Release kinetics of CO2 and phytomass decomposition in systems of use and soil management

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11413

Keywords:

Climatic Factors; Microorganisms; Edaphic Breathing; Soil.

Abstract

The form of occupation and soil management practices cause physical, chemical, and biological changes that affect the environmental and economic sustainability of the agricultural activity. Therefore, the objective was to evaluate the dynamics of leaf decomposition and microbial activity in three soil use and management systems in the Brejo, Paraíba, Brazil. The areas studied were: Agroforestry System, agricultural mandala, and native forest. The decomposition rate was determined using nylon bags containing 10 g of Gliricidia sepium leaves, which were placed on the soil surface of each area for 56 days. The leaf material was collected every seven days and taken to an oven at 65°C and weighed to evaluate the weight loss about the initial weight. The microbial activity was estimated by the quantification of carbon dioxide (CO2) released in the process of edaphic respiration, from the soil surface, and captured by the KOH solution. The Agroforestry System showed a higher decomposition speed. The system that emitted the massive amount of CO2 into the atmosphere was the mandala agricultural system. Climatic factors, such as precipitation and temperature, influence the dynamics of decomposition and the emission of CO2 released by edaphic microorganisms.

References

Alcântara, F. A. (1998). Adubação verde na recuperação da fertilidade de um solo degradado. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Lavras. Lavras, Minas Gerais, Brasil. 104p.

Almeida, M. A. X. (2010). Fauna edáfica, decomposição foliar e liberação de nutrientes em área de caatinga do Curimataú da Paraíba, Brasil. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências Agrárias. Areia, Paraíba, Brasil. 136p.

Alves, A. R., Souto, J. S., Santos, R. V. & Campos, M. C. C. (2006). Decomposição de resíduos vegetais de espécies da Caatinga, na região de Patos, PB. Revista Brasileira de Ciências Agrária, 1(1), 57-63.

Araujo, K. D., Dantas, R. T., Andrade, A. P. & Parente, H. N. (2011). Cinética de evolução de dióxido de carbono em área de caatinga em São João do Cariri-PB. Revista Árvore, 35(5), 1099-1106.

Araujo, K. D., Souza, M. A., Santos, G. R., Andrade, A. P. & Ferreira Neto, J. V. F. (2016). Atividade microbiana no solo em diferentes ambientes da região semiárida de Alagoas. Geografia (Londrina), 25(2), 5-18.

Belo, E. S., Terra, F. D., Rotta, L. R., Vilela, L. A., Paulino, H. B., Sousa, E. D., Vilela, L. A. F. & Carneiro, M. A. C. (2012). Decomposição de diferentes resíduos orgânicos e efeito na atividade microbiana em um Latossolo Vermelho de Cerrado. Global Science and Technology, 5(3), 107-116.

Corrêa, E. F. (2005). Avaliação da decomposição e liberação de nutrientes da fitomassa de Castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsa), Cupuaçu (Theobroma grandiflorum) e Gliricídia (Gliricidia sepium) em um sistema agroflorestal no Estado de Roraima. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Amazonas. Manaus, Amazônia, Brasil. 65p.

Correia, K. G., Araújo Filho, R. N., Menezes, R. S. C., Souto, J. S. & Fernandes, P. D. (2015). Atividade microbiana e matéria orgânica leve em áreas de caatinga de diferentes estágios sucessionais no semiárido paraibano. Revista Caatinga, 28(1), 196-202.

Costa, F. D. S., Bayer, C., Zanatta, J. A. & Mielniczuk, J. (2008). Estoque de carbono orgânico no solo e emissões de dióxido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 32(1), 323-332.

Francisco, P. R. M., Medeiros, R. M. & Santos, D. (2018). Balanço Hídrico Climatológico para a Capacidade de Campo de 100 mm. EDUFCG, 257p.

Giovanetti, L. K., Bonome, L., Souza, E., Bittencourt, H., Kruppa, M. & Lizarelli H. (2019). Respiração microbiana do solo em diferentes sistemas de cultivo. Cadernos de Agroecologia, 14(1), 1-3.

Grisi, B. M. (1978). Método químico de medição de respiração edáfica: alguns aspectos técnicos. Ciência e Cultura, 30, 82-88.

Miranda, A. A. C. (2018). Relação entre indicadores de qualidade de solo sob diferentes sistemas de manejo. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências Humanas, Sociais e Agrárias. Brasil. 68p.

