Organic carbon stocks in a chronosequence of an integrated crop-livestock-forestry system
DOI:
https://doi.org/10.17765/2176-9168.2025v18e12088Palabras clave:
Degraded pasture, Organic matter, Urochloa brizanthaResumen
This study quantified the soil carbon content and stock in a chronosequence of an Integrated Crop-Livestock-Forest (ICLF) system in Maranhão, Brazil, comparing it with degraded pasture and reference areas. The experiment included two reference environments: secondary regenerating vegetation for approximately 20 years and native "babaçu" palm forest. Additionally, five successional stages were considered: Degraded pasture, ICLF 2016, 2017, 2018, and 2019, which were compared with the reference environments (Forest and "Capoeira"). Undisturbed soil samples for analysis were collected to a depth of 100 cm, spanning seven depths: 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80, and 80-100 cm. Carbon concentrations were higher in the surface layer in the native forest area, while at other depths, the ICLF pasture of 2018 exhibited superiority over the pasture in 2016. There was an increase in accumulated carbon stock (0-100 cm) compared to the Native Forest with the use of the ICLF pasture of 2018 after the maize-grass intercropping, which amounted to 16%. The ICLF pasture of 2018 increased carbon stock (0-100 cm) by 31% compared to the degraded pasture (2016). The integrated crop-livestock-forestry system is an important strategy for promoting carbon sequestration in the soil profile in an area with degraded pasture.
Citas
AHMAD, N.; VIRK, A. L.; HAFEEZ, M. B.; ERCISLI, S.; GOLOKHVAST, K. S., QI, Y.; GUO, X.; ZHANG, Y.; WANG, R.; WANG, X.; ASIF, M. I.; Li, J. Effects of different tillage and residue management systems on soil organic carbon stock and grain yield of rice–wheat double cropping system. Ecological Indicators, v. 158, p. 111452, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.111452.
ANSARI, M. A.; CHOUDHURY, B. U.; LAYEK, J.; DAS, A.; LAL, R.; MISHRA, V. K. Green manuring and crop residue management: Effect on soil organic carbon stock, aggregation, and system productivity in the foothills of Eastern Himalaya (India). Soil and Tillage Research, v. 218, p. 105318, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2022.105318.
AZEVEDO, A. L. Na contramão do resto do país, abertura de pastagens cresce na Amazônia, diz MapBiomas, 2019. Disponível em: https://oglobo.globo.com/sociedade/na-contramao-do-resto-do-pais-abertura-de-pastagens-cresce-na-amazonia-diz-mapbiomas-23912414. Acesso em: 15 dez. 2019.
BATISTELLA, M.; BOLFE, E. L.; VICENTE, L. E.; VICTORIA, D. D. C.; ARAUJO, L. D. Relatório do diagnóstico do macrozoneamento ecológicoeconômico do Estado do Maranhão: relatório técnico. Campinas, SP: Embrapa Monitoramento por Satélite; São Luís, MA: Embrapa Cocais, 2013.
BERNOUX, M.; CERRI, C. C.; NEILL, C.; MORAES, J. F. The use of stable carbon isotopes for estimating soil organic matter turnover rates. Geoderma, Amsterdam, v. 82, n. 1-3, p. 43-58, 1998. DOI: https://doi.org/10.1016/S0016-7061(97)00096-7.
BOLFE, É. L.; VICTORIA, D. D. C.; SANO, E. E.; BAYMA, G.; MASSRUHÁ, S. M. F. S.; OLIVEIRA, A. F. Potential for agricultural expansion in degraded pasture lands in Brazil based on geospatial databases. Land, v. 13, n. 2, p. 200, 2024. DOI: https://doi.org/10.3390/land13020200.
BONETTI, J. D. A.; PAULINO, H. B.; SOUZA, E. D. D.; CARNEIRO, M. A. C.; SILVA, G. N. D. Influência do sistema integrado de produção agropecuária no solo e na produtividade de soja e braquiária. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 45, n. 1, p. 104-112, 2015. https://doi.org/10.1590/1983-40632015v4529625.
