Estoques de carbono e nitrogênio de solos e sua relação com atributos químicos de solos, águas e sedimentos marginais como indicadores de manejo e conservação de ecossistemas na bacia do Rio Paraopeba-MG | Stocks of carbon and nitrogen of soil its relationship with chemical attributes of soil, water and sediment marginal as indicators of management and conservation of ecosystem in River basin Paraopeba-MG

O avanço das fronteiras agrícolas, caracterizado pela substituição de ecossistemas naturais por áreas cultivadas, vem tomando força nas últimas décadas, levando a alterações na qualidade do solo e na dinâmica da matéria orgânica do solo e dos ecossistemas aquáticos. Sabe-se que o solo é um importante reservatório de carbono (C) e nitrogênio (N) e, em função do manejo, parte desse reservatório pode ser liberado (perdido) para a atmosfera e/ou hidrosfera, contribuindo para o aumento das concentrações de gases do efeito estufa (GEE). Assim, o efeito de práticas de manejo de solo sobre esses componentes necessita de melhor entendimento, visando a identificação de um sistema com potencial de reter C atmosférico no solo e contribuir para a mitigação do aquecimento global. Dessa forma, a primeira etapa deste trabalho foi quantificar os estoques de carbono (EC), os estoques de nitrogênio (EN), bem como a relação carbono e nitrogênio (C/N) e correlaciona-las com fundamentais atributos físicos e químicos do solo. As amostras de solo foram coletadas em duas profundidades (0-20 cm e 20-40 cm), no período de agosto a novembro de 2013, em cinco municípios ao longo da bacia do Rio Paraopeba (MG): Jeceaba, Brumadinho, Fortuna de Minas, Florestal e Três Marias, os quais correspondem ao alto, médio e baixo Paraopeba. Os valores de EC, EN e a relação C/N tiveram seus maiores resultados nas camadas subsuperficiais. Dentre as regiões avaliadas a de Fortuna de Minas foi que concentrou os maiores EC (411,5 Mg ha-1), acumulando cerca de 27% mais C que as demais localidades em estudo. Para EN, a região de Florestal foi a que apresentou o maior valor (30,6 Mg ha-1), alocando cerca de 26% mais N em relação ás demais regiões. As razões C/N entre os teores e os estoques desses elementos (C/N e C/Ne) teveram seus maiores valores encontrados na região de Florestal e Fortuna de Minas, respectivamente. Os menores valores foram observados em Três Marias. Os EC e EN correlacionaram positivamente com a fertilidade do solo. Com relação ao uso (mata, pastagem e capoeira), o sistema mata foi o mais eficiente no acúmulo de C e N, e também o que obteve maior razão C/N, indicando ser o ecossistema de estoque de C mais estável. O sistema menos eficiente para estocar C foi à pastagem. A segunda etapa desse trabalho consistiu na avaliação dos teores de C e N incorporados aos sedimentos e a água no entorno da bacia do Rio Paraopeba, em cada região de amostragem, sob diferentes usos do solo. Também foi estimada a relação C/N nos sedimentos localizados nas margens do rio. A amostragem foi realizada nos cinco municípios supracitados; durante o mesmo período (agosto a novembro de 2013). Verificou-se que os teores de C variaram de 4,75 a 5,97 g kg-1 tendo a região de Fortuna de Minas apresentado o maior valor e a de Três Marias o menor. Os teores de N variaram de 0,73 a 1,08 g kg-1 tendo a região de Florestal apresentando o maior teor e a de Três Marias o menor. Já para a relação C/N os valores variaram de 5,15 a 21,25, com a região de Brumadinho apresentando o maior valor e a de Florestal o menor. As análises de correlação mostraram que os atributos químicos da água e dos sedimentos correlacionaram-se de forma significativa com atributos químicos e físicos do solo. Assim, os estoques e as estabilidades de carbono e nitrogênio em solos, sedimentos e água foram indicadores sensíveis para a avaliação de manejo e conservação de ecossistemas ao longo da Bacia do Rio Paraopeba.

The advance of the agricultural frontier, characterized by the replacement of natural ecosystems by cultivated areas, has gained strength in recent decades, leading to changes in soil quality and dynamics of soil organic matter and aquatic ecosystems. It is known that the soil is an important carbon sink (C) and nitrogen (N) and, depending on the management, part of this reservoir can be released (lost) into the atmosphere and / or hydrosphere, contributing to increased concentrations of greenhouse gases (GHG). Thus, the effect of soil management practices on these components requires better understanding, aimed at identifying a system with potential to sequester atmospheric C in the soil and contribute to the mitigation of global warming. Thus, the first stage of this study was to quantify carbon stocks (CE), nitrogen stocks (NE), as well as carbon and nitrogen ratio (C/N) and correlates them with fundamental physical and chemical soil properties. Soil samples were collected from two depths (0-20 cm and 20-40 cm) in the period from August to November 2013 in five counties along the basin of the river Paraopeba (MG): Jeceaba, Brumadinho, Fortuna de Minas, Florestal and Três Marias, which correspond to high, medium and low Paraopeba. The CE, NE and C/N ratio had their greatest results in subsurface layers. Among the areas evaluated: Fortuna de Minas was that concentrated the largest EC (411.5 Mg ha-1), totaling about 27% more C than other locations under study. For NE, the Florestal region was the one with the highest value (30.6 Mg ha-1), allocating about 26% more N than the other regions. The ratio C/N between levels and inventories of these elements (C/N and C/Ne) had its highest values found in the area of Florestal and Fortuna de Minas respectively. The lowest values were observed in Três Marias. The CE and NE positively correlated with soil fertility. Regarding the use, the system forest was the most efficient in the accumulation of C and N, and also got higher C/N ratio, indicating that the stock of ecosystem C more stable. The less efficient system to store C was to pasture. The second stage of this work was to evaluate the C and N contents incorporated into sediments and water in the vicinity of the Paraopeba basin river in each sampling area under different land uses. It was also estimated C/N ratio in sediments located on the river banks. Sampling was conducted in the five aforementioned municipalities; during the same period (August-November 2013). It was found that the C content ranged from 4.75 to 5.97 g kg-1. The N content varied from 0.73 to 1.08 g kg-1 with the Forest region having the highest content and the Três Marias the lower. The C/N values ranged from 5.15 to 21.25 with Brumadinho region having the largest value and Florestal the smallest. Correlation analysis showed that the chemical properties of water and sediments correlated significantly with chemical and physical soil properties. Thus, stocks and carbon and nitrogen stability in soils, sediments and water were sensitive indicators to evaluate management and conservation of ecosystems along the Paraopeba Basin river.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais