Cafezais manejados sob os princípios da agricultura natural: aporte de nutrientes, formação e composição da matéria orgânica do solo

Abstract

A matéria orgânica do solo (MOS) desempenha relevante papel, em âmbito global por representar uma importante fonte armazenadora de C, e localmente em razão dos atributos do solo por ela influenciados. Sistemas conduzidos sob manejo agroecológico preconizam a conservação do solo, a manutenção da diversidade vegetal e biológica das áreas, contribuindo para estabilidade da MOS. Nesse contexto, a quantidade e composição bioquímica dos resíduos vegetais depositados na área desempenham um papel crucial nas transformações da MOS e suas frações. Desse modo, o objetivo geral deste estudo foi analisar o manejo da propriedade, a influência da aplicação de diferentes resíduos vegetais no aporte de nutrientes e na formação e composição da matéria orgânica do solo durante a transição agroecológica. Portanto, no capítulo 1 foi realizada a sistematização acerca do processo de transição agroecológica da propriedade. No capítulo 2, foi avaliado a composição bioquímica, dinâmica da decomposição e mineralização de nutrientes a partir de resíduos utilizados como fonte de adubação na propriedade. Para estudar a contribuição destes resíduos na composição molecular da MOS foi realizado a termoquimólise de amostras dos solos, de áreas de café em diferentes épocas de transição para o manejo sob os princípios da agricultura natural, apresentado no capítulo 3. Essas áreas de café estão localizadas no Sitio Pedra Redonda em Araponga-MG. O sítio possui 12 hectares distribuídos em nove talhões que são consorciados com árvores nativas, frutíferas e espécies anuais para consumo familiar e geração de renda. A sistematização foi realizada a partir de visitas e caminhadas transversais, além do uso da matriz de sistematização para compilar dados coletados e dados secundários. Para avaliar a dinâmica de decomposição dos resíduos vegetais, um experimento foi montado em condições controladas pelo período de seis meses. Análises foram realizados ao longo do tempo para verificar a quantidade liberada de nutrientes, a taxa de decomposição e contribuição para as frações da matéria orgânica do solo. A caraterização da MOS foi feita por fracionamento físico, determinando-se as fracções MOP e MOAM. A partir destas, foi feita a determinação dos teores de C, N, razão C/N e DSC. Para caracterizar bioquimicamente a MOS presente nessas frações e na vegetação, foi realizada análise de termoquimólise com identificação dos compostos por GC/MS com objetivo de analisar se há correlação entre a composição desses vegetais e a composição bioquímica da MOS. Em vinte anos de transição o agricultor alcançou um nível considerado de sucesso no processo de conservação de agroecossistemas, pois trabalha potencializando os processos ecológicos, não dependendo em nenhum momento de insumos externos e principalmente a partir da mão de obra familiar. A análise revelou uma maior liberação de nutrientes em solos de 0-20cm, influenciada pelo tempo de incubação e composição dos resíduos. Variações na saturação de carbono afetaram apenas a liberação de nitrogênio. Amendoim forrageiro e bananeira contribuíram significativamente para a mineralização de N, P, K e Ca, enquanto o tambu se destacou para Mg. A serapilheira mostrou menor mineralização, indicando possível imobilização de nutrientes. Solos sem resíduos apresentaram redução nos teores de C-MOP, C-MOAM e N-MOP. Nas áreas de Agricultura Natural com maior tempo de manejo (9 e 5 anos), os teores de C-MOP, C-MOAM, N-MOP e N-MOAM na entrelinha assemelham-se à vegetação natural. A entrelinha é comumente usada para manejo de resíduos, exceto no talhão Araras (1 ano), onde são aplicados diretamente na linha. Essa diferença reflete-se na composição molecular da matéria orgânica, indicando que os compostos nas áreas mais cultivadas se aproximam mais da vegetação natural. Palavras-chave: Agroecologia. Ciclagem de nutrientes. Decomposição. Manejo de resíduos. TMAH-GC-MS.

Soil organic matter (SOM) plays a significant role globally as an important carbon storage source, and locally due to its influence on soil attributes. Systems managed under agroecological practices advocate soil conservation and the maintenance of plant and biological diversity, contributing to SOM stability. In this context, the quantity and biochemical composition of plant residues deposited in the area plays a crucial role in SOM transformations and their fractions. Thus, the general objective of this study was to analyze farm management, the influence of applying different plant residues on nutrient input, and the formation and composition of soil organic matter during the agroecological transition. Therefore, Chapter 1 systematized the agroecological transition process of the farm. In Chapter 2, the biochemical composition, decomposition dynamics, and nutrient mineralization from residues used as fertilization sources on the farm were evaluated. To study the contribution of these residues to the molecular composition of SOM, soil samples from coffee areas at different stages of transition to management under the principles of natural agriculture were subjected to thermochemolysis, as presented in Chapter 3. These coffee areas are located at Sitio Pedra Redonda in Araponga, MG. The site has 12 hectares distributed in nine plots intercropped with native trees, fruit trees, and annual species for family consumption and income generation. Systematization was carried out through visits, transect walks, and the use of a systematization matrix to compile collected and secondary data. To assess the decomposition dynamics of plant residues, an experiment was set up under controlled conditions for six months. Analyses were conducted over time to verify the amount of released nutrients, decomposition rate, and contribution to soil organic matter fractions. SOM characterization was performed by physical fractionation, determining MOP and MOAM fractions. From these, C, N, C/N ratio, and DSC contents were determined. To biochemically characterize SOM present in these fractions and vegetation, thermochemolysis analysis was performed with compound identification by GC/MS to analyze if there is a correlation between the composition of these plants and the biochemical composition of SOM. In twenty years of transition, the farmer achieved a level of success considered in the conservation process of agroecosystems, as he works by enhancing ecological processes, not relying at any time on external inputs, and mainly based on family labor. The analysis revealed a greater release of nutrients in soils from 0-20 cm, influenced by incubation time and residue composition. Variations in carbon saturation affected only nitrogen release. Forage peanut and banana significantly contributed to the mineralization of N, P, K, and Ca, while elephant grass stood out for Mg. The litter showed lower mineralization, indicating possible nutrient immobilization. Soils without residues showed reductions in C-MOP, C-MOAM, and N-MOP contents. In Natural Agriculture areas with longer management time (9 and 5 years), C-MOP, C-MOAM, N-MOP, and N-MOAM contents in the interrows resembled natural vegetation. Interrows are commonly used for residue management, except in the Araras plot (1 year), where residues are applied directly to the row. This difference is reflected in the molecular composition of organic matter, indicating that compounds in more cultivated areas resemble natural vegetation more closely. Keywords: agroecology. nutrient cycling. decomposition. residue management. TMAH- GC-MS.