RESUMO
Objetivo: O presente estudo objetivou avaliar a influência de alguns diferentes sistemas de manejo utilizados nessa região na biomassa e atividade microbiana de em área Cerrado.
Método: Em área localizada no bioma Cerrado integrante do MATOPIBA foram avaliados diferentes sistemas de manejo do solo, sendo eles área com Vegetação Nativa de Cerrado típico (VNC); Sistema de Plantio Convencional (SPC); Integração Pecuária floresta (IPF); Sistema de Plantio Direto com 6 anos de adoção (SPD6); Sistema de Plantio Direto com 8 anos de adoção (SPD8) e Sistema de Plantio Direto com 17 anos de adoção com ILP nos últimos 3 anos (SPD17+ILP3). Foram realizadas coletas de solo nas profundidades de 0-5, 5-10 e 10-20 cm, para análise de Carbono da biomassa microbiana (Cmic), taxa de respiração basal (RBS) e com esses resultados foi realizado cálculo para obtenção do valor de quociente metabólico (qCO2).Resultados e conclusões: A substituição da vegetação nativa de Cerrado por sistemas de manejo do solo, com a produção de culturas anuais sob o sistema de plantio direto e sistema de plantio convencional, causou alterações significativas nos atributos microbiológicos do solo promovendo redução nos teores de carbono da biomassa microbiana, enquanto o sistema integração pecuária floresta manteve teores próximos ao da vegetação nativa.Implicação da pesquisa: O estudo evidência um sistema de manejo do solo entre alguns dos utilizados na área de cerrado do MATOPIBA que mais favorece a atividade microbiana e consequentemente a melhoria da qualidade do solo.Originalidade/valor: É uma pesquisa nova na região, sendo importante a geração de dados sobre os atributos microbiológicos e consequente qualidade do solo para a produção de grãos.Palavras-chave: MATOPIBA,ILPF,Microbiologia do Solo,Manejo do Solo.BIOMASS AND SOIL MICROBIAL ACTIVITY IN DIFFERENT MANAGEMENT SYSTEMS IN THE CERRADO PIAUIENSE1Embrapa Agrobiologia, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil. E-mail: agrowesley95@gmail.comOrcid: https://orcid.org/0000-0002-5186-66272Embrapa Cerrados, Planaltina, Distrito Federal, Brasil. E-mail: patriciacarvalhoagro@gmail.comOrcid: https://orcid.org/0000-0003-4608-61643Universidade Federal do Piauí, UFPI, Bom Jesus, Piauí, Brasil. E-mail:jeniltongomes@hotmail.comOrcid: https://orcid.org/0000-0003-4110-66054Instituto de Defesa Agropecuária do Estado de Mato Grosso –INDEA/MT, Itanhangá, Mato Grosso, Brasil.E-mail: marcoaurelio.monitor@gmail.comOrcid: http://orcid.org/0000-0003-3133-60605Instituição de atuação atual: Universidade Federal de Viçosa-UFV, Viçosa, Minas Gerais, Brasil. E-mail: jasmine.senna@hotmail.comOrcid: https://orcid.org/0000-0002-8161-83926Instituição de atuação atual: Universidade Estadual do Piauí-UESPI, Corrente, Piauí, Brasil. E-mail: mrholandaneto@hotmail.comOrcid: https://orcid.org/0000-0003-1023-9763
Biomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.2ABSTRACTObjective: The present study aimed to evaluate the influence of some different management systems used in this region on the biomass and microbial activity of the Cerrado area.Method: In an area located in the Cerrado biome that is part of MATOPIBA, different soil management systems were evaluated, including an area with typical Cerrado Native Vegetation (VNC); Conventional Planting System (SPC); Forest Livestock Integration (IPF); Direct Planting System with 6 years of adoption (SPD6); Direct Planting System with 8 years of adoption (SPD8) and Direct Planting System with 17 years of adoption with ILP in the last 3 years (SPD17+ILP3). Soil was collected at depths of 0-5, 5-10 and 10-20 cm, for analysis of microbial biomass carbon (Cmic), basal respiration rate (RBS) and with these results acalculation was carried out to obtain the value of metabolic quotient (qCO2).Results and conclusions: The replacement of native Cerrado vegetation by soil management systems, with the production of annual crops under the direct planting system and conventional planting system, caused significant changes in the microbiological attributes of the soil, promoting a reduction in carbon content of microbial biomass, while the livestock-forest integration system-maintained levels close to that of native vegetation.Research implication: The study highlights a soil management system among some of those used in the MATOPIBA Cerrado area that most favors microbial activity and consequently the improvement of soil quality.Originality/value: This is new research in the region, and it is important to generate data on microbiological attributes and consequent soil quality for grain production.Keywords: MATOPIBA,ICLF,Soil Microbiology,Soil Management.RGSAadota a Licença de Atribuição CC BY do CreativeCommons (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 1 INTRODUÇÃOA região do Bioma Cerrado no Piauí, Brasil, está localizada no território denominado MATOPIBA, que se refere aos estados brasileiros do Maranhão, Tocantins, Piauí e Bahia, representando atualmente a principal fronteira agrícola brasileira (Cunha et al., 2021). A região do MATOPIBA tem sido a principal fronteira de expansão do agronegóciono Brasil, considerando a produção de grãos da safra 2017/2018, osestados que compõe o MATOPIBA foram responsáveis por 10,5% da produção de grãos do país, o que destaca a sua importância para o Brasil (Polizel et al., 2021).Neste contexto, o Cerrado brasileiro tornou-se área de importância estratégica para a intensificação das atividades agrícolas para a produção de alimentos, fibras e energia (Brannstrom et al., 2008), pois se trata de um bioma que possui topografia e estrutura do solo propícia para a agricultura, que associado a boas práticas de calagem e adubação, torna-se possível alcançar altas produtividades.Essa expansão, que transforma ambientes naturais em sistemas agrícolas, impacta os indicadores de qualidade do solo porque geralmente são adotados sistemas de cultivo convencionais durante a exploração agrícola de novas áreas, com preparo do solo por máquinas pesadas e ausência de cobertura vegetal (Cunha et al., 2021). As diferenças nas técnicas de manejo do solo, resultam em alterações de ordem química, física e biológica que podem comprometer a qualidade do solo e consequentemente a produção das culturas (Carbonetto et al., 2014). Tendo em vista que qualquer alteração no solo pode afetar diretamente sua atividade microbiológica e, em consequência disso sua fertilidade, causando assim prejuízos à qualidade do solo. A avaliação da variação desses atributos, em decorrência do manejo e uso do solo, é Biomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.3de suma importância para a escolha da melhor prática agrícola visando à sustentabilidade do sistema e manutenção da qualidade do solo (Carneiro, 2009).Posto isso, osprocessos e dinâmicas de mudança no uso da terra na região do MATOPIBA pode contribuir para minimizar os impactos ambientais, e para identificar as áreas que necessitam mais urgentemente de implementar práticas e medidas que impulsionam o desenvolvimento equilibrado entre a sustentabilidade e a produtividade das culturas (Polizel et al., 2021). Nesse cenário, a adoção de sistemas conservacionistas e integrados de produção tem sido proposta como uma importante solução tecnológica para uma agricultura sustentável (Bonettiet al., 2018). Pois os sistemas conservacionistas favorecem a manutenção de resíduos vegetais como cobertura do solo, devido à ausência da perturbação do solo por meio do revolvimento, fator fundamental para a melhoria da qualidade do solo.Portanto, o monitoramento da qualidade do solo nos diferentes sistemas de manejo do soloutilizadas na região do MATOPIBA, pode ser realizado por meio da avaliação de indicadores microbiológicos, que são frequentemente utilizados como indicadores da qualidade do solo devido à sua elevada sensibilidade, que rapidamente se manifestam ao ocorrermudanças no sistema existente (Cunha et al., 2021). Os microrganismos desempenham diversas funções, como a decomposição de resíduos orgânicos e a reciclagem de nutrientes do solo, além de auxiliar na agregação e estruturação do solo, entre outros fatores (Pulleman et al., 2012). Com