Caracterização e biodegradabilidade de materiais empregados na adubação da cafeicultura orgânica

Abstract

A caracterização dos materiais utilizados como fertilizantes é fundamental para a otimização dos sistemas orgânicos. Uma questão chave na compreensão da dinâmica de mineralização-imobilização é conhecer a velocidade da liberação de nutrientes para o sistema solo-planta. Essa liberação de nutrientes pode ser explicada pela qualidade da matéria orgânica e pelas relações C/N/P/S. Este trabalho caracterizou estercos, resíduos industriais, adubos verdes e compostos utilizados como fertilizantes orgânicos com respeito a: matéria orgânica, carbono total, fracionamento do carbono, carbono solúvel em água, carboidratos, evolução de C-CO2, nitrogênio, fósforo, cálcio, magnésio, potássio, e enxofre. De maneira geral os materiais estudados são fontes adequadas de carbono total, com maiores valores nos adubos verdes e menores nos resíduos industriais em média 43,64 e 19,95 dag.kg-1. Considerando o fracionamento do carbono, as frações fúlvicas variaram de 6 a 34,8 g.kg-1 e as húmicas de 3 a 23 g.kg-1, em geral a fração fúlvica foi maior que a húmica indicando que a matéria orgânica destes materiais não está completamente humificada. De acordo com as relações C/N/P/S em sua maioria, os materiais são de mineralização intermediária. As taxas de evolução relativa de C-CO2 correlacionaram-se positivamente com o carbono solúvel em água (r2=0,95), e com os carboidratos (r2=0,89), indicando que estes parâmetros estão diretamente relacionados às quantidades de carbono facilmente mineralizáveis. Assumindo uma eficiência de assimilação de C pelos microrganismos de 60%, determinaram-se índices relativos de carbono oxidado de 128,57% para Crotalaria juncea; 115,48% para Brachiaria decumbens, e 103,27% para Amaranthus spinatum, indicando que as massas destes materiais foram totalmente oxidadas e ainda favoreceram oxidação adicional do carbono da matéria orgânica do solo "efeito priming". A avaliação qualitativa da matéria orgânica indicou que os materiais facilmente biodegradáveis produziram altas taxas de C-CO2 em curto tempo, provavelmente imobilizando nitrogênio até atingir o equilíbrio na relação C/N do sistema e mineralizando posteriormente. Conseqüentemente materiais com frações de carbono mais recalcitrantes permaneceriam por mais tempo no solo, induzindo melhoras nas propriedades físicas do solo e mineralizando mais lentamente, incrementando a sustentabilidade do sistema agrícola.The excellence of organic systems is based in the knowledge of the materials used as fertilizers, due to allows the comprehension of the mineralization-immobilization dynamic, it means nutrients release to the system soil-plant. This nutrient release can be explained by the qualification of the organic matter and C/N/P/S ratios. Therefore, this research focused in the characterization of the organic matter pools of animal manures, industrial residues, green manures, and composts regarding to: organic matter, total carbon, fractionation of the organic carbon, water soluble organic carbon, carbohydrates, evolution of C-CO2, nitrogen, phosphorus, calcium, magnesium, potassium, and sulphur; to evaluate organic matter stability as a soil sustainability indicator. Generalizing, the studied materials are a good sources of total organic carbon, with highest values in crops and lowers in industrial residues with mean values of 43,64 e 19,95 dag kg-1 . Regarding the carbon fractionation, the fulvic fractions were in the range of 6 to 34,8 and the humic of 3 to 23 g kg-1, regularly the fulvic fraction was greater than the humic one, indicating that the organic matter of these materials is not humificated, and according with the C/N/P/S ratios are materials of intermediate mineralization. The ratios of evoluted C-CO2 were correlated positively with the water-soluble organic carbon (r2=0,95), and carbohydrates (r2=0,89), indicating that these parameters are directly related with the easily biodegradable organic compounds. Assuming an assimilation efficiency of organic carbon by microorganisms of 60%, it was showed that the relative total oxide carbon of Crotalaria júncea 128,57%, Brachiaria decumbens 115,48%, and Amaranthus spinatum 103,27 % suggest that the mass of these green manures was totally mineralized and created and environment to oxidate native carbon from the soil, producing the so called "priming effect". The qualification of the organic matter indicated that easily biodegradated materials produced high C-CO2 evolution in short period of time, probably immobilizating nitrogen to reach equilibrium in the C/N ratio, afterwards producing mineralization. Therefore materials with more recalcitrant fractions of carbon will remain for longest periods of time in the soil, inducing improvements on the physical soil properties, mineralizing slowly and increasing the sustainability of the system.