais secundários,
em complexos organominerais primários e FL-Oclusa
correspondeu à matéria orgânica dispersada após a
separação da FL-Livre. A seqüência de fracionamento
densimétrico foi: 1) Extração da FL-Livre, onde pesouse 15 g de solo (TFSA) em tubos para centrífuga de
100 mL, em cada tubo foi adicionado 90 mL de NaI
com uma densidade de 1,80 g cm . Em seguida, se fez
-3
durante
30
minutos.
Posteriormente, centrifugação a 8.000 G/30 minutos,
seguido de filtragem da suspensão em cadinhos de golch
(de 100 mL). O material retido foi levado para estufa a
± 70ºC, por 48 horas, para a posterior quantificação da
FL-livre; 2) Para isolar a FL-Oclusa da fração intraagregados, foi utilizado o material precipitado na fase
anterior no fundo do tubo de centrífuga. Para tanto,
completou-se novamente com 90 mL de NaI e aplicouse ultrassom na mistura contendo NaI, e solo dentro de
cada frasco na intensidade de 1.500 Jg
-1
por 15 minutos,
centrifugadas por 30 minutos a 8000 G. Após a
centrifugação, o material flotante foi filtrado em papel
de filtro previamente tarado e seco em estufa a 40ºC.
O material retido (FL-Oclusa) foi lavado com água
destilada e levado à estufa a
sua posterior quantificação.
± 70ºC, por 48 horas, para
Determinação de carbono orgânico
A oxidação da matéria orgânica foi feita pela via
úmida, com K Cr O
2
2
7
ácido-aquoso
de
0,5:1;
correspondendo a: 6; 9 e 12 mol L
1:1
e
2:1;
, respectivamente.
-1
A quantidade de carbono orgânico determinado, usando
5; 10 e 20 mL de ácido sulfúrico concentrado, foi
frações extraídas sob gradiente decrescente de oxidação
(Chan et al., 2001). As frações foram: Fração 1 (6 mol L
-1
2
manual
4
a 0,167 mol/L (10 mL); resultando três
H SO ): carbono orgânico oxidado dentro de 6 mol/L;
Para extração e fracionamento físico da FL-Livre e
leve
2
7
comparada com o carbono orgânico total dentro das três
Extração de matéria orgânica leve-livre (FL-Livre)
agitação
2
0,167 mol L
, em meio sulfúrico
-1
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
4
Fração 2 (9 mol L
-1
– 6 mol L
-1
H SO ): diferença do
2
4
carbono orgânico oxidável extraído entre 9 mol L
e
6 mol L
-1
-1
H SO
2
4
-1
e Fração 3 (12 mol L
-1
– 9 mol L
H SO ): diferença do carbono oxidável extraído entre
2
4
12 mol L
-1
– 9 mol L
-1
H SO .
2
4
Substâncias húmicas
A separação e o fracionamento quantitativo das
substâncias húmicas foram realizados em função da
diferença de solubilidade, em meio ácido ou alcalino,
das frações correspondentes a humina (FH), ácidos
húmicos (FAH) e ácidos fúlvicos (FAF), segundo a
técnica de fracionamento quantitativo de substâncias
húmicas de acordo com a Sociedade Internacional de
Substâncias Húmicas (IHSS), descritas por Hayes et
al., (1989). A determinação quantitativa de carbono
orgânico nos extratos das frações ácidos húmicos,
fúlvicos e humina foi realizada segundo método de
Yoemans e Bremner (1988).
Manta orgânica e nutrientes
O teor total dos nutrientes analisados foi determinado
a partir de uma amostra composta de cada parcela do
material seco e moído. Amostras de 0,5 g de material
vegetal foram mineralizadas pela mistura nítricoperclórica (3 mL ácido nítrico: 1mL ácido perclórico).
Nos extratos foram determinados os teores totais de
Ca, Mg, Zn, Cu, Fe, S e Mn por espectrofotometria de
absorção atômica; o K por fotometria de emissão de
chama; e o P, por colorimetria. O teor de N foi
determinado pelo método Kjeldahl.
Análises estatísticas
O delineamento experimental em campo foi em um
fatorial (2x2x3) disposto em blocos casualizados, com
IMPACTOS DA IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA AGROFLORESTAL COM CAFÉ ...
29
quatro repetições. Os fatores foram: dois sistemas de
manejo, principalmente nos primeiros 0-5 cm de
manejo SA e SC; duas situações de coleta de solo, Rua
profundidade e quando as amostras foram obtidas na
e Linha; três profundidades, 0-5; 5-15 cm e 15-30 cm.
rua do sistema.
Os dados foram submetidos à análise de variância (P =
5%), utilizando o programa SAEG.
Tabela 3. Fração Leve-Livre e Fração Leve-Oclusa da
RESULTADOS E DISCUSSÃO
matéria orgânica do solo sob dois sistemas de manejo,
Carbono orgânico total (COT), FL-Livre, FLOclusa
O sistema sob Manejo Agroflorestal (SA) apresentou
os maiores teores de carbono orgânico, quando
em duas posições e em três profundidades de
amostragem
Posições da
amostra
Sistema de
manejo
Linha
Tabela 2. Carbono orgânico total do solo, sob dois
sistemas de manejo, em duas posições e em três
profundidades de amostragem
Posição da
Sistemas de
amostra
Manejo
Profundidade do solo (cm)
0-5
———–
Rua
Linha
5-15
15-30
g kg
———–
-1
SA
30,24a
24,89a
24,69a
SC
23,66b
20,75b
18,68b
SA
25,79a
23,99a
23,08a
SC
21,85b
18,75b
17,65b
5-15
15-30
-1
Rua
2).
0-5
— FL-Livre (dag kg ) —
comparado com o solo sob Manejo Convencional (SC)
(Tabela
Profundidade do solo (cm)
SA
1,28a
0,37a
SC
0,77b
0,44a
0,33a
0,22a
SA
0,40a
0,36a
0,36a
SC
0,41a
0,23a
0,23a
— FL-Oclusa (dag kg ) —
-1
Rua
Linha
SA
0,034a
0,030a
0,048a
SC
0,021a
0,033a
0,025a
SA
0,026a
0,031a
0,030a
SC
0,027a
0,044a
0,025a
Médias seguidas pela mesma letra numa mesma coluna entre
os sistemas de manejo na rua ou na linha para uma mesma
profundidade não diferem entre si a 5% de probabilidade pelo
t e s t e F. S A = S i s t e m a A g r o f l o r e s t a l e S C = S i s t e m a
Convencional.
Médias seguidas pela mesma letra numa mesma coluna entre
os sistemas de manejo para Rua vs Rua e Linha vs Linha não
diferem entre si a 5% de probabilidade pelo teste F. SA =
Sistema Agroflorestal e SC = Sistema Convencional.
Nas outras duas profundidades 5-15 cm e 15-30 cm,
tanto na rua como na linha de cultivo, não foi possível
observar efeitos significativos entre os sistemas de
manejo para ambas as variáveis analisadas. Os maiores
No SA, os teores de carbono orgânico na rua, para
as profundidades 0-5; 5-15 e 15-30 cm foram de 28,4%;
19,9% e 32,2% superiores ao SC. Comportamento
semelhante foi verificado na linha de cultivo, onde os
teores de COT no SA foram 18%; 28% e 31% superior
ao SC, para as mesmas profundidades, evidenciando
que a adoção do SA está induzindo a aumentos nos níveis
de carbono orgânico do solo, devido ao maior aporte de
resíduos orgânicos que este sistema vem recebendo ao
teores de FL-livre podem estar contribuindo para um
aumento do compartimento da matéria macro orgânica
(BIO-LAB), considerado um dos compartimentos mais
importantes (Duxbury et al., 1989), já que favorece a
entrada de frações mais ativadas da MOS, aumentando
assim a ciclagem de nutrientes e formação de macro e
micro agregados. Estes incrementos no compartimento
macro-orgânico, podem ser explicados pelos teores de
FL-Livre e COT e suas proporções (Tabela 4). Podese observar que no SA a fração FL-Livre representou
