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Fluorescence spectroscopy relies on the fluorescence emitted by rigid conjugated systems and thus can be used to assess the soil organic matter (SOM) humification. This technique is generally applied to solution samples of humic substances, and so far no information exists about its applicability to whole untreated soil samples. The laser‐induced fluorescence (LIF) spectroscopy is proposed as a novel technique to assess the organic matter humification in whole soil samples. We sampled the 0‐ to 2.5‐, 2.5‐ to 5‐, 5‐ to 10‐, 10‐ to 15‐, and 15‐ to 20‐cm layers of three Oxisols of long‐term experiments located in two sites of the Brazilian Cerrado. The humification index based on LIF spectroscopy (HLIF) of whole soil samples showed a close correlation with the humification indexes A4/A1, I465/I399, and A465 obtained after fluorescence spectroscopy analysis of the dissolved humic acids. The HLIF in soils under native cerrado or subjected to no‐tillage increased from the top to the deepest layer, which is consistent with the deposition of labile organic matter from plant residues on the soil surface. The soils subjected to conventional tillage, however, showed relatively constant HLIF along the profile, possibly because homogenization imparted by disturbance of the arable layer. Accordingly, for the two top layers, the soils under no‐tillage showed a lower HLIF than for conventionally tilled soils. Laser‐induced fluorescence spectroscopy is a promising technique to assess humification in whole soil samples, particularly in Oxisols, which due to high concentration of Fe3+ are not feasible to electron spin resonance (ESR) and Carbon‐13 nuclear magnetic resonance (13C NMR) spectroscopy, unless previous treatment is employed.

We examined the influence of land use change, tillage system and soil texture on organic carbon (C) stocks and on organic matter composition of tropical and subtropical soils from Brazil at four long-term experiments (11-25 years) based on fine-and coarse-textured soils. Soil samples were collected from the 0-5, 5-10 and 10-20 cm layers of conventional tillage (CT) and no-till (NT) plots, and of the adjoining soil under native vegetation (NV) of Cerrado (tropical) or grassland (subtropical). Conversion of NV to CT resulted in losses of 7-29% of the original C stock of 0-20 cm; conversion to NT increased this C stock by 0-12% compared with CT. Organic matter composition of the 0-5 cm layer, assessed by solid state CPMAS-13 C-NMR, ESR and laser induced fluorescence spectroscopies, was affected by land use and tillage systems. Conversion of NV to CT decreased O-alkyl and increased aromatic, carbonyl, aromatic/O-alkyl ratio, free radicals concentration and fluorescence signal. The opposite trend was observed when NT replaced CT. The relative losses and gains of C and qualitative changes resulting from land use and tillage were less evident in fine-than in coarse-textured soils, suggesting a greater resistance and a smaller resilience of fine-compared with coarse-textured soils. The direct relation between increase in C stock and increase in potentially labile moieties (e.g. O-alkyl) and the decrease in more recalcitrant moieties (e.g. aromatics) in NT soils suggests that spatial inaccessibility by aggregates is playing a major role, compared with selective preservation, in promoting C accumulation in NT soils.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os atributos de fertilidade e as frações de matéria orgânica, ácido fúlvico, ácido húmico e humina, em um Latossolo Vermelho distroférrico, sob diferentes sistemas de cultivo no Cerrado. Os experimentos foram conduzidos no período de 1993 a 2003. Os tratamentos foram divididos em quatro grupos: lavoura (1 e 7), rotação lavoura/pastagem (3 e 5), rotação pastagem/lavoura (4 e 6) e pastagem contínua (2 e 8), todos em plantio direto. A avaliação do solo foi feita após dez anos de cultivo, com análises químicas de amostras da profundidade de 0-20 cm. Foi observado que os teores de Ca2+ variaram de 4,6 cmol c kg-1 (lavoura) a 6,20 cmol c kg-1 (pastagem contínua), e os de P disponível, de 1 a 6 mg kg-1. Os teores de Mg2+ variaram de 3 cmol c kg-1, sob lavoura/pastagem, a 3,8 cmol c kg-1 em pastagem contínua, e os de K+, de 0,28 cmol c kg-1 sob pastagem contínua, a 1,10 cmol c kg-1 em lavoura/pastagem. Os teores de C orgânico variaram de 16,6 g kg-1 na lavoura a 28,0 g kg-1 sob lavoura/pastagem. A fração humina apresenta os maiores valores entre as frações da matéria orgânica.

Resumo -O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de sistemas de manejo do solo alterarem os teores e a dinâmica do carbono no solo. Foram avaliados a vegetação natural e sistemas de manejo compostos de pastagens, lavouras anuais em preparo convencional e em plantio direto, e rotação de pastagem com lavoura, em experimentos de longa duração conduzidos em Dourados, Maracaju e Campo Grande, MS. Os experimentos foram dispostos em delineamento inteiramente casualizado, em Dourados e Maracaju, e em blocos ao acaso em Campo Grande. Foram determinados os teores e os estoques de C total no solo e em frações granulométricas da matéria orgânica do solo (MOS). A qualidade da MOS foi estimada pela relação entre o C nas frações lábil e não lábil, e expressa na forma de labilidade. A pastagem, permanente ou em rotação com lavouras, aumentou o C na fração particulada e a labilidade da MOS. As menores taxas de acúmulo e os menores estoques de C no solo foram observados nos sistemas apenas com lavouras anuais, enquanto os maiores valores foram registrados nos sistemas com pastagens.Termos para indexação: Urochloa decumbens, fração lábil, pastagens, plantio direto, qualidade da matéria orgânica.