disso, os indicadores microbiológicos, como carbono da biomassa microbiana, respiração microbiana e quociente metabólico, têm sido frequentemente sugeridos como os mais sensíveis aos impactos causados pelo manejo, tendo em vista que esses sistemas influenciam, constantemente, a atividade metabólica dos microrganismos do solo (Alves et al., 2011).Em se tratando do Cerrado piauiense existe carência de estudos relacionados à biomassa e atividade microbiana, principalmente em áreas de sistemas de cultivo de grãos. Neste contexto, o presente trabalho objetivou avaliar a influência de alguns diferentes sistemas de manejo utilizados nessa região na biomassa e atividade microbiana de em área Cerrado.2 MATERIAL E MÉTODOS2.1 Descrição da área de estudoO trabalho foi realizado na Fazenda São Marcos, localizada no município de Gilbués (9º49'54'' S e 45º20'38'' W). O local de estudo encontra-se a 481 m de altitude, e está inserida na região do bioma Cerrado, denominado de Serra do Quilombo, região sudoeste do estado do Piauí. De acordo a classificação de Köppen (Alvares et al., 2013), a região é caracterizada por um clima tropical quente e úmido (Aw), comduas estações bem definidas, uma seca e uma chuvosa, sendo a estação chuvosa marcada por períodos de estiagem (veranicos), com temperatura e precipitação média anual de 29ºC e 945 mm, respectivamente (INMET, 2023). O solo da área avaliada é classificado como Latossolo Amarelo distrófico típico, com textura média-argilosa (EMBRAPA, 2014).2.2 Descrição dos Sistemas de manejoForam avaliados diferentes atributos microbiológicos em diversos sistemas de manejo do solo presentes em área do bioma Cerrado. Os diferentes sistemas de manejo estão presentes na tabela 1.Biomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.4Tabela 1. Sistemas de manejo do solo avaliados em área de CerradoSistemasDescriçãoSistema de Plantio Convencional (SPC)Implantado no ano de 2012. Foi realizada calagem e adubação com NPK nos dois primeiros anos de cultivo e utilizou-se a cultura do arroz nas safras 2012 a 2015.Sistema de Plantio Direto(SPD6)6 anos de adoçãoConsórcio de milheto/soja e rotação de cultura milho e sojaSistema de Plantio Direto com 8 anos (SPD8)8 anos de adoçãoConsórcio de milheto/soja e rotação de cultura milho e sojaSistema Plantio Direto (SPD17+ILP3)7 anos de adoção (1998-2015) com cultivo rotacionado de soja e milho e utilização do milheto para formação da palhadaNo ano agrícola, 2008/2009 foi introduzida na área a forrageira do gênero Urochloapara formação de palhada e nesta área foi realizada integração lavoura pecuária nos anos 2013 a 2015.IPFAno de desmatamento e implantação-2009 com aração e gradagem do soloNo 1° ano realizada calagemcom 3 ton/há de calcário dolomítico (PRNT 80) e1° ano com arroz x eucalipto; 2° ano soja x eucalipto; 3° ano milho x eucalipto x Urochloa.Durante a avaliação eucalipto x UrochloaMGS com taxa de lotação animal de 3 UA/haVegetação nativa de Cerrado (VNC)Vegetação do tipo Cerrado Típico como referência de um ambiente em estado de "equilíbrio"Fonte:Autores.ABCDBiomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.5Figura 1.Sistemas avaliados na região do bioma cerrado inserida no MATOPIBA. (A) VNC-Vegetação Nativa de Cerrado; (B) IPF-Integração Pecuária floresta; (C) SPC-Sistema de Plantio Convencional; (D) SPD6-Sistema de Plantio Direto com 6 anos de adoção; (E) SPD8-Sistema de Plantio Direto com 8 anos de adoção; (F) SPD17+ILP3-Sistema de Plantio Direto com 17 anos de adoção com ILP nos últimos 3 anos. Fonte:Autores.2.3 coleta do soloNo mês de outubro do ano de 2015 em cada sistema de manejo e vegetação nativa foram abertas cinco minitrincheiras (30x30x30 cm) para a coleta de amostras de solos nas profundidades de 0-5, 5-10 e 10-20 cm, totalizando 15 amostras por sistema. Logo após a coleta, as amostras foram levadas para o laboratório de solos da Universidade Estadual do Piauí-UESPI, campus Corrente, e preservadas em geladeira a ± 4ºC, permanecendo armazenadas até o momento da análise laboratorial.2.4 variáveis analisadas2.4.1 Carbono da biomassa microbiana (Cmic)Determinado pelo método da irradiação-extração, utilizando forno de micro-ondas (Islam; Weil, 1998), quantificado por meio de procedimento por oxidação úmida (Yeomans; Bremner, 1988).Em cada amostra foram pesados 20 g de solo em placas de Petri e outros 20 g de solo em erlenmeyer. O solo presente na placa de Petri foi irradiado em forno de micro-ondas e, posteriormente, transferido para erlenmeyer onde foi adicionado 50 ml de solução extratora de K2SO40,5 mol L-1e agitado por 30 minutos em agitador horizontal. Após a agitação foi feita a centrifugação do extrato em tubos falcon por 3 minutos para deposição de partículas do solo no fundo do tubo. Posteriormente, foram pipetados 10 ml do extrato presentes no tubo para um erlenmeyer, e foram adicionados 2 ml de dicromato de potássio a 0,066 mol L-1, 10 ml de ácido sulfúrico e 50 ml de água destilada. Após a solução esfriar, foram adicionadas três gotas de solução indicadora ferroin e titulou-se o excesso de dicromato com sulfato ferroso amoniacal a 0,03 mol L-1. Foram feitos quatro "brancos", dois com solução extratora e os demais reagentes, e dois sem solução extratora. Calculando-se a diferença do carbono nas amostras irradiadas e não irradiadas, determinou-se o carbono da biomassa microbiana em μg g-1 de C no solo.2.4.2 Respiração basal do solo (RBS)A realização da quantificação do CO2liberado foi realizada conforme Alef e Nannipieri (1995), em que 75 g de solo foram incubadas junto com copo contendo 20 ml de solução de EFBiomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.6NaOH a 0,5 mol L-1, em recipiente hermeticamente fechado e protegidos da incidência de luz. Nas mesmas condições, 2 potes foram incubados com a solução sem presença de solo. Após sete dias de incubação, o recipiente foi aberto e foram pipetados 10 ml da solução de NaOH presente no copo incubado e foi transferida para erlenmeyer, e adicionaram-se 5 ml de solução de cloreto de bário a 0,05 mol L-1 e 3 gotas de fenolftaleína 1%. A solução do erlenmeyer foi titulada com HCl a 0,25 mol L-1 até o desaparecimento da coloração rósea.2.4.3 Quociente metabólico (qCO2)Foi obtido segundo Sampaio et al. (2008) por meio do cálculo de divisão entre a taxa de respiração basal (μg CO2g-1de solo dia-1) e o carbono da biomassa microbiana (μg g-1de C no solo).2.5 Análise estatísticaO delineamento utilizado foi o inteiramente ao acaso (DIC), os resultados de todasas variáveis analisadas foram submetidos à análise de variância pelo teste F e as médias foram comparadas pelo teste Tukey a 5% de probabilidade, utilizando o software estatístico Assistat 7.7.3RESULTADOS E DISCUSSÃOOs diferentes sistemas de manejo do solo promoveram alterações significativas nas variáveis analisadas, indicando que a mudança da vegetação nativa para um sistema de manejo do solo causou alterações nos atributos microbiológicos do solo, principalmente por se tratar de atributos sensíveis a mudanças no manejo e uso do solo.Os dados não apresentaram interação significativa entre os fatores sistemas e profundidade. Deste modo, foram avaliados separadamente. Na profundidade de 0-5 cm, a integração pecuária-floresta (IPF) foi superior aos demais e não se diferenciou da vegetação nativa (Tabela 2). Já na profundidadede 5-10 cm aáreasob vegetação nativa de Cerrado (VNC) foia que proporcionaram os maiores valores de Cmic (Tabela 2). Os menores valores de Cmic foram observados sob SPD17+ILP3,na profundidade de 0-5 cm, e sob SPC e SPD8 nas profundidades de 5-10 cm. Na profundidade de 10-20 cm não houve diferença entre os sistemas, provavelmente por ser uma região que sofre menor influência do manejo que as camadas mais superficiais do solo (Tabela 2). Entre os atributos microbiológicos, a biomassa microbiana do solo é um dos mais importantes parâmetros de ciclagem de nutrientes na avaliação dos sistemas, pois representa a fração da matéria orgânica do solo que é mais rapidamente decomposta e dinâmica (Rangel-Vasconcelos et al.,2015) e com isso reflete bem as influências do sistema na qualidade do solo.Geralmente, a biomassa microbiana é favorecida