longo destes anos. Na Tabela 3 observa-se também que,
42% do COT nos primeiros 0-5 cm, enquanto que no
a adoção do SA acarretou em teores mais elevados das
SC representou, nesta mesma profundidade, 32%. Nas
frações FL-Livre e FL-Oclusa, em comparação ao SC,
outras duas profundidades (5-15 e 15-30 cm), observou-
porém somente a FL-Livre discriminou os sistemas de
se uma redução das relações FL-Livre/COT e aumento
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
30
A. M. M. PEREZ et al.
Tabela 4. Teores de C-FL-Livre, C-FL-Oclusa, COT e suas relações de C-FL-Livre/COT, FL-Oclusa/COT,
COT/FL-Livre e COT/FL-Oclusa sob dois sistemas de manejo, em duas posições e em três profundidades de
amostragem
Prof (cm)
FL-L
FL-O
– – – – – – – – – g kg
-1
COT
FL-L/COT
COT/FL-L
FL-O/COT
COT/FL-O
–––––––––
Sistema Agroflorestal na Rua
0 -
5
12,8
0,34
30,24
0,42
2,4
0,011
88,9
5 - 15
3,7
0,30
24,89
0,15
6,7
0,012
83
15 - 30
3,3
0,48
24,69
0,13
7,5
0,019
51,4
Sistema Convencional na Rua
5
7,7
0,21
23,66
0,32
3,1
0,008
112,6
5 - 15
0 -
4,4
0,33
20,75
0,21
4,7
0,015
62,9
15 - 30
2,2
0,25
18,65
0,12
8,5
0,013
74,72
Sistema Agroflorestal na Linha
4
0,26
25,79
0,15
6,4
0,010
99,2
5 - 15
0 -
5
3,6
0,31
23,99
0,15
6,6
0,013
77,4
15 - 30
3,6
0,30
23,08
0,15
6,4
0,013
76,9
0,012
80,9
Sistema Convencional na Linha
0 -
5
4
0,27
21,85
0,19
5,3
5 - 15
2,3
0,44
18,75
0,12
8,2
0,023
43
15 - 30
2,3
0,25
17,65
0,13
7,7
0,014
73,6
C-FL-L= Fração leve-livre; C-FL-O= Fração leve-oclusa, COT=Carbono orgânico total.
das relações COT/FL-Livre, evidenciando no SA, um
fragmentação das partículas mais grossas da FL-Livre
aumento na proteção intra-agregados, o que deve estar
intra-agregados, sugerindo uma maior participação desta
favorecendo o aumento no tempo de ciclagem da FL-
fração na estabilidade e formação de micro-agregados
Livre nestas profundidades. Já no SC pode-se observar
dentro dos macro-agregados (Six et al., 1998; Six et al.,
que, embora as reduções das relações FL-Livre/COT
2000). Os valores mais elevados destas proporções
tenham sido próximas ao SA, as relações COT/FL-Livre
foram maiores, sugerindo uma diminuição destas frações
mais ativas e presença de uma matéria orgânica mais
estabilizada quimicamente, produto da maior exposição
da MOS à degradação, originadas das atividades de
revolvimento do solo (Gregorich et al., 1993). Entretanto,
são necessários outros estudos para testar estas
hipóteses.
(COT/FL-Oclusa, rua e linha) no SA devem estar sendo
favorecidos pelo deslocamento e mistura de partículas
finas mediante a participação da fauna do solo, as quais
podem ser transportadas ao longo do perfil, formando
estes sítios de matéria orgânica.
Substâncias húmicas
O fracionamento de substâncias húmicas mostrou
Quanto a FL-Oclusa, para ambos os sistemas,
teores mais altos no SA em comparação ao SC (Tabela
observou-se também uma redução das relações FL-
5). Houve um predomínio acentuado da fração FH >
Oclusa/COT em profundidade, porém, relações COT/
FAH > e FAF em ambos os sistemas. Os maiores
FL-Oclusa mais elevadas na profundidade de 0-5 cm,
conteúdos da fração humina devem estar relacionados
indicando uma pequena participação desta fração na
à sua insolubilidade e sua resistência à biodegradação,
superfície, mas um aumento em profundidade, e que
favorecida pela formação de complexos estáveis e, ou,
pode ser explicado pela decomposição e subsequente
complexos argilo-húmicos (Pinheiro et al., 2001).
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
IMPACTOS DA IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA AGROFLORESTAL COM CAFÉ ...
