Redução química e biológica do cromo hexavalente aplicado ao solo

Realizou-se um experimento em laboratório, com o objetivo de avaliar não só a redução do cromo hexavalente aplicado ao solo com ênfase ao efeito da aplicação de carbono orgânico, manganês divalente, mas também a participação da microbiota do solo. Utilizaram-se, como unidades experimentais, amostras de 50 g de um Argissolo, acondicionadas em sacos de polipropileno e incubadas durante 42 dias com calcário para elevar o pH a 6,0 (2,0 t ha-1 de CaCO3 + MgCO3 na proporção de 2:1), Cr6+, esterco bovino e Mn2+ nas doses de 20, 50 e 40 mg kg-1, respectivamente. Metade das amostras foi sujeita à esterilização por autoclavagem com o objetivo de eliminar a atividade biológica. A aplicação de esterco bovino e sulfato de manganês promoveu a total redução do cromo hexavalente para cromo trivalente (Cr6+ → Cr3+) no solo, em 42 dias. Os modelos, quadrático e exponencial, foram os que melhor descreveram a cinética de redução com o tempo. A redução do Cr6+ foi estimulada pela atividade microbiana, sendo 16% maior em amostras de solo não esterilizadas, que continham esterco bovino, em comparação com as mesmas amostras esterilizadas por autoclavagem. Os resultados demonstraram que a descontaminação do solo que contém teores tóxicos de Cr6+ pode ser viabilizada tanto pela incorporação de adubo orgânico como pela manutenção de sua atividade biológica.

Escarificação mecânica e biológica para a redução da compactação em argissolo franco-arenoso sob plantio direto

O manejo influi nas propriedades físicas no campo, alterando a dinâmica do ar, da água e de solutos no solo. Propriedades físicas em sistemas de manejo conservacionista do solo foram avaliadas em um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico arênico (Typic Hapludalf) de textura franco-arenosa no horizonte A. Os tratamentos foram estabelecidos em solo com histórico de 10 anos de plantio direto, a saber: soja em sistema plantio direto; soja em solo escarificado; crotalária em cultivo mínimo e solo descoberto sem preparo. Foram determinadas: a resistência mecânica à penetração; a densidade do solo; a porosidade total; a distribuição do tamanho de poros; a condutividade hidráulica do solo saturado e não saturado; a infiltração de água no solo pelos métodos de anéis concêntricos e sob chuva natural; a variação da umidade volumétrica do solo durante o ciclo das culturas e a curva característica de água no solo. Observou-se que a resistência mecânica à penetração (RP) foi máxima na camada de 0,075 m, nos tratamentos sem preparo do solo, enquanto, no solo escarificado (Esc-soja), a RP máxima ocorreu em maior profundidade (0,175 m). A mobilização subsuperficial (escarificação) e a superficial (discagem e semeadura) do solo não se refletiram em redução na densidade do solo (Ds). O solo sob plantio direto de soja apresentou maior volume de macroporos que o solo sob cultivo de crotalária e descoberto, na profundidade 0,02 a 0,05 m, favorecendo a maior condutividade hidráulica do solo saturado e a menor retenção de água no solo em situação de déficit hídrico. Dentre as propriedades físico-mecânicas analisadas, a RP mostrou-se mais sensível em detectar a compactação do que a Ds e porosidades, especialmente para camadas de solo pouco espessas. A eficácia da ruptura da camada compactada do solo depende da propriedade hídrica ou mecânica do solo usada como indicadora. Usando a condutividade hidráulica do solo saturado, em médio prazo, a "escarificação biológica" (CM-crot) mostrou-se mais eficaz na ruptura da camada compactada e estabelecimento de poros condutores de água do que a escarificação mecânica (Esc-soja) do solo. Em contrapartida, se o indicador for a RP, o resultado é inverso. Assim, a propriedade hídrica ou mecânica do solo a ser usada como indicadora para a avaliação da eficácia da ruptura da camada compactada do solo depende do processo físico priorizado: a infiltração e redistribuição de água ou a penetração e crescimento de raízes.

