Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Các dạng chất hữu cơ và chu trình dinh dưỡng trong các hệ thống sản xuất cà phê khác nhau ở Brazilian Cerrado
Tóm tắt
Hệ thống nông lâm kết hợp và hệ thống hữu cơ đã được sử dụng để giảm thiểu tác động tiêu cực mà việc canh tác cà phê theo phương thức truyền thống gây ra đối với đất. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp 13C-CPMAS-NMR, quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier, phân tích thành phần nguyên tố, phân đoạn mùn cổ điển và tình trạng độ màu mỡ của đất để đánh giá ảnh hưởng của ba hệ thống này lên một loại đất Latosol từ Brazilian Cerrado. Việc cung cấp liên tục các tàn dư cây trồng đã thúc đẩy sự thay đổi trong chất hữu cơ của đất với sự gia tăng tổng lượng carbon hữu cơ, axit humic (HA) và chất hữu cơ nhẹ, chủ yếu là trong lớp đất mặt. Lượng P khả dụng và khả năng trao đổi cation cũng đã tăng lên, trong khi độ axit đã giảm trong hệ thống nông lâm kết hợp. Hơn nữa, HA từ hệ thống nông lâm kết hợp đã được làm giàu về nhóm O-alkyl C, O-di-alkyl C và alkyl C, trong khi hệ thống hữu cơ dẫn đến HA giàu hơn trong nhóm carboxyl. Hệ thống truyền thống cho thấy tỉ lệ tham gia của các hợp chất thơm và methoxyl cao hơn, trong khi nhóm phenol lại thấp hơn. HA từ hệ thống nông lâm kết hợp giàu hơn về cấu trúc dễ phân hủy và phân đoạn hóa học cho thấy sự giảm của cả hai phân đoạn bền vững, cho phép quản lý màu mỡ của đất một cách bảo tồn và bền vững hơn. Những thay đổi này không rõ ràng như ở hệ thống hữu cơ, có thể do việc cung cấp phân hữu cơ thấp.
Từ khóa
#Hệ thống sản xuất cà phê #nông lâm kết hợp #hệ thống hữu cơ #Brazilian Cerrado #chất hữu cơ của đất #axit humic.Tài liệu tham khảo
Addinsoft (2011) XLSTAT 2011: statistical software to MS Excel. Addinsoft, New York
Almendros G, Dourado J, Gonzáles-Vila FJ, Blanco MJ, Lankes U (2000) 13C NMR assessment of decomposition patters during composting of forest and shrub biomass. Soil Biol Biochem 32:793–804
Aranda V, Ayora-Cañada MJ, Domínguez-Vidal A, Martín-García JM, Calero J, Delgado R, Verdejo T, González-Vila FJ (2011) Effect of soil type and management (organic vs. conventional) on soil organic matter quality in olive groves in a semi-arid environment in Sierra Mágina Natural Park (S Spain). Geoderma 164:54–63
Araújo ASF, Santos VB, Monteiro RTR (2008) Responses of soil microbial biomass and activity for practices of organic and conventional farming systems in Piauí state, Brazil. Eur J Soil Biol 44:225–230
Benbi DK, Brar K, Toor AS, Singh P, Singh H (2012) Soil carbon pools under poplar-based agroforestry, ricewheat, and maize-wheat cropping systems in semi-arid India. Nutr Cycl Agroecosystem 92:107–118
Bloom PR, Leenheer JA (1989) Vibrational, electronic, and high-energy spectroscopic methods for characterizing humic substances. In: Hayes MHB, McCarthy P, Malcolm RL, Swift RS (eds) Humic substances: in search of structure. Wiley, New York, pp 410–446
Buol SW (2009) Soils and agriculture in central-west and north Brazil. Sci Agric 66:697–707
Busato JG, Canellas LP, Velloso ACX (2005) Fósforo num Cambissolo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo: I-fracionamento seqüencial. Rev Bras Cienc Solo 29:935–944
Canellas LP, Busato JG, Dobbss LB, Baldotto MA, Rumjanek VM, Olivares FL (2010) Soil organic matter and nutrient pools under long-term non-burning management of sugar cane. Eur J Soil Sci 61:375–383
Cannavo P, Sansoulet J, Harmand JM, Siles P, Dreyer E, Vaast P (2011) Agroforestry associating coffee and Inga densiflora results in complementarity for water uptake and decreases deep drainage in Costa Rica. Agric Ecosyst Environ 140:1–13
Cardoso IM, Janssen B, Oenema O, Kuyper T (2003) Phosphorus pools in Latosols under shaded and unshaded coffee systems on farmers’ fields in Brazil. Agrofor Syst 58:55–64