pelo sistema plantio direto, que devido a permanência de resíduos vegetais na cobertura do solo proporciona um fornecimento constante de C orgânico à biomassa microbiana do solo, além de proporcionar melhor agregação e estabilização dos agregados e consequentemente do habitat da microbiota (Balota et al., 2014). No entanto, os sistemas de plantio direto do presente estudo não foram tão favoráveis para o estabelecimento da biomassa microbiana do solo, possivelmente devido as condições climáticas da região com uma estação seca prolongada, que favorece a alta rotatividade da cobertura vegetal do solo e com isso na época em que o solo foi coletado apresentava baixa cobertura vegetal. Deste modo, mais estudos deverão ser realizados nestas áreas de SPD para realização de um monitoramento das condições nestas áreas ao longo do tempo.Biomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.7Tabela 2.Carbono da Biomassa Microbiana (μg g-1de C no solo), em diferentes sistemas de manejo do solo no Cerrado piauienseProf.(cm)VNCSPCIPFSPD6SPD8SPD17+ILP30-5571,26 ab287,32 abc615,21 a358,31 abc192,67 bc152,11 c5-10662,53 a263,66 b452,95 ab392,11 ab263,66 b336,67 ab10-20398,87 a270,42 a510,42 a327,88 a341,40 a348,16 aMédias seguidas da mesma letra, na linha, não diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Tukeya 5% de probabilidade. VNC-Vegetação Nativa de Cerrado, SPC-Sistema de Plantio Convencional, IPF-Integração Pecuária floresta, SPD6-Sistema de Plantio Direto com 6 anos de adoção, SPD8-Sistema de Plantio Direto com 8 anos de adoção, SPD17+ILP3-Sistema de Plantio Direto com 17 anos de adoção com ILP nos últimos 3 anos. Fonte:Autores.Assim como no presente estudo, Cunha et al. (2021) ao avaliarem áreas com sistema de plantio direto, pastagem, integração pecuária-floresta (Eucalipto e capim Brachiaria brizantha) e área de Cerrado nativo, a biomassa microbiana obteve também maiores valores em VNC e IPF. Estes resultados podem estar relacionados à constante deposição de material vegetal existente nesses sistemas advindo da vegetação presente naárea, do eucalipto e da pastagem no sistema IPF e da vegetação de cerrado presente na VNC, diferente do que ocorre nos sistemas de SPC e SPD, que promove a incorporação e propicia o maior acumulo de matéria orgânica ao solo, fornecendo com isso maior fonte de nutrientes para o desenvolvimento da comunidade microbiana e consequentemente melhorando a biomassa microbiana, representada pelo Cmic e qCO2(Alves et al., 2011; Cunha et al., 2021)O carbono da biomassa microbiana mais elevado no VNC e IPF também pode ser reflexo de uma situação particular para a microbiota do solo nesses ecossistemas. O estimulo devido ao fornecimento contínuo de materiais orgânicos com diferentes graus de suscetibilidade à decomposição e a diversidade das espécies vegetais, que é maior que os sistemas agrícolas estudados, o que implica em deposição de substratos orgânicos com composição variada na serapilheira, promovendo maior diversidade de compostos orgânicos depositados na rizosfera, sendo um fator favorável à sobrevivência e crescimento de diferentes grupos de microrganismos do solo (Cunha et al. 2011). A presença de maiores diversidades de espécies vegetais na VNC contribui para menores variações de temperatura e umidade do solo durante o ano todo, e com o fornecimento constante de resíduos orgânicos, condiciona um aumento na biomassa microbiana e com isso tem-se a imobilização temporária de C, e de nutrientes do solo, o que consequentemente, contribui com menores perdas destes elementos no sistema solo-planta (Rambo et al., 2014).Em sistemas com utilização de gramíneas como é o caso do IPF o maior teor de Cmic deve-se principalmente ao sistema radicular fasciculado da gramínea, o qual resulta na maior entrada de carbono no solo via rizosfera, que atuam na ativação da microbiotado solo (Carneiro et al., 2008). Com o aumento do número de plantas forrageiras em uma área, ocorre a elevação da disponibilidade de resíduos orgânicos no solo, isso ocorre devido ao maior volume de raízes em áreas com maior densidade