COBUCCI, T.; WRUCK, F. J.; KLUTHCOUSK, J.; MUNIZ, L. C.; JUNIOR, G. B.; CARNEVALLI, R. Opções de integração lavoura-pecuária e alguns de seus aspectos econômicos. Informe Agropecuário, v. 28, n. 240, p. 25-42, 2007.
COSTA, O. V.; CANTARUTTI, R. B.; FONTES, L. E. F.; COSTA, L. M. D.; NACIF, P. G. S.; FARIA, J. C. Soil carbon stocks under pasture in costal tableland areas in southern Bahia State, Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 33, n. 5, p. 1137-1145, 2009. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-06832009000500007.
DAMIAN, J. M.; MATOS, E. S.; PEDREIRA, B. C.; CARVALHO, P. C. F.; PREMAZZI, L. M.; CERRI, C. E. P. Intensification and diversification of pasturelands in Brazil: patterns and driving factors in the soil carbon stocks. Catena, v. 220, p. 106750, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2022.106750.
ELLERT, B. H.; BETTANY, J. R. Calculation of organic matter and nutrients stored in soils under contrasting management regimes. Canadian Journal of Soil Science, v.75, n11, p.529-538, 1995. DOI: https://doi.org/10.4141/cjss95-075.
FELTRAN-BARBIERI, R.; FÉRES, J. G. Degraded pastures in Brazil: improving livestock production and forest restoration. Royal Society Open Science, v. 8, n.7, p. 201854, 2021. DOI: https://doi.org/10.1098/rsos.201854.
FERREIRA, D. F. Sisvar: a computer statistical analysis system. Ciência & Agrotecnologia, Lavras, v.35, n.6, p.1039-1042, 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-70542011000600001.
GAZOLLA, P. R.; GUARESCHI, R. F.; PERIN, A.; PEREIRA, M. G.; ROSSI, C. Q. Frações da matéria orgânica do solo sob pastagem, sistema plantio direto e integração lavoura-pecuária. Semina: Ciências Agrárias, v. 36, n. 2, p. 693-704, 2015. DOI: https://doi.org/10.5433/1679-0359.2015v36n2p693.
GERKE, J. The central role of soil organic matter in soil fertility and carbon storage. Soil Systems, v. 6, n. 2, p. 33, 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/soilsystems6020033.
HESHMATI, M.; GHEITURY, M.; PARVIZI, Y. Effects of tillage practice and crop residue retention on soil organic carbon, bulk density and aggregate and erodibility. Watershed Engineering and Management, v. 17, n. 3, p. 340-355, 2025. DOI: https://doi.org/10.22092/ijwmse.2025.368337.2097.
KAMARPOSHTI, M.; NG, K. W.; YADOLLAHI, M.; KAMYAB, H.; CHENG, J.; KHORAMI, M. Cultivating a sustainable future in the artificial intelligence era: A comprehensive assessment of greenhouse gas emissions and removals in agriculture. Environmental Research, v. 250, p. 118528, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envres.2024.118528.
KNOTTERS, M.; TEULING, K.; REIJNEVELD, A.; LESSCHEN, J. P.; KUIKMAN, P. Changes in organic matter contents and carbon stocks in Dutch soils, 1998–2018. Geoderma, v. 414, p. 115751, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.115751.
LEVY, P.; BENTLEY, L.; DANKS, P.; EMMETT, B.; GARBUTT, A.; HEMING, S.; HENRYS, P.; KEITH, A.; LEBRON, I.; MCNAMARA, N.; PYWELL, R.; REDHEAD, J.; ROBINSON, D.; WICKENDEN, A. The effects of land use on soil carbon stocks in the UK. Biogeosciences, v. 21, n. 19, p. 4301-4315, 2024. DOI: https://doi.org/10.5194/bg-21-4301-2024.
LINHARES, J. M. S.; BASTOS, W. R.; SILVA JUNIOR, R. F.; OLIVEIRA, L. C. S. Attributes of variability physical and chemical and organic carbon stocks in red under ultisolul agrofloretry systems in settlement umari Amazon South. Revista de Geografia Acadêmica, v. 10, n.1, p. 93-117, 2016.