31
Tabela 5. Teores do C-Substâncias húmicas sob dois sistemas de manejo, em duas posições e em três profundidades
de amostragem
Prof (cm)
FAF
FAH
–––––––––– g kg
-1
FH
FAH/FAF
EA/H
S
––––––––––
S/COT
(3)
g kg
-1
Sistema Agroflorestal
5
4,37a
5,35a
8,31a
1,22
1,17
18,03
0,64
5 - 15
0 -
4,31a
5,26a
7,10a
1,22
1,35
16,67
0,68
15 - 30
4,26a
3,84a
6,58a
0,90
1,23
14,68
0,61
Sistema Convencional
5
3,55b
4,02b
8,26b
1,13
0,92
15,83
0,70
5 - 15
0 -
3,43b
3,05b
5,46b
0,89
1,19
11,94
0,60
15 - 30
3,25b
2,66b
4,90b
0,82
1,21
10,81
0,60
FAF: Fração ácidos fúlvicos; FAH: Fração ácidos húmicos; FH: Fração humina; EA: Extrato alcalino =FAH+FAF; S
(3)
: Soma das
frações = FAF+FAH+FH. Médias seguidas por uma mesma letra em cada coluna, para sistemas de manejo entre uma mesma
profundidade não diferem entre si a 5% de probabilidade pelo teste F.
As frações FAF, FAH e FH apresentaram um
encontrada na fração mais facilmente oxidável (F1 = 6
incremento de 26,3%; 56,4% e 18,2%, respectivamente,
mol/L), que se correlacionou positivamente com a FL-
no SA, em relação ao SC. O incremento do C -
Livre (r=0,998).
substâncias húmicas parece estar ocorrendo de forma
crescente no sistema SA, como conseqüência do maior
aporte de resíduos orgânicos neste sistema. Em ambos
os sistemas, houve redução da relação FAH:FAF com
o aumento da profundidade (Tabela 5), evidenciando a
maior mobilidade da FAF e a concentração da FAH na
A maior quantidade de carbono orgânico estava
presente na fração mais facilmente oxidável para ambos
os sistemas (F1) (Tabela 7). Foi verificada uma redução
decrescente, no entanto, com um ligeiro aumento na F3,
em relação a F2, seguindo a ordem F1>F2<F3, sugerindo
superfície (Benites et al., 2001). Contudo, esta redução
foi mais evidente no SC, sugerindo perdas de carbono
por percolação nesse sistema (Mendonça et al., 2001).
A relação entre fração extraível pela solução alcalina e
o resíduo (EA/H) forneceu informação quanto ao
acúmulo de carbono. Esta relação em ambos os sistemas
cresceu continuamente em profundidade, acompanhando
o aumento no teor de argila, indicando efeitos de
complexação de compostos orgânicos pela matriz
Tabela 6. Frações de carbono orgânico extraídas em
um gradiente de oxidação decrescente com ácido
sulfúrico sob dois sistemas de manejo, em duas
posições e em três profundidades de amostragem
Posições da
Sistemas de
amostra
manejo
gradiente de oxidação
As frações de carbono orgânico foram influenciadas
pelo sistema de manejo, pela posição da amostra e pelo
gradiente de oxidação, identificando a presença de
frações de carbono mais ativo e mais estável em ambos
os sistemas (Tabela 6). A maioria das diferenças foi
F3
––––––––– g kg
Rua
profundidades de solo estudadas.
Frações de carbono orgânico extraídas em um
F2
-1
mineral. O índice EA/H, mostrou que o SA apresentou
maiores reservas das substancias húmicas nas diferentes
Frações de Carbono Orgânico
F1
F1 = 6 mol L
mol L
-1
SA
13,90Aa
5,9Ac
6,8Ab
26,6
11,26Ba
3,4Bc
6,3Ab
21,0
SA
13,30Aa
3,7Ac
6,9Ab
24,0
SC
10,90Ba
2,8Bc
5,7Ab
19,6
H SO ; F2 = 9 mol L
-1
2
– 9 mol L
–––––––––
SC
Linha
-1
COT
-1
4
– 6 mol L
-1
H SO ; F3 = 12
2
4
H SO ; SA = Sistema Agroflorestal e SC =
2
4
Sistema Convencional. Médias seguidas pela mesma letra
maiúscula numa mesma coluna não diferem entre si a 5% de
probabilidade; e médias seguidas.pela mesma letra minúscula
numa mesma linha, não diferem entre si a 5% de probabilidade
pelo teste Tukey.