de forragem, pois tem-se um aumento dos exsudatos na solução do solo, fornecendo com isso fontes de carbono, oxigênio e hidrogênio que podem ser incorporados na biomassa microbiana (Freitas et al., 2018).Chávez et al. (2011) em seu estudo sobre diversidade metabólica e atividade microbiana de solos sob ILP, explica que a diversidade de espécies vegetais presentes neste sistema, contribui para existência de maiores quantidades de diferentes exsudatos liberados pelas plantas, que são utilizados pela microbiota do solo como fonte de carbono. A maior diversificação vegetal em sistemas agrícolas estimula positivamente a biomassa microbiana, provavelmente por esses sistemas promoverem condições favoráveis ao seu desenvolvimento, gerando micro habitats favoráveis (Guimarães et al.,2017).Biomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.8Em experimento realizado por Sampaio et al. (2008) houve um indicativo que o sombreamento, associado à presença de composto orgânico, existente em área sobre a copa de espécies arbóreas, contribui para o aumento da biomassa microbiana, da mesma forma que o encontrado na integração pecuária floresta avaliada, em que o eucalipto ocasiona um sombreamento e a constante deposição de folhas no solo, proporcionando maiores valores de Cmic nesse sistema.As alterações na estrutura do solo causadas pelo preparo intensivo do solo, podem reduzir significativamentea atividade microbiana e a biomassa, como no SPC. No entanto, os sistemas de manejo que envolvem menos preparo do solo, como o SPD e IPF, incentivam a formação e estabilização de macroagregados, localde concentração da biomassa microbiana, em decorrência aumento dos níveis de matéria orgânica e a presença de raízes e hifas fúngicas, que aliado à proteção proporcionada pela cobertura do solo resulta em maior retenção de umidade, aumento do efeitorizosferanas culturas, maior disponibilidade de orgânicos matéria, melhores propriedades químicas e físicas do solo e redução de temperaturas extremas, proporcionando proteção aos habitats de microrganismos que contribuem para níveis mais elevados de biomassa microbiana nestes sistemas.Portanto, o preparo do solo reduz a biomassa microbiana, principalmente por reduzir a proporção de macroagregados e expor a matéria orgânica à rápida oxidação (Silva et al., 2014).As menores quantidades de Cmic foram encontradas nos SPD e no SPC, sistemas em que ocorre o cultivo de grandes culturas como soja e milho. Além dos efeitos associados à remoção da vegetação nativa e manejo do solo, as reduções no Cmic nesses sistemas, possivelmente, é consequência das alterações associadas à quantidade e à qualidade dos resíduos vegetais disponíveis para a microbiota (Silva et al., 2009).Os restos vegetais presentes nesses sistemas foram depositados há algum tempo antes da coleta do solo, não existindo nesses solos no momento da coleta, culturas "vivas" para o fornecimento de resíduos orgânicos ao solo, o que pode ter ocasionado uma diminuição nos teores de carbono da biomassa microbiana pela reduzida quantidade de material orgânico, já que boa parte dos resíduos depositados nestes sistemas já havia se decomposto.Resultados com menor Cmic em SPC na região do cerrado do MATOPIBA também foram observados por Silva et al. (2021). Sistemas de manejo baseados em cultivo intensivo como é o caso do SPC, sem a proteção do solo e retorno de resíduos das culturas que forneçam cobertura ao solo por todo o ano, também podem favorecer a erosão do solo, com consequente esgotamento da matéria orgânica e nutrientes, resultando com isso em decréscimo da atividade de microrganismos no solo (Liu et al., 2014).O sistema de plantio direto 6 anos (SPD6) obteve as maiores taxas de emissão de CO2 pelos microrganismos do solo em todas as profundidades, com 72,28, 81,08 e 57,20 μg CO2g-1de solo dia-1nas profundidades 0-5, 5-10 e 10-20 cm, respectivamente (Tabela 3). Enquanto o tratamento SPD17+ILP3 apresentou as mais baixas taxas de respiração basal em todas as profundidades, não diferindo do VNC, SPC, IPF eSPD8 indicando menor atividade microbiana e transformação de resíduos orgânicos mais lenta no solo desse sistema quando comparado a outros sistemas em estudo (Tabela 3). Por refletir a velocidade de decomposição de um resíduo orgânico adicionado ao solo, quando a atividade microbiana, observada por meio dos dados de respiração basal é alta ocorre maior decomposição e, consequentemente, liberação de nutrientes para as plantas, porém, também pode significar perdas de C do solo, em longo prazo (Souza et al.,2010)Tabela 3.Respiração Basal (μg CO2g-1de solo dia-1) em diferentes sistemas de manejo do solo no cerrado piauienseProf.