LOSS, A.; RIBEIRO, E. C.; PEREIRA, M. G.; COSTA, E. M. Atributos físicos e químicos do solo em sistemas de consórcio e sucessão de lavoura, pastagem e silvipastoril em Santa Teresa, ES. Bioscience Journal, v. 30, n. 5, p.1347-1357, 2014.
MEO-FILHO, P.; BERNDT, A.; PEZZOPANE, J. R.; PEDROSO, A. F.; BERNARDI, A. C.; RODRIGUES, P. H.; BUENO, I. C. S.; CORTE, R. R.; OLIVEIRA, P. P. Can intensified pasture systems reduce enteric methane emissions from beef cattle in the atlantic forest biome? Agronomy, v. 12, n. 11, p. 2738, 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy12112738.
MIRANDA, L. N. D.; MIRANDA, J. C. C. D.; REIN, T. A.; GOMES, A. C. Utilização de calcário em plantio direto e convencional de soja e milho em Latossolo Vermelho. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 40, n. 6, p. 563-572, 2005. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2005000600006.
MOLINA, R. F.; MATTOS, W. T.; NOGUEIRA, S. F.; ANDRADE, C. A.; PENTEADO, L. F.; BARBOSA, C. M. P.; GERDES, L. Effects of land use change and agricultural management on soil carbon stocks in tropical pastures. Agriculture, Ecosystems & Environment, v. 396, p. 110024, 2026. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.110024.
OLIVEIRA, D. C.; MAIA, S. M. F.; FREITAS, R. D. C. A.; CERRI, C. E. P. Changes in soil carbon and soil carbon sequestration potential under different types of pasture management in Brazil. Regional Environmental Change, v. 22, n. 3, p. 87, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s10113-022-01945-9.
OLIVEIRA, D. C.; MAIA, S. M. F.; FRETAS, R. D. C. A.; CERRI, C. E. P. Changes in soil carbon and soil carbon sequestration potential under different types of pasture management in Brazil. Regional Environmental Change, v. 22, n. 3, p. 87, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s10113-022-01945-9.
PRASAD, J. V. N. S.; RAO, C. S.; SRINIVAS, K.; JYOTHI, C. N.; VENKATESWARLU, B.; RAMACHANDRAPPA, B. K.; DHANAPAL, G. N.; RAVICHANDRA, K.; MISHRA, P. K. Effect of ten years of reduced tillage and recycling of organic matter on crop yields, soil organic carbon and its fractions in Alfisols of semi-arid tropics of southern India. Soil and Tillage Research, v. 156, n. 3, p. 131–139, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.still.2015.10.013.
REGO, C. A. R. M.; OLIVEIRA, P. S. R. D.; MUNIZ, L. C.; ROSSET, J. S.; MATTEI, E.; COSTA, B. P.; PEREIRA, M. G. Chemical, physical, and biological properties of soil with pastures recovered by integration crop-livestock system in Eastern Amazon. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 47, p. e0220094, 2023a. DOI: https://doi.org/10.36783/18069657rbcs20220094.
REGO, C. A. R. M.; OLIVEIRA, P. S. R.; MUNIZ, L. C.; ROSSET, J. S.; MATTEI, E.; COSTA, B. P.; PEREIRA, M. G.; SILVA, I. A. G. Pasture recovery and their impacts on the levels, stocks, and origin of carbon and nitrogen in plinthosol areas in the eastern Amazon. Environmental Earth Sciences, v. 82, n. 8, p. 419, 2023b. DOI: https://doi.org/10.1007/s12665-023-11119-3.
REHMAN, S.; IJAZ, S. S.; RAZA, M. A.; DIN, A. M. U.; KHAN, K. S.; FATIMA, S.; RAZA, T.; MEHMOOD, S.; SAEED, A.; ANSAR, M. Soil organic carbon sequestration and modeling under conservation tillage and cropping systems in a rainfed agriculture. European Journal of Agronomy, v. 147, p. 126840, 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eja.2023.126840.
REINERT, D. J.; REICHERT, J. M. Propriedades físicas do solo. Santa Maria: Universidade Federal Santa Maria. 2006. 18p.
