Soil aggregation and organic carbon of oxisols under coffee in agroforestry systems

Abstract

Intensive land use can lead to a loss of soil physical quality with negative impacts on soil aggregates, resistance to root penetration, porosity, and bulk density. Organic and agroforestry management systems can represent sustainable, well- balanced alternatives in the agroecosystem for promoting a greater input of organic matter than the conventional system. Based on the hypothesis that an increased input of organic matter improves soil physical quality, this study aimed to evaluate the impact of coffee production systems on soil physical properties in two Red- Yellow Oxisols (Latossolos Vermelho-Amarelos) in the region of Caparaó, Espirito Santo, Brazil. On Farm 1, we evaluated the following systems: primary forest (Pf1), organic coffee (Org1) and conventional coffee (Con1). On Farm 2, we evaluated: secondary forest (Sf2), organic coffee intercropped with inga (Org/In2), organic coffee intercropped with leucaena and inga (Org/In/Le2), organic coffee intercropped with cedar (Org/Ced2) and unshaded conventional coffee (Con2). Soil samples were collected under the tree canopy from the 0-10, 10-20 and 20-40 cm soil layers. Under organic and agroforestry coffee management, soil aggregation was higher than under conventional coffee. In the agroforestry system, the degree of soil flocculation was 24 % higher, soil moisture was 80 % higher, and soil resistance to penetration was lower than in soil under conventional coffee management. The macroaggregates in the organic systems, Org/In2, Org/In/ Le2, and Org/Ced2 contained, on average, 29.1, 40.1 and 34.7 g kg -1 organic carbon, respectively. These levels are higher than those found in the unshaded conventional system (Con2), with 20.2 g kg -1 .O uso intensivo do solo pode levar à perda da sua qualidade física com impactos negativos sobre os agregados do solo, a resistência à penetração das raízes, a porosidade e a densidade do solo. Os sistemas orgânicos e agroflorestais podem representar uma alternativa sustentável de maior equilíbrio no agroecossistema, por promoverem maior aporte de matéria orgânica em relação ao sistema convencional. Partindo da hipótese que o aumento do aporte orgânico melhora a qualidade física do solo, esta pesquisa teve por objetivo avaliar o impacto de sistemas de produção de cafeeiros sobre atributos físicos do solo em dois Latossolos Vermelho- Amarelos do Território do Caparaó, Espírito Santo. Na propriedade 1, foram avaliados os sistemas: mata primária (Mp1), café orgânico (Org1) e café convencional (Con1); e, na 2: mata secundária (Ms2), café orgânico consorciado com ingá (Org/In2), café orgânico consorciado com ingá e leucena (Org/In/Le2), café orgânico consorciado com cedro (Org/Ced2) e café convencional a pleno sol (Con2). As amostras de solo foram coletadas na projeção da copa nas profundidades 0-10, 10-20 e 20-40 cm. Os cafeeiros orgânicos e agroflorestais apresentaram maior agregação em relação aos cafeeiros convencionais. O manejo agroflorestal evidenciou grau de floculação do solo 24 % superior, 80 % a mais na umidade do solo e menor resistência à penetração do solo, em relação ao manejo cafeeiro convencional. Nos macroagregados dos sistemas orgânicos (Org/In2, Org/In/Le2, Org/Ced2), foram encontrados, em média, respectivamente, 29,1; 40,1; e 34,7 g kg -1 de carbono orgânico. Esses teores são maiores que os encontrados no sistema convencional a pleno sol (Con2), que apresentou 20,2 g kg -1 .