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
32
A. M. M. PEREZ et al.
Tabela 7. Relações das frações de carbono orgânico obtidas sob um gradiente de oxidação decrescente de ácido
sulfúrico sob dois sistemas de manejo, duas posições e em três profundidades de amostragem
Posição da
Sistema de
amostra
manejo
Rua
Linha
F1/COT
F2/COT
F3/COT
COT/F2
COT/F3
SA
0,52
0,22
0,25
1,9
4,5
3,9
SC
0,53
0,16
0,30
1,9
6,1
3,3
SA
0,55
0,15
0,29
1,8
6,5
3,4
SC
0,55
0,14
0,29
1,8
7,0
3,4
COT = Carbono orgânico total; F1 = 6 mol L
-1
H SO ; F2 = 9 mol - 6 mol L
2
-1
4
H SO ; SA = Sistema Agroflorestal e SC = Sistema Convencional.
2
COT/F1
H SO
2
4
e F3 = 12 mol L
-1
- 9 mol L
-1
de
4
que a maior concentração de H SO da F3, provavelmente,
SC (Tabela 8). Isto levou a maiores conteúdos de
removeu formas de carbono mais estáveis.
nutrientes na rua e na linha do SA, em comparação ao
2
4
As relações de carbono orgânico total com cada uma
das frações foi menor na fração mais facilmente
oxidável (F1) para ambos os sistemas, do que as frações
F2 e F3, evidenciando que esta fração foi mais sensível
SC; na rua, isto representou incrementos na ordem de
82% de N; 119% de P; 175% de K; 6% de Ca; 34% de
Mg e 75% de S. Resultados semelhantes foram
observados na linha de cultivo desse sistema.
em quantificar o carbono mais ativo presente em ambos
os sistemas.
Os conteúdos de manta orgânica e nutrientes
imobilizados em sua biomassa evidenciaram um reflexo
Os resultados indicaram que a implementação do SA
está incrementando os níveis de carbono orgânico mais
ativo e mais estável em comparação ao SC (Tabela 6),
produto das menores perdas de matéria orgânica do
Tabela 8. Conteúdo de nutrientes estocados na manta
orgânica presente sob dois sistemas de manejo e duas
sistema e das maiores entradas de C provenientes dos
posições de amostragem
estratos arbóreos. Este carbono ativo está relacionado
aos compostos rapidamente mineralizáveis (Duxbury et
al., 1989). Portanto, ele desempenha um papel importante
na manutenção da fertilidade do solo, atuando como fonte
de
nutrientes
por
sua
rápida
ciclagem
e
Rua
SA
mesma metodologia, obtiveram resultados semelhantes,
encontrando mais da metade do carbono nas frações
F1 e F2 (78-92%) em solos sob diferentes sistemas de
manejo. Nesse estudo, foram verificadas correlações
significativas com os aumentos da mineralização do N
(F1 + F2 = 0,952*) e estabilidade de agregados
(F1 + F2 = 0,982*). Estes autores sugerem monitorar
estas frações como indicadores de sustentabilidade em
sistemas agrícolas.
Manta orgânica e nutriente acumulados
A quantidade de manta orgânica obtida na rua como
na linha foi maior no SA, em relação ao SC. Na rua, o
incremento foi de 95% e na linha de 70% em relação ao
Linha
SC
————–—
maior
biodisponibilidade. Chan et al. (2001), usando esta
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
Variável
Analisada
MS
SA
kg ha
-1
SC
——–———
9.402,0A
4.826,0B
9.859,0A
5.807,0B
120,3A
66,2B
135,1A
88,8B
8,5A
3,9B
7,9A
4,6B
K
38,5A
14,0B
28,6A
19,7B
Ca
83,7A
79,1B
79,9A
77,8B
Mg
26,3A
19,8B
28,6A
20,9B
S
8,5A
4,8B
8,9A
6,4B
B
0,4A
0,2B
0,2A
0,3B
Mn
1,1A
0,7B
1,2A
0,7B
Zn
0,3A
0,1B
0,3A
0,1B
Cu
0,2A
0,1B
0,3A
0,1B
105,7A
49,8B
140,3A
69,1B
N
P
Fe
Médias seguidas pela mesma letra maiúscula numa mesma
linha entre os sistemas de manejo não diferem entre si a 5% de
probabilidade pelo teste F. MS = matéria seca da manta
orgânica. SA = Sistema Agroflorestal e SC = Sistema
Convencional.
IMPACTOS DA IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA AGROFLORESTAL COM CAFÉ ...