(cm)VNCSPCIPFSPD6SPD8SPD17+ILP30-538,76 b45,46 ab45,04 ab72,28 a61,81 ab39,81 bBiomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.95-1042,42 ab33,31 b33,73 b81,08 a39,60 ab12,78 b10-2051,33 ab47,56 ab21,58 ab57,20 a33,10 ab12,36 bMédias seguidas da mesma letra, na linha, não diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Tukeya 5% de probabilidade. VNC-Vegetação Nativa de Cerrado, SPC-Sistema de Plantio Convencional, IPF-Integração Pecuária floresta, SPD6-Sistema de Plantio Direto com 6 anos de adoção, SPD8-Sistema de Plantio Direto com 8 anos de adoção, SPD17+ILP3-Sistema de Plantio Direto com 17 anos de adoção com ILP nos últimos 3 anos. Fonte:Autores.A maior taxa de respiração basal, que é expressa pela taxa de respiração dos microrganismos, do solo em todas as profundidades, foi encontrada no SPD6. Conforme Barbieri et al. (2019) a taxa de respiração basal pode ser considerada um bom indicador de qualidade do solo, pois mostra ser um atributo sensível às variações de temperatura, manejo e umidade. Com isso, a maior liberação de CO2pela atividade microbiana do solo geralmente está associada à maior atividade biológica, estando relacionada diretamente com a quantidade de C lábil no solo (Cunha et al., 2011). Portanto, a redução da taxa de respiração basal pode estar relacionada com a maior eficiência de utilização de carbono pela biomassa microbiana, resultando menores perdas de carbono para a atmosfera na forma de CO2(Bazzo et al., 2018). Considerando um solo com a mesma constituição da comunidade microbiana, uma biomassa microbiana do solo "eficiente" teria menor taxa de respiração (Alves et al., 2011).O aumento da cobertura do solo com forragem de alta densidade, como ocorre no sistema IPF e SPD17+ILP3, reduz a incidência de luminosidade na superfície, resultando em menor temperatura do solo quando comparadoa áreas com baixa densidade de plantas, como no SPD6 e SPD8 no momento da avaliação. Com isso a existência de alta temperatura em áreas com baixa cobertura do solo acarreta aumento na taxa de respiração de microrganismos quando comparado áreas com maior densidade de plantas devido à atividade de enzimas envolvidas no processo de respiração (Freitas et al., 2018). Diante desse fato, provavelmente os sistemas que apresentaram as maiores taxas de respiração basal (SPD6 e SPD8) não apresentavam uma cobertura vegetal suficiente para reduzir a incidência de luminosidade e consequente redução na elevação da temperatura no solo.É importante salientar, contudo, que uma elevada taxa de respiração basal pode sugerir a presença de agentes estressantes da microbiota dosolo (Yada et al., 2015; Diniz et al.,2019), motivo pelo qual é sempre importante considerar os valores de quociente metabólico ou taxa de respiração específica (qCO2), que representa a quantidade de C liberada via CO2por unidade de biomassa microbiana (Mercante et al., 2008), assim verificou-se pela análise de variância que não houve diferença significativa nos teores de qCO2entre as áreas avaliadas nas camadas mais subsuperficiais de 5-10 e 10-20 cm (Tabela 4). O qCO2apresentou diferença estatística entre as áreas estudadas apenas na profundidade de 0-5 cm. Sendo o sistema de plantio direto com 8 anos de adoção a área que obteve os maiores valores para essa variável, com 72,28 μg CO2/μgCmic (Tabela 4).Tabela 4.Quociente Metabólico (μg CO2/μgCmic) em diferentes sistemas de manejo do solo no cerrado piauienseProf.