Organic material decomposition and nutrient dynamics in a mulch system enriched with leguminous trees in the Amazon

As novas técnicas propostas para a agricultura na Amazônia incluem sistema de rotação de capoeira enriquecido com árvores leguminosas e transformando a queima da biomassa em cobertura morta sobre o solo. A decomposição e a liberação de nutrientes da cobertura morta foram estudadas usando sacos de liteira com malha fina que continham cinco tratamentos com diferentes espécies de leguminosas em comparação a um tratamento-controle com vegetação natural. As amostras para cada tratamento foram analisadas para conteúdos de C total, N, P, K, Ca, Mg, lignina, celulose e polifenóis solúveis em diferentes tempos de amostragem durante um ano. A razão constante de decomposição variou com a espécie e com o tempo. A perda de massa nos sacos de decomposição foi de 30,1 % para Acacia angustissima, de 32,7 % para Sclerolobium paniculatum, de 33,9 % para Inga edulis e para a vegetação secundária, de 45,2 % para Acacia mangium e de 63,6 % para Clitoria racemosa. Foi observada imobilização de N e P em todos os tratamentos, sendo a mineralização do N negativamente correlacionada com o fenol, razão C/N, razão (lignina + fenol)/N, razão fenol/P e o conteúdo de N nos sacos de liteira. Depois de 362 dias de incubação no campo, 3,3 % de K, 32,2 % de Ca e 22,4 % de Mg permaneceram no material em decomposição. Os resultados evidenciaram que a baixa qualidade mineral e a alta quantidade de carbono orgânico e aplicado como cobertura morta podem limitar a quantidade de energia disponível para os microrganismos resultando em uma competição por nutrientes com as plantas agrícolas.

ABSTRACT: The new techniques proposed for agriculture in the Amazon region include rotational fallow systems enriched with leguminous trees and the replacement of biomass burning by mulching. Decomposition and nutrient release from mulch were studied using fine-mesh litterbags with five different leguminous species and the natural fallow vegetation as control. Samples from each treatment were analyzed for total C, N, P, K, Ca, Mg, lignin, cellulose content and soluble polyphenol at different sampling times over the course of one year. The decomposition rate constant varied with species and time. Weight loss from the decomposed litter bag material after 96 days was 30.1 % for Acacia angustissima, 32.7 % for Sclerolobium paniculatum, 33.9 % for Iinga edulis and the Fallow vegetation, 45.2 % for Acacia mangium and 63.6 % for Clitoria racemosa. Immobilization of N and P was observed in all studied treatments. Nitrogen mineralization was negatively correlated with phenol, C-to-N ratio, lignin + phenol/N ratio, and phenol/phosphorus ratios and with N content in the litterbag material. After 362 days of field incubation, an average (of all treatments), 3.3 % K, 32.2 % Ca and 22.4 % Mg remained in the mulch. Results confirm that low quality and high amount of organic C as mulch application are limiting for the quantity of energy available for microorganisms and increase the nutrient immobilization for biomass decomposition, which results in competition for nutrients with the crop plants.