Caracterização fisiológica da redução de crescimento de mudas de citros micorrizadas em altas doses de fósforo

Com o objetivo de estudar a redução de crescimento de mudas de citros micorrizadas, instalou-se um experimento em casa de vegetação com seis doses de P (0, 50, 100, 150, 200 e 250 mg kg-1), sem e com inoculação do Fungo Micorrízico Arbuscular (FMA) Glomus intraradices. Como porta-enxerto, usou-se tangerineira ' Cleópatra' (Citrus reshni). O substrato usado foi uma mistura de amostra de terra (Neossolo) e areia, na proporção de 3:1, com baixa concentração de P disponível. O delineamento estatístico foi inteiramente casualizado, disposto em um fatorial 6 x 2, com cinco repetições. Seis meses após o transplantio, as plantas foram avaliadas por meio das seguintes variáveis: altura de plantas, matéria seca da parte aérea, transpiração, resistência estomática e área foliar. Nas doses mais altas de P, as plantas micorrizadas apresentaram redução na altura, na matéria seca da parte aérea e na área foliar, menor taxa de transpiração e maior resistência estomática, quando comparadas com o controle não micorrizado. Considerando estes resultados, a redução no crescimento de mudas micorrizadas em alta dose de P pode estar relacionada, em parte, com a existência de forte dreno de carboidratos na raiz.

Redução da erosão hídrica em três sistemas de manejo do solo em um Cambissolo Húmico da região do Planalto Sul-Catarinense

O preparo do solo situa-se entre os componentes de seu manejo mais importantes no processo de produção das plantas cultivadas, sendo normalmente usado para criar ambiente favorável à semeadura e germinação das sementes e ao crescimento das plantas. Em adição, ele é o principal responsável pela criação das condições físicas superficiais do solo que, em última análise, determinam a eficácia de redução da erosão e do escoamento superficial dos diversos sistemas de manejo empregados no estabelecimento de uma cultura, em um local. Considerando esses aspectos, realizou-se um estudo de erosão em campo, sob condições de chuva natural, no município de Lages (SC), na região fisiográfica do Planalto Sul-Catarinense, no período de novembro de 2002 a outubro de 2005. O objetivo principal da pesquisa foi quantificar as perdas de água e solo nos ciclos culturais do trigo (Triticum aestivum L.) e da soja (Glycine max L.), usando os sistemas de manejo de solo convencional (aração+duas gradagens), reduzido (escarificação + uma gradagem) e sem preparo (semeadura direta), com vistas à determinação da eficácia de redução da erosão e do escoamento superficial dessas formas de manejo do solo. O experimento foi instalado em um Cambissolo Húmico alumínico léptico, apresentando textura superficial franco-argilo-siltosa e declividade média de 0,102 m m-1. Avaliaram-se características de planta e erosão hídrica em cinco estádios de desenvolvimento das culturas, definidos com base na percentagem de cobertura do solo pelo dossel das plantas. A quantidade total de chuva foi praticamente a mesma (cerca de 650 mm) em ambos os ciclos culturais, porém com alguma diferença na sua distribuição, tendo se concentrado mais no período que vai do intermediário ao final na cultura do trigo e no período inicial na cultura da soja. Este último comportamento se repetiu em relação à erosividade das chuvas, mas com os valores absolutos tendo sido diferentes em cada ciclo cultural (1.545 MJ mm ha-1 h-1 no ciclo do trigo e 2.573 MJ mm ha-1 h-1 no ciclo da soja), refletindo-se nos resultados de perda de água e solo por erosão hídrica. O valor médio anual determinado do índice de erodibilidade do solo (fator K do modelo EUPS ou EUPSR de predição da erosão) foi de 0,018 MJ-1 mm-1 ha-1. As perdas médias anuais de água e solo em geral foram relativamente pequenas em todas as situações estudadas, embora com a da primeira variável sendo maior no ciclo cultural do trigo e a da segunda, maior no ciclo cultural da soja, bem como com ambos os tipos de perda decrescendo na ordem de preparo convencional, preparo reduzido e semeadura direta e com a perda de solo proporcionalmente sendo bem mais reduzida pelo manejo do que a perda de água. Os valores médios provisoriamente determinados do fator C - cobertura e manejo do solo, do modelo EUPS ou EUPSR, para a sucessão cultural trigo-soja, nas condições climáticas da região do estudo, foram iguais a 0,23 no sistema de manejo com preparo convencional do solo, 0,06 no sistema de manejo com preparo reduzido e 0,023 no sistema de manejo semeadura direta.

