Soil organic matter formation as affected by eucalypt litter biochemistry — Evidence from an incubation study

Resumo

Não é fácil estabelecer uma ligação entre a bioquímica dos resíduos vegetais, sua decomposição e a formação de matéria orgânica do solo (MOS). Nesta pesquisa, avaliamos a decomposição de quatro frações bioquímicas definidas operacionalmente como i) extraível por água quente (AQ), ii) extraível por solvente total (acetona) (TSE), iii) fração celulósica não hidrolisável ácido-base (HNO3-KOH) (CF) e iv) não hidrolisável ácido (H2SO4) (AUR) e a transferência de C dessas frações para a MOS. Cada fração bioquímica foi extraída por Soxhlet a partir de folhas, galhos, casca e raízes de plantas de eucalipto (com 120 dias de idade) marcadas isotopicamente (¹³C). A composição molecular de cada fração foi inferida a partir da termoquimiólise com hidróxido de tetrametilamônio (TMAH), seguida por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC-MS). Para a incubação, coletamos amostras de solo da camada superficial (0–20 cm) de um solo franco-argiloso arenoso, Haplic Ferralsol caulinítico. Quatro órgãos vegetais e quatro frações bioquímicas foram organizados em um esquema fatorial (4 × 4) + 1, incluindo um tratamento controle (somente solo). As amostras foram incubadas a 80% de sua capacidade de retenção de água e mantidas sob temperatura controlada (25 °C). A decomposição das frações bioquímicas foi monitorada pela determinação da concentração de CO₂ no espaço livre dos frascos aos 1, 2, 3, 4, 7, 13, 21, 28, 38, 46, 70, 80, 92, 112, 148, 178 e 200 dias após o início da incubação. Após a incubação, as amostras de solo foram submetidas a densidade, seguida de fracionamento por tamanho de partícula. AQ e CF se decomporam em taxas mais rápidas do que TSE e AUR durante toda a incubação. A fração de solo < 53 μm reteve uma proporção significativamente maior da entrada inicial de C de AQ (32%) e AUR (31%) do que TSE (19%) ou CF (15%). A fração leve da matéria orgânica (FLMO) com densidade < 1,8 g cm− 3 reteve uma proporção significativa de AUR (37%) e TSE (32%), enquanto o CF foi perdido principalmente como CO₂ (79%). A preservação seletiva de materiais orgânicos (por exemplo, lipídios de cadeia longa) nas frações AUR e TSE parece ser uma via significativa para a formação de MOS. A formação de MOS por meio de uma via microbiana não pode ser descartada para nenhuma fração bioquímica avaliada, mas parece mais relevante para AQ e CF. A curto prazo, a bioquímica do substrato exerce uma forte influência na conversão das frações de detritos de eucalipto em CO₂ ou SOM. Apesar dos desafios inerentes à partida, considerar essa dinâmica no nível do ecossistema ajudará a melhorar nossa compreensão atual sobre o armazenamento de C e as emissões de CO₂ dos solos em escalas de longo prazo.

Abstract