(cm)VNCSPCIPFSPD6SPD8SPD17+ILP30-50,10 bc0,16 abc0,08 c0,26 abc0,34 a0,30 ab5-100,13 a0,14 a0,10 a0,21 a0,21 a0,04 a10-200,25 a0,19 a0,04 a0,17 a0,20 a0,05 aMédias seguidas da mesma letra, na linha, não diferem estatisticamente entre si, pelo teste de Tukeya 5% de probabilidade. VNC-Vegetação Nativa de Cerrado, SPC-Sistema de Plantio Convencional, IPF-Integração Pecuária floresta, SPD6-Sistema de Plantio Direto com 6 anos de adoção, SPD8-Sistema de Plantio Direto com 8 anos de adoção, SPD17+ILP3-Sistema de Plantio Direto com 17 anos de adoção com ILP nos últimos 3 anos. Fonte:Autores.Biomassa eAtividade Microbiana do Solo em Diferentes Sistemas de Manejo no Cerrado Piauiense___________________________________________________________________________Rev. Gest. Soc. Ambient. |Miami|v.18.n.1|p.1-14|e04807|2024.10Os menores valores para a variável qCO2 foram observados no sistema IPF e VNC, isso indica que a taxa de liberação de CO2por unidade de Cmic desses sistemas, foi a menor entre os sistemas estudados. De acordo Barbieri et al. (2019), à medida que determinada biomassa microbiana se torna mais eficiente na utilização dos recursos do ecossistema, menos carbono é perdido como CO2pela respiração e maior proporção de carbono é incorporada em longo prazo aos tecidos microbianos. Pois, a redução nos valores do qCO2, indica que a biomassa microbiana está sendo mais eficiente, pois está havendo menor perda de CO2por unidade de biomassa (Lourente et al., 2011). Dessa forma, baixosvalores de quociente metabólico indicam ambientes mais estáveis ou mais próximos do estado de equilíbrio (Mendes et al., 2011).A presença de maior qCO2em alguns sistemas pode significar rápida transformação de resíduos orgânicos em nutrientes para as plantas ou pode ser indicativo de estresse sobre a biomassa microbiana pela perturbação do solo, principalmente pelo trânsito de máquinas e implementos agrícolas durante as atividades de colheita e preparo do solo (Tu et al., 2006). Conforme Matias et al. (2009) a reparação dos danos causados por essas perturbações no solo requer desvio de energia do crescimento e reprodução para a manutenção celular dos microrganismos, com isso durante o estresse na biomassa microbiana, haverá direcionamento de mais energia para a manutenção celular, em lugar do crescimento, de forma que uma proporção de carbono da biomassa será perdida como CO2.Em todos os sistemas e profundidades foram encontrados valores de qCO2menores que 1,00, resultados estes em que diferem, do observado no SPC, com os encontrados por Matias et al. (2009), em que avaliando a biomassa microbiana do solo em diferentes sistemas de manejo no Cerrado do estado do Piauí, encontrou valores de qCO2maiores que 1,00 no sistemas de plantio convencional, e menores que 1,00 em área de cerrado nativo e plantio direto corroborando com os resultados obtidos no presente trabalho em que o qCO2desses sistemas foram menores que 1,00.4 CONCLUSÕESA substituição da vegetação nativa de Cerrado por sistemas de manejo do solo, com a produção de culturas anuais sob o sistema de plantio direto e sistema de plantio convencional, causou alterações significativas nos atributos microbiológicos do solo promovendo redução nos teores de carbono da biomassa microbiana, enquanto o sistema integração pecuária floresta manteve teores próximos ao da vegetação nativa.Os sistemas de manejo estudados, exceto o IPF, apresentaram um ambiente microbiano em desequilíbrio, onde estes sistemas não foram eficientes em manter uma qualidade na atividade e biomassa microbiana próxima a de vegetação nativa.Entre os sistemas avaliados os sistemas de integração pecuária floresta foi o que apresentou os melhores resultados quanto a biomassa e atividade microbiana. Sendo os sistemas que mais favoreceu para a microbiota do solo tomando como base os atributos microbiológicos avaliados.REFERÊNCIASAlef, K., & Nannipieri, P. (1995). Methods in appliedsoil microbiology and biochemistry. Londres: Academic Press, 576p.Alvares, C.A., Stape, J.L., Sentelhas, P.C., Gonçalves, J.L.M., & Sparovek, G. (2013). Köppen's climate classification map for Brazil. Meteorol. Z.. 22, 711–728.
