Relação das raízes com indicadores microbiológicos e estabilidade de agregados em sistemas de uso em cambissolo háplico

Orientador: Profª. Drª. Fabiane Machado Vezzani

Co-orientador: Prof. Dr. Marcelo Ricardo de Lima

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 31/03/2015

Inclui referências : f. 30-36

Area de concentração : Solo e ambiente

Resumo: O estudo dos atributos de raízes e suas relações com os atributos do solo podem contribuir para o entendimento do papel das plantas sobre a atividade biológica e a agregação do solo. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a relação das raízes em diferentes sistemas de uso do solo com indicadores microbiológicos e a estabilidade de agregados em Cambissolo Háplico Tb Distrófico no município de Antonina - PR. Os sistemas de uso foram: i: Floresta nativa situada às margens do rio Pequeno, ii: Milho em preparo convencional com enxada-rotativa e iii: Pupunha em preparo conservacionista, com preparo apenas no estabelecimento da cultura. Os atributos de raízes avaliados foram: densidade de comprimento (DCr), volume (Vr), área (Ar), carbono (Cr), nitrogênio (Nr), lignina e matéria seca. A matéria seca da parte área da vegetação também foi avaliada. Os atributos biológicos analisados foram: respiração basal (C-CO2) e carbono da biomassa microbiana do solo (C-BMS); quociente metabólico (qCO2); quociente microbiano (qMic) e atributos do solo: distribuição de agregados em classes de tamanho; diâmetro médio ponderado obtido via úmida (DMPu); granulometria, macronutrientes e polissacarídeos. O solo do sistema Pupunha apresentou maior proporção de agregados na classe 8-2 mm (73 g 100 g-1) na profundidade 0 a 5 cm, comparado ao solo da Floresta (52 g 100 g-1), essa maior estabilidade dos agregados foi atribuída ao maior teor de argila e menor teor de areia. O sistema Floresta foi superior aos sistemas Milho e Pupunha nos atributos de raízes nas profundidades 0 a 5 e 15 a 36 cm, no entanto, o efeito negativo do elevado teor de areia no solo da Floresta foi preponderante na estabilidade de agregados expressando na média da profundidade 0-30 cm DMPus de 2,8 mm, enquanto que o Pupunha e Milho apresentaram em média 3,4 e 3,5 mm, respectivamente. Os maiores valores de Ar e Vr na profundidade 0 a 5 cm estimulou a biomassa microbiana no Pupunha e na Floresta (C-BMS 942 e 848 mg C kg-1 solo, respectivamente), refletindo em eficiência no aproveitamento do carbono (qMic 5,1 e 4,7 % CO BMS-1, respectivamente), comparados ao Milho (C-BMS 428 mg C kg-1 solo e qMic 2,1 % CO BMS-1). O maior volume de raízes nos sistemas Floresta e Pupunha conferiu melhores condições para a biomassa microbiana e refletiu em estabilidade de agregados no sistema Pupunha, enquanto no sistema Milho o menor volume de raízes refletiu em menor biomassa microbiana e menor eficiência no aproveitamento de carbono. Na Floresta, a textura do solo influenciou negativamente na formação de macroagregados, mesmo na presença de grande densidade de raízes e alta atividade biológica. Os sistemas de uso Floresta e Pupunha que somaram maior volume de raízes refletiram em melhores condições biológicas.

Abstract: The study of the attributes of roots and their relationships with soil properties can contribute to the understanding of the role of plants on biological activity and soil aggregation. The objective of this study was to analyze the relationship of the roots in different soil use systems with microbiological indicators and aggregate stability in Inceptisoil in the municipality of Antonina - PR. Soil use systems were: i: native forest on the banks of the river Pequeno; ii: corn under conventional tillage with rotary hoe; and iii: Pupunha in conservation tillage, with tillage only in the establishment of culture. The roots attributes evaluated were: length density (CrD), volume (Vr), area (Ar), carbon (Cr), nitrogen (NR), lignin and dry matter. The dry matter of the foliage area was also evaluated. The soil biological attributes analyzed were: basal respiration (C-CO2) and carbon of microbial biomass (C-BMS); metabolic quotient (qCO2); microbial quotient (qMic). Other soil attributes were: aggregate distribution in size classes; weighted mean diameter in the wet way (DMPu); particle size, macronutrients and polysaccharides. The soil in the Pupunha system showed the highest proportion in 8-2 mm aggregate class (73 g 100 g-1) 0 to 5 cm depth compared to the Forest soil (52 g 100 g-1), which larger aggregate stability was attributed to the higher content of clay and smaller sand content. The root attributes in the depths from 0 to 5, and 15 to 36 cm in Forest system was superior to Pupunha and Corn systems. However, the negative effect of high sand content in the Forest soil was predominant in aggregate stability expressing on average DMPus 0-30 cm depth of 2.8 mm, while the Pupunha and Corn had an average 3.4 and 3.5 mm, respectively. The higher Vr values at 0 to 5 cm stimulated microbial biomass in Pupunha and Forest (BMS-C 942 and C 848 mg kg-1 soil, respectively), reflecting efficiency in carbon utilization (qMic 5, 1 and 4.7% CO BMS-1, respectively), compared to Corn (C-BMS 428 mg C kg-1 soil and qMic 2.1% CO BMS-1). The higher Vr in the Forest and Pupunha systems provide better conditions for microbial biomass and reflected in aggregate stability in Pupunha system, while the smaller Vr in the Corn reflected in lower microbial biomass and lower efficiency in the use of carbon. In the Forest, the soil texture had a negative influence in the macroaggregates proportion, even in the presence of high density of roots and high biological activity. Use systems Forest and Pupunha with higher volume of roots reflected in better biological conditions.