Morita, T., & Assumpção, R. M. V. (2001). Manual de soluções, Reagentes & Solventes: Padronização, Preparação, Purificação. (11a ed.), Edgard Blücher.

Olson, J. S. (1963). Energy storage and the balance of producers and decomposers in ecological systems. Ecology, 44(2), 322-331.

Paula, P. D., Campello, E. F. C., Guerra, J. G. M., Santos, G. A. & Resende, A. S. (2015). Decomposição das podas das leguminosas arbóreas Gliricidia sepium e Acacia angustissima em um sistema agroflorestal. Ciência Florestal, 25(3), 791-80.

Paul, E. A. & Clark, F. E. (1989). Soil microbiology and biochemistry. Academic Press, 275p.

Paul, E. A. & Clark, F. E. (1996). Soil microbiology and biochemistry. Academic Press, 340p.

Pereira, A. S., et al. (2018). Metodologia da pesquisa cientifica. [e-book]. Santa Maria: UAB/NTE/UFSM. https://www.ufsm.br/app/uploads/sites/358/ 2019/02/Metodologia-da-Pesquisa-Cientifica_final.pdf.

Pinheiro, S. (2015). Saúde do Solo: Biopoder camponês versus agronegócio. Salles Editora, 224p.

R Core Team. (2017). The R Project for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/

Santos, G. R., Santos, E. M. C., Lira, E. S., Gomes, D. L. & Araujo, K. D. (2016). Respiração microbiana do solo relacionada ao conteúdo de água no solo e a temperatura do solo, na época do Equinócio de primavera, em Olho D’Água do Casado, Semiárido de Alagoas. Revista de Geociências do Nordeste, 2, 885-893.

Silva, G. F., Santos, D., Silva, A. P. & Souza, J. M. (2015). Indicadores de qualidade do solo sob diferentes sistemas de uso na mesorregião do agreste paraibano. Revista Caatinga, 28, (3), 25-35. 10.1590/1983-21252015v28n303rc

Silva, H. F., Barreto, P. A. B., Sousa, G. T. O., Azevedo, G. B., Gama-Rodrigues, E. F. & Oliveira, F. G. R. B. (2014). Decomposição de serapilheira foliar em três sistemas florestais no Sudoeste da Bahia. Revista Brasileira de Biociências, 12 (3), 164-172.

Silva, R. B. (2010). Respiração edáfica como indicativo da qualidade do solo em três agrossistemas. Enciclopédia Biosfera, 6 (11), 1-15.

Simon, C. P., Vitória, E. L., Lacerda, E. G., Avancini, Y. S., Rodrigues, T. F. & Simon, C. A. (2019). Emissão de CO2, atributos físicos e carbono orgânico total em diferentes sistemas de preparo do solo. Nativa, Sinop, 7 (5), 94-499. 10.31413/nativa.v7i5.6273

Souto, P. C., Bakke, I. A., Souto, J. S. & Oliveira, V. M. (2009). Cinética da respiração edáfica em dois ambientes distintos no semi-árido da Paraíba, Brasil. Revista Caatinga, 22 (3), 52-58.

Souto, P. C., Souto, J. S., Santos, R. V., Bakke, I. A., Sales, F. C. V. & Souza, B. V. (2013). Taxa de decomposição da serapilheira e atividade microbiana em área de caatinga. Cerne, 19 (4), 559-565.

Trevisan, R., Mattos, M. L. T. & Herter, F. G. (2002). Atividade microbiana em argissolo vermelho amarelo distrófico típico coberto com aveia preta (Avena sp.) no outono, em um pomar de pessegueiro. Científica Rural, 7 (2), 83-89.

Thomas, R. J. & Asakawa, N. M. (1993). Decomposition of leaf litter from tropical forage grasses and legumes. Soil Biology and Biochemistry, 25 (10), 1351-1361.

Wider, R. K. & Lang, G. E. (1982). A critique of the analytical methods used in examining decomposition data obtained from litter bags. Ecology, 63 (6), 1636-1642.

Published

04/01/2021

How to Cite

GOMES, D. da S.; BARBOSA, A. da S.; SANTOS, T. de M. .; SANTOS, S. K. dos .; SILVA, J. H. C. S.; AQUINO, Ítalo de S. . Release kinetics of CO2 and phytomass decomposition in systems of use and soil management. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 1, p. e9810111413, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i1.11413. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/11413. Acesso em: 19 jan. 2021.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences