Dinâmica de serrapilheira e estoque de carbono em pastagens de Urochloa decumbens adubada ou consorciada

A tese foi elaborada em dois capítulos, os quais abordam estudos que avaliam características químicas e decomposição de serrapilheira e de raízes, biomassa de raízes e estoque de carbono nas frações da matéria orgânica, em solos sob pastos de capim-braquiária (Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster) não adubados com nitrogênio (controle), adubados com duas doses de nitrogênio e consorciados com calopogônio (Calopogonium mucunoides). O estudo da decomposição de serrapilheira foi conduzido entre novembro/2018 e março/2019, ao passo que o estudo de raízes ocorreu em dois períodos, compreendidos de jan/2019 a jun/2020 e de jan/2020 a jun/2021. Capítulo 1. A reciclagem de nitrogênio no ecossistema de pastagens via decomposição da serrapilheira corresponde a uma importante forma de retorno deste nutriente ao solo. Objetivou-se avaliar a composição química da serrapilheira, sua taxa de decomposição e o desaparecimento de N, em pastos de capim-braquiária não adubados (B0), adubados com doses de 50 kg ha -1 de N (B50) e 100 kg ha -1 de N (B100) e consorciados com calopogônio (BC). O delineamento foi em blocos casualizados, com quatro tratamentos e dois blocos, com duas repetições de cada tratamento por bloco. A serrapilheira foi incubada por 128 dias, em litter bags de 15 x 20 cm e poros de 75 µm, dispostos sobre a superfície do solo e cobertos com uma camada de serrapilheira do tratamento presente no local da incubação. A biomassa remanescente foi afetada pelos tempos de incubação, chegando a uma perda de 49%, após o período total de decomposição. Os pastos de capim-braquiária adubados (B50 e B100) apresentaram menor teor de N remanescente, com médias de 52% e 56% do N mineralizado, após o período total de decomposição. A relação C:N reduziu ao longo do tempo e os pastos de capim-braquiária não adubados apresentaram maior relação C:N. A concentração de lignina no sistema B100 foi superior à observada no sistema B0, e semelhante àquela observada nos sistemas B50 e BC. As relações lignina:N e lignina:NIDA aumentaram ao longo do período de decomposição. Os pastos que receberam input de N via fertilização (B50 e B100) apresentaram relações lignina/N menores, se comparados ao sistema B0, mas não diferiram do sistema BC. O sistema B100 apresentou menor relação lignina:NIDA, mas não diferiu do sistema B50. Ao longo do tempo, não houve imobilização de N na serrapilheira. A mineralização do nitrogênio da serrapilheira, apesar de não ter sofrido influência dos sistemas de cultivo, proporcionou aos pastos o aporte anual médio de 25,5 kg ha -1 de N, contribuindo para a reciclagem deste nutriente. Capítulo 2. O nitrogênio requerido pelas plantas pode ser incorporado ao ecossistema de pastagens via fertilização ou fixação biológica, ou ainda, reciclado através da mineralização de resíduos vegetais. Objetivou-se avaliar a biomassa radicular, as características químicas e a taxa de decomposição de raízes, bem como o estoque de carbono nas frações da matéria orgânica do solo, em pasto de capim-braquiária não adubado (B0), adubado com doses de 50 kg ha -1 de N (B50) e 100 kg ha -1 de N (B100) e consorciado com calopogônio (BC). Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, com quatro tratamentos e dois blocos, com duas repetições de cada tratamento por bloco, para as avaliações de biomassa radicular e estoque de carbono no solo. Para as avaliações das características químicas e da taxa de decomposição de raízes, foi utilizada uma repetição de tratamento por bloco. As raízes foram incubadas (enterradas) por 512 dias, em litter bags de 15 x 30 cm e poros de 75 µm, na mesma profundidade em que foram colhidas (20 cm), em dois períodos de incubação (período 1: jan/2019 a jun/2020 e período 2: jan/2020 a jun/2021). Foi realizado o fracionamento físico da matéria orgânica do solo, nas frações matéria orgânica particulada (MOP) e matéria orgânica aderida a minerais (MOAM), e estimado o estoque de carbono nessas frações, em diferentes profundidades (0-5, 5-10 e 10-20 cm). A biomassa de raízes não foi afetada pelos anos nem pelos sistemas de cultivo, com média de 7,4 t MO ha -1 . A biomassa remanescente foi afetada pela interação entre períodos e tempos de incubação, apresentando perda gradual de biomassa no período 1 e acentuada no início do segundo período, com decomposição de 28% e 30% da biomassa incubada durante os períodos 1 e 2, respectivamente. Foi observado efeito de interação entre períodos e tempos de incubação para teor de N e para a relação C:N, A concentração de N nas amostras incubadas aumentou ao longo do tempo com maior aumento ao longo do período 1, chegando a 20,02 g kg -1 MO após 512 dias. Esse aumento refletiu na relação C:N que reduziu-se ao longo do tempos, chegando a 7 e 14, ao final dos períodos 1 e 2, respectivamente. A concentração de lignina foi afetada pela interação tripla entre os sistemas de cultivo, períodos e tempos de incubação. Nos pastos U50 a concentração de lignina não estabilizou-se ao longo do tempo em ambos os períodos, e as maiores médias foram observadas nos sistemas UC e U50 302 e 255 g kg -1 MO) ao final dos períodos 1 e 2, respectivamente. Para a relação lignina:N foi observado efeito de interação entre períodos e tempos de incubação, e reduziu-se ao longo do tempo, variando de 32 e 29 ao início dos períodos 1 e 2, respectivamente, para 13 ao final de ambos os períodos. Observou-se efeito de interação entre períodos x tempos de incubação e entre sistemas de cultivo x tempos de incubação para a concentração de NIDA. O teor de NIDA ao final do período 2 foi o dobro (11,81 g kg -1 MO) daquele observado no período 1 (6,18 g kg -1 MO), e foi mais elevada nos pastos U100, com média de 11,42 g kg -1 MO após 512 dias. Para a relação lignina:NIDA nas raízes, houve efeito de interação entre períodos e tempos de incubação, que reduziu-se ao longo do tempo, e, no período 1, foi o triplo daquela observada ao final do período 2. Houve efeito de período sobre a fração MOAM e no solo total (MOP + MOAM), com médias mais elevadas no segundo período. Quando avaliado o estoque de carbono (EC), nas diferentes frações e profundidades do solo, foi observado maior EC na camada mais superficial (0-5 cm) da matéria orgânica particulada (EC-MOP), ao passo que o EC-MOAM ocorreu, majoritariamente, na camada mais profunda (10-20 cm). Embora a mineralização da serrapilheira de raízes não tenha sido afetada pelos sistemas de cultivo, observou-se potencial aporte médio de 18,4 kg ha -1 de N, após 512 dias. A maior parte do C foi estocada na MOAM, fração de solo associada ao armazenamento de C no longo prazo. Entretanto, se faz necessário avaliar esses sistemas de cultivo em solos de diferentes texturas e teores de MO. Palavras-chave: Biomassa de raízes. Calopogônio. Matéria orgânica particulada. Relação C:N.