Intensificação sustentável de pastagens degradadas no Brasil: um estudo sobre sequestro de carbono no solo, compartimentos da matéria orgânica e transformações químicas

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Bento, Lucas Raimundo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: estoque de carbono do solo; humic substances; matéria orgânica associada a minerais; matéria orgânica do solo; matéria orgânica particulada; mineral-associated organic matter; particulate organic matter; soil carbon stocks; soil organic matter; substâncias húmicas
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75135/tde-22012025-095852/

No Brasil, estima-se que 95 milhões de hectares de pastagens estejam parcialmente degradadas, exigindo a adoção de práticas de manejo que promovam a recuperação e aumentem a produtividade. A intensificação de pastagens, por meio de práticas como adubação, controle da taxa de lotação e pastejo rotativo, melhora a produção de forragem, aumenta a produtividade animal e tem o potencial de aumentar os estoques de carbono orgânico no solo, melhorando as dinâmicas de matéria orgânica do solo (MOS). Este estudo avaliou o impacto da conversão de pastagem degradada (DP) em diferentes pastagens intensificadas: pastagem irrigada com alta taxa de lotação (IHS) e 600 kg N ha-1, e pastagens de sequeiro com alta (RHS) e moderada (RMS) taxa de lotação, aplicando 400 e 200 kg N ha-1, respectivamente. Uma floresta nativa adjacente (FO) serviu como área de referência. As amostras de solo foram coletadas até 1 metro de profundidade em 2011 e 2020. O teor de carbono foi medido utilizando um analisador elementar, e a origem do carbono foi rastreada por meio da abundância isotópica natural de carbono-13 (δ13C). A MOS foi analisada através de extrações químicas (ácido fúlvico [FA], ácido húmico [HA], humina [HUM]) e fracionamento físico (matéria orgânica particulada [POM] e matéria orgânica associada a minerais [MAOM]). A intensificação das pastagens resultou em aumentos significativos nos estoques de carbono, que passaram de 100 Mg C ha-1 em DP para 139 Mg C ha-1 nas RHS e 162 Mg C ha-1 nas RMS, níveis comparáveis aos da floresta nativa (148 Mg C ha-1). Entretanto, a alta intensificação em IHS não resultou em um aumento significativo do estoque de carbono em comparação com DP. O aumento na MOS concentrou-se principalmente nos primeiros 0-30 cm do solo, impulsionado pela incorporação de carbono derivado das forrageiras, conforme indicado pela análise de δ13C. A espectroscopia de fluorescência induzida por laser (índice HLIFS) e a razão atômica H/C indicaram um acúmulo de compostos alifáticos na MOS das pastagens RHS e RMS em comparação com FO, DP e IHS. A extração química favoreceu seletivamente certos compostos, conforme revelado pela análise de RMN de 13C. O AF foi predominantemente composto por grupos O-alquila, o AH apresentou uma mistura de grupos C-arila, O-alquila e C-alquila, enquanto a HUM era composta principalmente por estruturas C-alquila. Aproximadamente 90% da MOS nas pastagens estava armazenada na fração MAOM, associada a partículas do tamanho de argila. A POM exibiu características semelhantes a forragem, enquanto a MAOM estava mais degradada, contendo menos O-alquila, mais C-carbonila e C-alquila, e apresentando uma menor razão C/N. A análise de RMN das partículas do tamanho de argila revelou que a MAOM abrange uma variedade de funcionalidades químicas, indicando que todas elas podem ser estabilizadas na MAOM. NanoSIMS revelou uma distribuição heterogênea da MOS em partículas do tamanho de argila compostas por Si, Al e Fe, indicando que essas partículas não estavam saturadas com MOS e sugerindo diferentes arranjos espaciais da MOS em escala microscópica. O estudo demonstrou que o aumento do estoque de carbono em pastagens intensificadas, em comparação com pastagens degradadas, ocorreu principalmente na fração de MAOM, que apresentou uma composição química diversificada, incluindo compostos aromáticos e alifáticos. O sistema RMS promoveu o sequestro de carbono a uma taxa de 2 Mg C ha-1 ano-1, preservando a MOS da vegetação nativa enquanto incorporava carbono derivado da forragem. O provável mecanismo de estabilização foi a transformação dos resíduos de forragem, ricos em O-Alquila, em formas oxidadas de MAOM, indicadas pelo conteúdo de C-Carbonila e C-Alquila. A intensificação sustentável de pastagens, em níveis moderados, pode aumentar o sequestro de carbono em pastagens degradadas por meio de melhorias no manejo do solo e dos animais.