Resumo -O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) nos principais grupos da macrofauna invertebrada do solo e a relação destes organismos com os atributos físicos e químicos do solo. Foram comparados: sistema de manejo convencional, sistema integração lavoura-pecuária, sistema plantio direto, pastagem cultivada continuamente e fragmentos naturais de Cerrado e de floresta semidecídua. O experimento foi conduzido em Dourados, MS, em um Latossolo Vermelho distroférrico típico, disposto em faixas. A maior densidade, riqueza e diversidade das famílias foi observada no sistema de ILP, em plantio direto, e no sistema em pastagem cultivada continuamente. O sistema convencional promoveu maior redução na comunidade dos organismos invertebrados do solo. O sistema de ILP favorece a manutenção da diversidade da fauna invertebrada, a formação dos agregados estáveis e a fertilidade do solo. A família Sthaphylinidae é um potencial bioindicador de qualidade do solo, principalmente na floresta semidecídua e no sistema de ILP.Termos para indexação: agroecossistemas, bioindicador, Staphilinidae, rotação de culturas. Invertebrate fauna and physical and chemical attributes of soil under integrated crop-livestock systemsAbstract -The objective of this work was to evaluate the effect of integrated crop-livestock (ICL) systems on the main groups of soil invertebrate macrofauna and the relationship of these organisms with soil physical and chemical attributes. The conventional system, integrated crop-livestock system, no-tillage system, continuously cultivated pasture, and natural fragments of Cerrado and of semi-deciduous forest were compared. The experiment was carried out in Dourados, MS, Brazil, on a Typic Hapludox soil, divided into strips. The highest density, richness, and diversity of families were found in the ICL system, under no-tillage, and in the continuously cultivated pasture. The conventional system caused greater reduction of the soil invertebrate community. The ICL system favors the maintenance of the invertebrate fauna diversity, the formation of stable aggregates, and soil fertility. The Sthaphylinidae family is a potential soil quality bioindicator, especially in the semi-deciduous forest and in the ICL system.

Resumo -O objetivo deste trabalho foi avaliar mudanças nos atributos químicos, no estoque de carbono e no índice de manejo de C de um Latossolo Vermelho argiloso, sob diferentes sistemas de manejo. Avaliou-se o solo sob sistemas de manejo com diferentes históricos de uso, sob as seguintes coberturas: Zea mays, Urochloa decumbens e Panicum maximum cv. Tanzania. Como testemunha, avaliou-se área sob vegetação de cerrado. Foram coletadas amostras compostas das camadas de solo de 0-5, 5-10 e 10-20 cm. Os teores de fósforo diminuíram com a profundidade, e os maiores valores foram observados na área com P. maximum. Na área com milho, observaram-se maiores valores de K + , Ca ++ , Mg ++ , CTC, e de soma e saturação por bases. O teor de C orgânico total do solo (COT) foi maior sob cerrado e menor sob cobertura com P. maximum, à profundidade de 5-10 cm. Os maiores estoques de COT, carbono nas frações particuladas (C-MOP) e nas frações associadas à fase mineral do solo ocorreram na área com U. decumbens, o que promoveu maiores índices de labilidade e de manejo de C, similares aos da vegetação de cerrado. Em todas as coberturas, a labilidade da matéria orgânica do solo diminuiu com o aumento da profundidade. A fração C-MOP apresenta maior sensibilidade às alterações de manejo e relaciona-se ao COT.Termos para indexação: Cerrado, índice de labilidade, integração lavoura-pecuária, manejo de solo, matéria orgânica do solo, sustentabilidade do solo. Carbon management index and chemical attributes of an Oxisol under different management systemsAbstract -The objective of this work was to evaluate changes in the soil chemical attributes, carbon stock and in the C management index of a clayed Oxisol under different management systems. The soil under management systems with different historical usage was evaluated under the following covers: Zea mays, Urochloa decumbens, Panicum maximum cv. Tanzania. A cerrado area was used as check. Four composite samples were collected at 0-5, 5-10 and 10-20 cm soil depths. The phosphorus contents decreased with depth, and the higher values were observed in the area with P. maximum. In the area with Z. mays, higher values for K + , Ca ++ , Mg ++ , CEC, and base sum and saturation were observed. The total organic C content (TOC) was higher under cerrado vegetation cover, and smaller under P. maximum at 5-10 cm soil depth. The higher stocks of TOC, and of carbon in particulate fractions (C-POM) and in fractions associate to the soil mineral phase occurred in the area with U. decumbens, which promoted higher values for lability and C management indexes, similar to those for cerrado vegetation. In all coverings, the organic soil matter lability decreased with depth. The C-POM fraction had higher sensibility to variation in management practices, and is related to TOC.Index terms: Cerrado, lability index, integrated crop-livestock, soil management, soil organic matter, soil sustainability. IntroduçãoO revolvimento contínuo e intenso do solo, com a adoção de sistemas agrícolas baseados em monocultura ou ...