Chu H, Hosen Y, Yagi K (2007) NO, N2O, CH4 and CO2 fluxes in winter barley field of Japanese Andisol as affected by N fertilizer management. Soil Biol Biochem 39:330–339
Colthup NB, Daly LH, Wiberley SE (1964) Introduction to infrared and Raman spectroscopy. Academic Press, New York
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (1997) Manual de métodos de análises de solos. EMPRAPA, Rio de Janeiro
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (2006) Sistema brasileiro de classificação de solos. EMBRAPA, Rio de Janeiro
Guimarães DV, Gonzaga MIS, Silva TO, Silva TL, Dias NS, Matias MIS (2013) Soil organic matter pools and carbon fractions in soil under different land uses. Soil Tillage Res 126:177–182
Hergoualc’h K, Blanchart E, Skiba U, Hénaultf C, Harmand JM (2012) Changes in carbon stock and greenhouse gas balance in a coffee (Coffea arabica) monoculture versus an agroforestry system with Inga densiflora, in Costa Rica. Agric Ecosyst Environ 148:102–110
Kaschuk G, Alberton O, Hungria M (2010) Three decades of soil microbial biomass studies in Brazilian ecosystems: lessons learned about soil quality and indications for improving sustainability. Soil Biol Biochem 42:1–13
Keeler C, Kelly EF, Maciel GE (2006) Chemical-structural information from solid-state 13C NMR studies of a suite of humic materials from a lower montane forest soil, Colorado, USA. Geoderma 130:124–140
Khanna P (1997) Nutrient cycling under mixed-species trees in Southeast Asia. Agrofor Syst 38:99–120
Marschner H, Römheld V (1983) In vivo measurement of root induced pH changes at the soil-root interface. Effect of plant species and nitrogen source. Z Pflanzenphysiol 111:241–251
Middleton KR, Smith GS (1979) A comparison of ammoniacal and nitrate nutrition of perennial ryegrass through a thermodynamic model. Plant Soil 53:487–504
Monteiro MC, Farah A (2012) Chlorogenic acids in Brazilian Coffea arabica cultivars from various consecutive crops. Food Chem 134:611–614
Moreno G, Obrador JJ (2007) Effects of trees and understorey management of soil fertility and nutritional status of holm oaks in Spanish dehesas. Nutr Cycl Agroecosys 78:253–264
Nelson WL, Mehlich A, Winters E (1953) The development, evaluation, and use of soil tests for phosphorus availability. Agronomy 4:153–158
Preston C, Newman RH, Rother P (1994) Using 13C CPMAS NMR to assess effects of cultivation on the organic matter of particle size fractions in a grassland soil. Soil Sci 157:26–35
Quideau SA, Anderson MA, Graham RC, Chadwick OA, Trumbore SE (2000) Soil organic matter processes: characterization by 13C NMR and 14C measurements. For Ecol Manag 138:19–27
Schiavo JA, Busato JG, Martins MA, Canellas LP (2009) Recovery of degraded areas revegeted with Acacia mangium and Eucalyptus with special reference to organic matter humification. Sci Agric 66:353–360
Soil Survey Staff—SSS NRCS (2010) Keys to soil taxonomy. United States Department of Agriculture, Washington
Stehfest E, Bouwman L (2006) N2O and NO emission from agricultural fields and soils under natural vegetation: summarizing available measurement data and modeling of global annual emissions. Nutr Cycl Agroecosyst 74:207–228
Stevenson FJ (1994) Humus chemistry: genesis, composition, reactions. Wiley, NY
van Hees PA, van Hees AMT, Lundström US (2001) Determination of aluminium complexes of low molecular organic acids in soil solution from forest soils using ultrafiltration. Soil Biol Biochem 33:867–874
Willer H, Sorensen N, Yussefi-Menzler M (2008) The world of organic agriculture: statistics and emerging trends 2008. http://orgprints.org/13123/4/world-of-organic-agriculture-2008.pdf. Accessed 26 June 2013
Yeomans JC, Bremner JM (1988) A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil. Commun Soil Sci Plant 19:1467–1476