ROSSETTI. K. V.; CENTURION J. F. Estoque de carbono e atributos físicos de um Latossolo em cronossequência sob diferentes manejos. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 19, n. 3, p. 252–258, 2015. DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v19n3p252-258.
SACRAMENTO, J. A. A. S.; ARAÚJO, A. C. D. M.; ESCOBAR, M. E. O.; XAVIER, F. A. D. S.; CAVALCANTE, A. C. R.; OLIVEIRA, T. S. D. Estoques de carbono e nitrogenio do solo em sistemas agrícolas tradiconal e agroflorestais no Semiárido Brasileiro. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 37, n. 3, p. 784-795, 2013. https://doi.org/10.1590/S0100-06832013000300025.
SANTOS, C. O.; PINTO, A. S.; SANTOS, M. P.; ALVES, B. J. R.; RAMOS NETO, M. B.; FERREIRA, L. G. Livestock intensification and environmental sustainability: An analysis based on pasture management scenarios in the Brazilian savanna. Journal of Environmental Management, v. 355, p. 120473, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120473.
SANTOS, H. G.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.; LUMBRERAS, J. F.; COELHO, M. R.; ALMEIDA, J. A.; ARAÚJO FILHO, J. C.; LIMA, H. N.; MARQUES, F. A.; OLIVEIRA, J. B.; CUNHAS, T. J. F. Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília: Embrapa. 2025.
SCHMIDT, M. W.; TORN, M. S.; ABIVEN, S.; DITTMAR, T.; GUGGENBERGER, G.; JANSSENS, I. A.; KLEBER, M.; KOGEL-KNABNER, I.; LEHMANN, J.; MANNING, D. A. C.; NANNIPIERI, P.; RASSE, D. P.; WEINER, S.; TRUMBORE, S. E. Persistence of soil organic matter as an ecosystem property. Nature, v. 478, n. 7367, p. 49–56, 2011. https://doi.org/10.1038/nature10386.
SOUZA, F. E. D.; OLIVEIRA, J. D. N. S.; SANTOS, C. R. C.; FERREIRA, E. V. O.; SILVA, R. T. L.; PAULA, M. T.; ALVES, J. D. N.; RODRIGUES, J. I. M.; MARTINS, W. B. R. Physical and chemical soil quality and litter stock in agroforestry systems in the Eastern Amazonia. Agriculture, Ecosystems & Environment, v. 382, p. 109479, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2025.109479.
STUMPF, L.; PAULETTO, E. A.; PINTO, L. F. S.; PINTO, M. A. B.; JUNIOR, L. A. D.; SCHEUNEMANN, T. Sistema radicular da Urochloa brizantha: desenvolvimento e influência nos atributos de um solo degradado. Interciencia, v. 41, n. 5, p. 334-339, 2016.
TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W. G. Manual de Métodos de Análise de Solo. 3. ed. rev. e ampl. Brasília: Embrapa, 2017.
VOGADO, R. F.; SOUZA, H. A.; SAGRILO, E.; BRITO, L. D. C. R.; MATIAS, S. S. R.; TEIXEIRA NETO, M. L.; OLIVEIRA JUNIOR, J. O. L.; ANDRADE, H. A. F.; LEITE, L. F. C. Soil organic carbon stocks and fractions under integrated systems and pasture in the Cerrado of Northeast Brazil. Catena, v. 243, p. 108196, 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108196.
ZHANG, W.; MUNKHOLM, L. J.; AN, T.; LIU, X.; ZHANG, B.; XU, Y.; GE, Z.; ZHANG, Y.; ZHANG, J.; LI S.; WANG, J. Influence of environmental factors on soil organic carbon in different soil layers for Chinese Mollisols under intensive maize cropping. Science of the Total Environment, v. 835, p. 155443, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.155443.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2025 Revista em Agronegócio e Meio Ambiente

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
A Revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com o intuito de manter o padrão culto da língua, respeitando, porém, o estilo dos autores. As opiniões emitidas pelos autores são de sua exclusiva responsabilidade.Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizado pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution
Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional. São permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualquer meio ou formato) e adaptação (remixar, transformar, e criar a partir do trabalho, mesmo para fins comerciais), desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.