33
dos sistemas de manejo. Segundo Ker (1995), o solo
Tabela 9. Valores médios das variáveis químicas do solo
das áreas em estudo são Latossolos, que de maneira
obtidos na rua e na linha de cultivo, sob dois sistemas de
geral são profundos, ácidos, sendo normalmente
manejo
distróficos e intemperizados, existindo, nestas condições,
aumento da adsorção aniônica, diminuição da saturação
por bases e baixa contribuição de minerais pelo
intemperismo. Nestas condições de solo, a formação
de manta orgânica dentro de sistemas manejados sob o
enfoque agroflorestal imobilizará grandes quantidades
de nutrientes sendo estes de grande importância para
manter o equilíbrio entre os nutrientes ciclados e a planta
e para a diminuição das perdas com a exportação das
produções, tornando o sistema mais sustentável. Isto é
particularmente importante em sistemas com baixo uso de
insumos externos, onde as reposições de nutrientes via
fertilizações são baixas, devido a descapitalização dos
agricultores assentados nestas áreas.
Atributos
do solo
Linha
SA
pH
SC
SA
SC
5,3Aa
5,5Aa
5,7Ab
5,2Aa
Ca (cmol dm )
3,1Aa
3,4Aa
4,1Aa
2,4b
Mg (cmol dm )
0,99Aa
0,99Aa
1,1Aa
0,7Aa
-3
c
-3
c
K (mg dm )
-3
P (mg dm )
-3
Al (cmol dm )
-3
c
H+Al (cmol dm )
c
-3
SB (cmol dm )
CTC
c
efetiva
CTC
V%
Efeitos dos sistemas nas variáveis de fertilidade
Rua
do solo
pH 7
-3
(cmol dm )
-3
c
(cmol dm )
-3
c
77,2Aa
69,0Aa
87,1Aa
62,1Aa
4,4Aa
3,6Aa
5,2Ab
4,4Ba
0,5Aa
0,3Bb
0,3Bb
0,6Aa
9,7Aa
7,4Bb
8Ab
8,5Aa
4,28Ab
4,56Aa
5,42Aa
3,25Bb
4,78Aa
4,86Aa
5,72Aa
3,85Aa
13,99Aa 11,96Aa
30,6Ab
13,42Aa 11,75Aa
38,1Aa
40,3Aa
27,6Ab
CTC: capacidade de troca de cátions efetiva; CTC: capacidade de
troca de cátions em pH 7; SB = soma de bases; (H + Al) = acidez
potencial e V% = saturação por bases. Médias seguidas pela mesma
Não foram observados efeitos significativos nos
teores de nutrientes disponíveis do solo entre os sistemas
SA e SC, o que, provavelmente, se deve ao curto tempo
de estabelecimento do SA (Tabela 9). No entanto, de
uma maneira geral, observou-se que a implantação do
SA acarretou em mudanças nos valores de pH, Al
letra maiúscula numa mesma linha, para sistemas de manejo SA vs SC
dentro da rua ou da linha e, médias seguidas pela mesma letra minúscula,
para rua vs linha dentro de um mesmo sistema de manejo não diferem
entre si ao nível de 5% de probabilidade pelo teste Tukey. Sistema
Agroflorestal (SA) e Sistema Convencional (SC).
,
3+
Ca
, Mg
2+
, K , P, SB, CTC
2+
+
valores observados no SC.
efetiva
e %V, em relação aos
Em geral, quanto ao pH, foi observado que no SA
(média de rua+linha ) este foi de 5,50, em relação a um
5
pH de 5,36 (média de rua + linha) no SC, acarretando
um incremento para o pH do SA, sugerindo indícios de
melhores condições de solo neste último sistema. No
SA, observou-se ainda uma diminuição nos teores de Al
3+
em relação ao SC, sendo este de 0,43 cmol dm , enquanto
no SC foi de 0,48 cmol dm
c
-3
c
.
-3
trocável na CTC efetiva do SA foi menor, sendo 6,7%,
enquanto no SC, foi de 9,6%. A constante adição de
resíduos orgânicos, depositados ou incorporados na
superfície do solo no SA, pode estar contribuindo para
diminuição da acidez e favorecendo a neutralização do
3+
, devido a atuação dos processos químicos de
complexação desse elemento pela matéria orgânica
(Mendonça, 1995).
Valores mais elevados de Ca
2+
no SA foi de 3,6 cmol dm
na ordem de 2,9 cmol
c
dm
-3
c
-3
e no SC foi
, o que representou um
incremento de 22,6% para o SA. O teor de Mg
foi na ordem de 1 cmol
dm
c
2+
no SA
, enquanto no SC foi de
-3
0,87 cmol dm , havendo um incremento de 19,5% para
c
-3
o SA. O teor de K
+
no SA foi de 82,2 mg dm , enquanto
-3
no SC foi de 65,5 mg dm
-3
havendo um incremento de
20,2%. As percentagens de saturação de cálcio,
magnésio e potássio na CTC em pH 7 para o SA foram
de 24,1% de Ca
Foi possível observar que a participação de Al
Al
O teor de Ca
, 6,9% de Mg
2+
2+
e 1,4% de K . Já no
+
SC, as percentagens de saturação foram de 23,4% de
Ca
, 6,9% de Mg e 1,3% de K. Estes maiores valores
2+
de percentagem de saturação de cálcio, magnésio e
potássio no SA sugerem melhorias na fertilidade do solo.
Os valores de SB, CTC
efetiva
, CTC em pH 7 e V no SA
foram 32,3%, 28,6%, 19,3% e 11%, respectivamente
superiores ao SC.
Em ambos os sistemas, valores mais elevados de
pH, cátions trocáveis, CTC efetiva, CTC em pH 7, P e
2+
, Mg
2+
e K
+
foram
observados no SA, refletindo, portanto, maiores valores
de soma de bases, CTC efetiva e saturação por bases.
K encontram-se, principalmente, na superfície,
provavelmente associados aos seus maiores conteúdos
de matéria orgânica (Tabela 10).
Agropecuária Técnica, v.25, n.1, p.25-36, 2004
34
A. M. M. PEREZ et al.
Tabela 10. Características químicas do solo no Sistema sob Manejo Agroflorestal e Manejo Convencional em
três profundidades de amostragem
Prof.
pH
Ca
cm
2+
Mg
2+
Al
H+Al
3+
———————–––––––— cmol dm
c
SB
-3
CTC1
CTC2
———————–––––––––
V
%
P
K
–— mg dm
-3
–—
Sistema Agroflorestal
5
6,14
5,38
1,62
0,22
7,09
7,3
7,6
14,4
50,9
4,96
132,37
5 - 15
0 -
5,15
2,64
0,85
0,60
10,23
3,6
4,2
13,9
26,1
3,67
56,00
15 - 30
5,24
2,69
0,88
0,47
9,32
3,7
4,2
13
28,5
2,92
58,00
111,90
Sistema Convencional
5
6,20
4,90
1,54
0,12
6,06
6,7
6,8
12,8
52,6
5,03
5 - 15
0 -
5,10
2,20
0,66
0,60
8,79
3,0
3,6
11,8
25,3
3,94
48,12
15 - 30
4,90
1,70
0,49
0,70
8,99
2,3
3,0
11,3
20,3
3,15
36,62
SB = soma de bases; V% = saturação por bases; CTC1 = capacidade de troca de cátions efetiva; CTC2 = capacidade de troca
de cátions em pH 7; e H + Al = acidez potencial.
Diferenças nas variáveis de fertilidade do solo têm
sido observadas em experimentos de longa duração,
pelos
efeitos
de
espécies
leguminosas,
atributos químicos de solo analisados, tanto na rua e linha,
quanto nas profundidades estudadas.
quando
comparadas com aquelas não leguminosas. Estas
AGRADECIMENTOS
diferenças têm sido no pH, alumínio trocável, saturação
por alumínio e adsorção de ânion (Fernandes et al., 1997;
Kaur et al., 2000). Vários trabalhos relatam resultados
similares (Murage et al., 2000; Esquivel et al., 2000;
Etchevers et al., 2000; Mendonça et al., 2001),
mostrando que mudanças em variáveis do solo,
principalmente químicas, sob sistemas de manejo
agroflorestal, não ocorrem em curto espaço de tempo.
O tempo sugerido para encontrar diferenças pode variar
de 10 a 35 anos de manejo do sistema agrícola.
À Organização dos Estados Americanos, pela
concessão da bolsa de estudo, ao Centro de Agricultura
Alternativa da Zona da Mata, aos agricultores João dos
Santos e José Edson Lopes pela concessão das
propriedades e a Beno Wendling pelo auxílio nas
atividades de campo e laboratório.
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CONCLUSÕES
orgânica e micromorfologia de solos sob campos de
O sistema de manejo agroflorestal, em comparação
ao sistema de manejo convencional, aumentou o carbono
orgânico total e o C das substâncias húmicas na rua e
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