Reversibilidade do fósforo não-lábil em solos submetidos à redução microbiana e química: I - alterações químicas e mineralógicas

Alterações no potencial redox (Eh) de solos, como ocorrem em solos hidromórficos, causam alterações significativas nas características químicas e mineralógicas dos solos e têm forte influência sobre o comportamento do P, alterando a relação entre suas formas lábil e não-lábil. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito de condições de baixo Eh na dissolução/reversibilidade de formas não-lábeis de P e solubilização/comportamento dos oxihidróxidos de Fe e Al. Para isso, amostras de 11 solos foram incubadas com 300 mg kg-1 de P por 30 dias, com posterior exaustão do P-lábil por extrações sucessivas com resina de troca aniônica (RTA). Posteriormente, elas foram submetidas a um tratamento denominado redução microbiana com 0,1 mol L-1 de sacarose, por 60 dias, com trocas desta solução a cada 15 dias. Os resultados obtidos foram comparados com outros quando a mesma dose de P foi aplicada após essa redução microbiana, seguida por extrações sucessivas do P-lábil com RTA. Mediram-se, ainda, em ambas as condições, na solução de sacarose em equilíbrio com os solos, os valores de Eh e pH, teores de Fe, Al e P, ao final de cada período de 15 dias, por ocasião da troca da solução. As amostras originais - não tratadas - dos solos foram, também, submetidas à complexação/redução com oxalato de amônio (Ox) ou com citrato-ditionito-bicarbonato de sódio (CDB). Foram feitas quatro extrações sucessivas com Ox e duas como CDB, determinando-se, após cada extração, em ambos os métodos, os valores de Eh, pH e os teores de Fe, Al e P. Posteriormente, as amostras residuais dos solos submetidos aos tratamentos com Ox e CDB receberam 300 mg kg-1 de P. A diminuição dos valores de Eh pela adição de sacarose ou pelas extrações com Ox e CDB não favoreceu a reversibilidade de formas não-lábeis de P. A adição de P aos solos aparentemente promoveu maior estabilidade para a goethita, restringindo sua interferência no valor de Eh do solo, como, também, estabilizou a gibbsita, que passou a não interferir no pH do solo. Os resultados permitem aventar a hipótese de que o P aplicado proporcionaria efeito restritivo ao comportamento de oxihidróxidos.

Reversibilidade de fósforo não-lábil em solos submetidos à redução microbiana e química: II - extrações sucessivas do fósforo pela resina de troca aniônica

A formação de P não-lábil a partir de formas lábeis, adsorvidas aos oxihidróxidos de Fe e Al, é razão para o baixo efeito residual da fertilização fosfatada em solos tropicais. A reversibilidade do P não-lábil para formas lábeis nesses solos pode ser favorecida pela redução do Fe3+ e, ou, pela diminuição da atividade dos oxihidróxidos de Fe e Al. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a adsorção e dessorção de P, sua transformação em não-lábil e reversibilidade dessa forma em amostras de solos submetidas à redução microbiana ou química. Para isso, amostras de 11 solos foram homogeneizadas com 300 mg kg-1 de P na forma de NaH2PO4 em solução, incubadas por 30 dias e, então, submetidas a dez extrações sucessivas de P com resina de troca aniônica (RTA) (tratamento sem redução). Em seguida, outras amostras dos solos foram submetidas à ambiente redutor em solução de sacarose 0,1 mol L-1 com posterior aplicação da doses de P (300 mg kg-1) e as dez extrações sucessivas de P (tratamento redução microbiana). Depois, outras amostras foram reduzidas/complexadas com oxalato de amônio (Ox) ou com citrato-ditionito-bicarbonato (CDB), e os solos/resíduos receberam a mesma dose de P dos experimentos anteriores. Foram então incubados por 30 dias e submetidos às extrações sucessivas com RTA (tratamento redução química). A capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) dos solos mostrou-se mais dependente da goethita (com 70,8 % de contribuição para seu valor) do que da gibbsita (com contribuição de 29,2 %). A correlação negativa entre os teores de P obtidos na segunda extração com a RTA, nos solos em condição natural, sem redução, e os teores de gibbsita sugere que este, e não a goethita, é o oxihidróxido responsável pela maior restrição à dessorção do P. Os valores de CMAP, estimados por meio do P remanescente (P-rem), mostraram, nas amostras submetidas ao tratamento com redução microbiana, pequena alteração para o grupo dos solos menos oxídicos, com menor CMAP. Todavia, nos solos mais oxídicos, com maior CMAP, o efeito prévio da sacarose foi o aumenta do P-rem (diminuição da CMAP) 10 vezes em relação aos solos para o tratamento sem redução. Entretanto, a redução gerada pela sacarose não alterou a dessorção do P anteriormente adsorvido. A expectativa de que ocorreria significativa reversibilidade de P não-lábil com a redução microbiana ou química dos solos não se concretizou, demonstrando a grande estabilidade dessas formas.

Otimização das condições de pré-redução do As(V) em extratos do método BCR para quantificação de arsênio por HG-AAS

A determinação de As por espectrometria de absorção atômica com geração de hidretos (HG-AAS) constitui um método simples, sensível, preciso e de baixo custo. Entretanto, essa técnica requer a pré-redução das espécies de As(V), o que se obtém através do uso de agentes redutores como o KI. Em extratos contendo agentes oxidantes, a pré-redução do As é comprometida, como acontece em extratos obtidos pela aplicação do método BCR (acrônimo francês para Community Bureau of Reference) para a extração sequencial de As em sedimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar as condições de redução do As(V) a As(III), de modo a permitir o uso da HG-AAS para a quantificação do arsênio em extratos obtidos a partir do método BCR. Foram avaliadas condições reacionais utilizando KI, L-cisteína e ácido ascórbico. Para cada uma das etapas de extração do método BCR, diferentes condições de pré-redução possibilitaram a detecção quantitativa do As presente. O uso do método BCR para a extração de arsênio em amostras de sedimentos contaminadas e a aplicação das condições de pré-redução do As(V) selecionadas, seguida pela detecção por HG-AAS, forneceram percentagens de recuperação entre 91 e 99 %.

Modeling changes in organic carbon stocks for distinct soils in southeastern brazil after four eucalyptus rotations using the century model

Soil organic matter (SOM) plays an important role in carbon (C) cycle and soil quality. Considering the complexity of factors that control SOM cycling and the long time it usually takes to observe changes in SOM stocks, modeling constitutes a very important tool to understand SOM cycling in forest soils. The following hypotheses were tested: (i) soil organic carbon (SOC) stocks would be higher after several rotations of eucalyptus than in low-productivity pastures; (ii) SOC values simulated by the Century model would describe the data better than the mean of observations. So, the aims of the current study were: (i) to evaluate the SOM dynamics using the Century model to simulate the changes of C stocks for two eucalyptus chronosequences in the Rio Doce Valley, Minas Gerais State, Brazil; and (ii) to compare the C stocks simulated by Century with the C stocks measured in soils of different Orders and regions of the Rio Doce Valley growing eucalyptus. In Belo Oriente (BO), short-rotation eucalyptus plantations had been cultivated for 4.0; 13.0, 22.0, 32.0 and 34.0 years, at a lower elevation and in a warmer climate, while in Virginópolis (VG), these time periods were 8.0, 19.0 and 33.0 years, at a higher elevation and in a milder climate. Soil samples were collected from the 0-20 cm layer to estimate C stocks. Results indicate that the C stocks simulated by the Century model decreased after 37 years of poorly managed pastures in areas previously covered by native forest in the regions of BO and VG. The substitution of poorly managed pastures by eucalyptus in the early 1970´s led to an average increase of C of 0.28 and 0.42 t ha-1 year-1 in BO and VG, respectively. The measured C stocks under eucalyptus in distinct soil Orders and independent regions with variable edapho-climate conditions were not far from the values estimated by the Century model (root mean square error - RMSE = 20.9; model efficiency - EF = 0.29) despite the opposite result obtained with the statistical procedure to test the identity of analytical methods. Only for lower soil C stocks, the model over-estimated the C stock in the 0-20 cm layer. Thus, the Century model is highly promising to detect changes in C stocks in distinct soil orders under eucalyptus, as well as to indicate the impact of harvest residue management on SOM in future rotations.

Soil carbon and nitrogen stocks in traditional agricultural and agroforestry systems in the semiarid region of Brazil

In the semiarid region of Brazil, inadequate management of cropping systems and low plant biomass production can contribute to reduce soil carbon (C) and nitrogen (N) stocks; therefore, management systems that preserve C and N must be adopted. This study aimed to evaluate the changes in soil C and N stocks that were promoted by agroforestry (agrosilvopastoral and silvopastoral) and traditional agricultural systems (slash-and-burn clearing and cultivation for two and three years) and to compare these systems with the natural Caatinga vegetation after 13 years of cultivation. The experiment was carried out on a typical Ortic Chromic Luvisol in the municipality of Sobral, Ceará, Brazil. Soil samples were collected (layers 0-6, 6-12, 12-20, 20-40 and 40-60 cm) with four replications. The plain, convex and concave landforms in each study situation were analyzed, and the total organic C, total N and densities of the soil samples were assessed. The silvopastoral system promoted the greatest long-term reductions in C and N stocks, while the agrosilvopastoral system promoted the smallest losses and therefore represents a sustainable alternative for soil C and N sequestration in these semiarid conditions. The traditional agricultural system produced reductions of 58.87 and 9.57 Mg ha-1 in the organic C and total N stocks, respectively, which suggests that this system is inadequate for these semiarid conditions. The organic C stocks were largest in the concave landform in the agrosilvopastoral system and in the plain landform in the silvopastoral system, while the total N values were highest in the concave landform in the native, agrosilvopastoral and silvopastoral systems.

Surface mapping, organic matter and water stocks in peatlands of the Serra do Espinhaço meridional - Brazil

Peatlands are soil environments that store carbon and large amounts of water, due to their composition (90 % water), low hydraulic conductivity and a sponge-like behavior. It is estimated that peat bogs cover approximately 4.2 % of the Earth's surface and stock 28.4 % of the soil carbon of the planet. Approximately 612 000 ha of peatlands have been mapped in Brazil, but the peat bogs in the Serra do Espinhaço Meridional (SdEM) were not included. The objective of this study was to map the peat bogs of the northern part of the SdEM and estimate the organic matter pools and water volume they stock. The peat bogs were pre-identified and mapped by GIS and remote sensing techniques, using ArcGIS 9.3, ENVI 4.5 and GPS Track Maker Pro software and the maps validated in the field. Six peat bogs were mapped in detail (1:20,000 and 1:5,000) by transects spaced 100 m and each transect were determined every 20 m, the UTM (Universal Transverse Mercator) coordinates, depth and samples collected for characterization and determination of organic matter, according to the Brazilian System of Soil Classification. In the northern part of SdEM, 14,287.55 ha of peatlands were mapped, distributed over 1,180,109 ha, representing 1.2 % of the total area. These peatlands have an average volume of 170,021,845.00 m³ and stock 6,120,167 t (428.36 t ha-1) of organic matter and 142,138,262 m³ (9,948 m³ ha-1) of water. In the peat bogs of the Serra do Espinhaço Meridional, advanced stages of decomposing (sapric) organic matter predominate, followed by the intermediate stage (hemic). The vertical growth rate of the peatlands ranged between 0.04 and 0.43 mm year-1, while the carbon accumulation rate varied between 6.59 and 37.66 g m-2 year-1. The peat bogs of the SdEM contain the headwaters of important water bodies in the basins of the Jequitinhonha and San Francisco Rivers and store large amounts of organic carbon and water, which is the reason why the protection and preservation of these soil environments is such an urgent and increasing need.

Redução de haste verde e retenção foliar na soja em razão de maior disponibilidade de nitrogênio pelo tratamento de sementes

Problemas relacionados à retenção foliar e maturação desuniforme na cultura da soja têm sido relatados em várias regiões do país, inclusive no Estado do Paraná, desafiando pesquisadores brasileiros. Várias hipóteses já foram levantadas sobre o desequilíbrio nutricional das plantas e intensificação do problema, porém nenhuma com conclusão definitiva. Com o objetivo de avaliar como a disponibilidade de N via inoculação e uso de Co e Mo no tratamento de sementes, associado ao uso de fungicida e inseticida, pode minimizar a retenção foliar e haste verde, instalou-se um ensaio no campo da Estação Experimental da Copacol, em Cafelândia, PR. Oito combinações de produtos foram usadas no tratamento de sementes de soja, considerando a presença ou ausência de Co e Mo, inoculante e inseticida/fungicida. Avaliaram-se o teor de N foliar, a frequência de plantas anormais por ocasião da colheita, a porcentagem de vagens, com 0, 1, 2, 3 e 4 grãos formados, o peso de 1000 grãos, o teor de umidade, a impureza na colheita e o rendimento de grãos. O uso do Co e Mo e a inoculação de sementes promoveram aumento do teor de N foliar na soja e reduziram o número de plantas anormais, refletindo positivamente no rendimento e seus componentes. Os resultados evidenciaram efeito positivo da melhor nutrição das plantas de soja com relação ao N na redução de haste verde e reafirmaram a necessidade do uso do Co e Mo e da inoculação de sementes.

ORGANIC CARBON CONTENTS AND STOCKS IN PARTICLE SIZE FRACTIONS OF A TYPIC HAPLUDOX FERTILIZED WITH PIG SLURRY AND SOLUBLE FERTILIZER

The use of pig slurry (PS) as fertilizer can affect the soil quality and increase total stocks of soil organic carbon (TOC). However, the effects of PS on TOC amount and forms in the soil are not fully understood, particularly in areas under no-tillage (NT). The purpose of this study was to determine TOC contents and stocks in the particulate (POC) and mineral-associated C fractions (MAC) of an Oxisol after nine years of maize-oat rotation under NT, with annual applications of PS, soluble fertilizer and combined fertilization (pig slurry + soluble fertilizer). The experiment was initiated in 2001 in Campos Novos, Santa Catarina, with the following treatments: PS at rates of 0 (without fertilization - PS0); 25 (PS25); 50 (PS50); 100 (PS100); and 200 m3 ha-1yr-1 (PS200); fertilization with soluble fertilizer (SF); and mixed fertilization (PS + SF). The TOC content was determined in samples of six soil layers to a depth of 40 cm, and the POC and MAC contents in four layers to a depth of 20 cm. From the rate of 50 m3 ha-1yr-1 and upwards, the soil TOC content and stock increased according to the PS rates in the layers to a depth of 10 cm. The POC and MAC contents and stocks were higher in the surface layers, with a clear predominance of the second fraction, but a greater relative amplitude in the contents of the first fraction.

Contrasts in Areas of Rubber Tree Clones in Regard to Soil and Biomass Carbon Stocks

ABSTRACT Rubber tree (Hevea brasiliensis) crop may accumulate significant amounts of carbon either in biomass or in the soil. However, a comprehensive understanding of the potential of the C stock among different rubber tree clones is still distant, since clones are typically developed to exhibit other traits, such as better yield and disease tolerance. Thus, the aim of this study was to address differences among different areas planted to rubber clones. We hypothesized that different rubber tree clones, developed to adapt to different environmental and biological constrains, diverge in terms of soil and plant biomass C stocks. Clones were compared in respect to soil C stocks at four soil depths and the total depth (0.00-0.05, 0.05-0.10, 0.10-0.20, 0.20-0.40, and 0.00-0.40 m), and in the different compartments of the tree biomass. Five different plantings of rubber clones (FX3864, FDR 5788, PMB 1, MDX 624, and CDC 312) of seven years of age were compared, which were established in a randomized block design in the experimental field in Rio de Janeiro State. No difference was observed among plantings of rubber tree clones in regard to soil C stocks, even considering the total stock from 0.00-0.40 m depth. However, the rubber tree clones were different from each other in terms of total plant C stocks, and this contrast was predominately due to only one component of the total C stock, tree biomass. For biomass C stock, the MDX 624 rubber tree clone was superior to other clones, and the stem was the biomass component which most accounted for total C biomass. The contrast among rubber clones in terms of C stock is mainly due to the biomass C stock; the aboveground (tree biomass) and the belowground (soil) compartments contributed differently to the total C stock, 36.2 and 63.8 %, respectively. Rubber trees did not differ in relation to C stocks in the soil, but the right choice of a rubber clone is a reliable approach for sequestering C from the air in the biomass of trees.

Sustainability of Wood Productivity of Pinus TaedaBased on Nutrient Export and Stocks in the Biomass and in the Soil

ABSTRACT The impact of intensive management practices on the sustainability of forest production depends on maintenance of soil fertility. The contribution of forest residues and nutrient cycling in this process is critical. A 16-year-old stand of Pinus taeda in a Cambissolo Húmico Alumínico léptico (Humic Endo-lithic Dystrudept) in the south of Brazil was studied. A total of 10 trees were sampled distributed in five diameter classes according to diameter at breast height. The biomass of the needles, twigs, bark, wood, and roots was measured for each tree. In addition to plant biomass, accumulated plant litter was sampled, and soil samples were taken at three increments based on sampling depth: 0.00-0.20, 0.20-0.40, 0.40-0.60, 0.60-1.00, 1.00-1.40, 1.40-1.80, and 1.80-1.90 m. The quantity and concentration of nutrients, as well as mineralogical characteristics, were determined for each soil sample. Three scenarios of harvesting intensities were simulated: wood removal (A), wood and bark removal (B), and wood + bark + canopy removal (C). The sum of all biomass components was 313 Mg ha-1.The stocks of nutrients in the trees decreased in the order N>Ca>K>S>Mg>P. The mineralogy of the Cambissolo Húmico Alumínico léptico showed the predominance of quartz sand and small traces of vermiculite in the silt fraction. Clay is the main fraction that contributes to soil weathering, due to the transformation of illite-vermiculite, releasing K. The depletion of nutrients from the soil biomass was in the order: P>S>N>K>Mg>Ca. Phosphorus and S were the most limiting in scenario A due to their low stock in the soil. In scenario B, the number of forest rotations was limited by N, K, and S. Scenario C showed the greatest reduction in productivity, allowing only two rotations before P limitation. It is therefore apparent that there may be a difference of up to 30 years in the capacity of the soil to support a scenario such as A, with a low nutrient removal, compared to scenario C, with a high nutrient removal. Hence, the effect of different harvesting intensities on nutrient availability may jeopardize the sustainability of P. taeda in the short-term.

Carbon Stocks in Compartments of Soil Organic Matter 31 Years after Substitution of Native Cerrado Vegetation by Agroecosystems

ABSTRACT Changes in carbon stocks in different compartments of soil organic matter of a clayey Latossolo Vermelho Distrófico (Typic Haplustox), caused by the substitution of native savanna vegetation (cerrado sensu stricto) by agroecosystems, were assessed after 31 years of cultivation. Under native vegetation, a stock of 164.5 Mg ha-1 C was estimated in the 0.00-1.00 m layer. After 31 years of cultivation, these changes in soil C stocks were detected to a depth of 0.60 m. In the case of substitution of cerrado sensu stricto by no-tillage soybean-corn rotation, a reduction of at least 11 % of the soil C pools was observed. However, the adoption of no-tillage as an alternative to tillage with a moldboard plow (conventional system) reduced CO2 emissions by up to 12 %.