Impacto da mudança de uso da terra nos estoques de carbono e nitrogênio em solos nordestinos : espectroscopia e fracionamento

Abstract

O desafio da agricultura no atual século é atender as necessidades da produção de alimentos para uma população mundial crescente num contexto de crises energéticas, econômicas, climáticas e ambientais, e escassez de recursos naturais. A preservação dos ecossistemas se torna essencial para manutenção da produção agrícola, serviços ecossistêmicos e no enfrentamento dos desafios globais da regulação dos ciclos do carbono (C) e nitrogênio (N). O objetivo deste trabalho foi estudar a dinâmica do C e N dos solos do Nordeste do Brasil sob diferentes usos da terra e coberturas vegetais. De forma mais específica, buscou-se: 1) avaliar o potencial do uso de reflectância espectral para predizer as concentrações de C e N do solo; 2) quantificar os estoques de N do solo sob diferentes usos da terra e nas principais classes de solo, até 1 m de profundidade, na grande área do bioma Caatinga (~ 850000 de km2) e 3) investigar como o clima, o tipo de solo e usos da terra afetam a distribuição das frações de carbono da matéria orgânica do solo. Amostras de solo vieram de 180 perfis (aproximadamente 1118 amostras). As concentrações de C e N totais foram determinados por meio de analisador elementar e modelos de calibração foram ajustados e validados para os dados espectrais. Nós fornecemos a primeira biblioteca espectral para solo no Nordeste do Brasil para diferentes classes e sob diferentes usos da terra. As concentrações de C e N estimadas por espectroscopia de refletância foram bem correlacionadas com as determinadas por combustão a seco (método padrão) indicando o potencial dessa técnica como uma ferramenta útil e rápida na quantificação desses elementos em diferentes solos tropicais e sob distintos usos da terra. A conversão de Caatinga densa em pastagens, Caatinga aberta e agricultura causaram reduções de 13, 21 e 23% nos estoques de N, respectivamente. O Nordeste brasileiro acumula em torno de 611.5 Tg de N a 1 m de profundidade nas diferentes classes de solos e usos da terra. Nessa região, a floresta seca densa foi responsável pelo acúmulo de 226.8 Tg de N, sendo a melhor opção para acumular N, enquanto os sistemas com agricultura (70 Tg) e áreas de Caatinga aberta (145 Tg) não são recomendadas como maneira de sequestrar N. Os diferentes tipos de uso da terra alteraram as proporções e concentrações das frações de carbono orgânico do solo e o índice de manejo do carbono. A fração lábil representou menos de 30% do carbono mais estável, sendo maiores nos solos sob vegetação nativa que sob agricultura. A partir das vegetações de matas nativas densas, tomadas como referência, o índice indicou que os níveis de degradação nas vegetações nativas abertas eram tão graves quanto nos solos com agricultura e pastagens. Ações destinadas a melhorar a matéria orgânica do solo em cada tipo de uso da terra vão melhorar a qualidade do solo, e adicionalmente vão ajudar a reverter o quadro de degradação impostos pelos usos.