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dc.creatorAmorin, Helen Carla Santana-
dc.date.accessioned2021-11-04T18:22:30Z-
dc.date.available2021-11-04T18:22:30Z-
dc.date.issued2021-11-04-
dc.date.submitted2021-09-30-
dc.identifier.citationAMORIM, H. C. S. From global to local: trends and drivers of C:N ratios in soils and particle-size fractions. 2021. 81 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/48435-
dc.description.abstractThe balance between soil organic carbon (SOC) and N – assessed by C:N ratios – serves as a common indicator of soil organic matter (SOM) quality and decomposition. The potential mineralization of SOM also relates to the partition of total SOM across soil particle size fractions – sand, silt, clay - and its eventual association with such mineral components, which in turn can be affected by varying edaphic and environmental controls. Investigating the controlling factors of C:N ratios in soil and in soil particle-size fractions can provide insight into SOM stability and turnover, and thus into the potential for nutrient supply in agroecosystems, SOC sequestration and greenhouse gases emissions. Here, we aimed to assess the main trends and controlling factors of soil C:N ratios, by means of compiling global and local data on C:N ratios in bulk soils and in sand, silt, and clay fractions. For the global assessment, we compiled data from 74 studies and 30 countries. The selected studies contained data on C:N ratios in soils and in particle-size fractions (sand: Ø > 50 μm, silt: 2 < Ø < 50 μm, and clay: Ø < 2 μm), or SOC and N concentrations. Information on latitude, longitude, altitude, temperature and mean annual precipitation (MAP), Köppen climate classification, soil depth, land use (grassland, forest, and agriculture), soil pH, soil texture were also collected for modelling the C:N ratios. Global mean C:N ratio in soils was 13.2. Sand-sized SOM had the highest average (18.1) and broadest range of variation, while silt had a mean value of 14.3 and clay had the lowest mean (9.9) and the most narrow variation. C:N ratios in soils and in particle-size fractions were lower under arid climate, and higher under forests, particularly in temperate climates. Random Forest (RF) modelling suggests that sand content is the primary driver of global soil C:N ratios due to wide variability in C:N ratios of SOM associated with sands at a global scale. Köppen climate, sand content, and altitude were the most important explanatory variables for sand C:N ratios, whereas MAP, Köppen climate, and soil pH were the most relevant variables to explain variations in the global clay C:N ratios. In the local assessment, the effects of soil texture, mineralogical composition and fertility on C:N ratios in soils and in particle-size fractions were assessed under native vegetation in tropical highlands near Lavras, Brazil. Soil samples were collected in soils formed on eight contrasting parent materials at the 0-5, 30-40, and 90-100 cm depths. C:N ratios did not vary with depth (except for sand fractions), decreased with increasing silt contents, sum of exchangeable bases, and Mn oxide contents, and increased with clay, exchangeable Al3+ and H+Al contents. The inverse relationship between C:N ratios and soil fertility indicators in such soils is probably driven by higher retention of ammonium N forms either as cations or parts of organic molecules, particularly in the most fertile soil on itabirite. In contrary to the global trends, clay fractions were the most variable in C:N ratios, thus acting as the main driver of bulk soils C:N ratios, which was ascribed to the wide variation in clay mineralogy and activity sampled. Our findings evidenced the variables affecting C:N ratios in soils worldwide and, in the Lavras area, how C:N ratios are affected by soil texture and fertility. Such knowledge can support modeling the response of agroecosystems to changes in land use and climate at the global or regional scales. Locally, it can help designing management practices towards improved SOM accumulation and sustainable agriculture.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsacesso abertopt_BR
dc.subjectSoil organic matterpt_BR
dc.subjectSoil organic carbonpt_BR
dc.subjectParticle-size fractionationpt_BR
dc.subjectSoil texturept_BR
dc.subjectMineralogypt_BR
dc.subjectMatéria orgânica do solopt_BR
dc.subjectCarbono orgânico do solopt_BR
dc.subjectFracionamento de tamanho de partículapt_BR
dc.subjectTextura do solopt_BR
dc.subjectMineralogiapt_BR
dc.titleFrom global to local: trends and drivers of C:N ratios in soils and particle-size fractionspt_BR
dc.title.alternativeDo global ao local: tendências e fatores que afetam as razões C:N nos solos e nas frações de tamanho de partículapt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência do Solopt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Zinn, Yuri Lopes-
dc.contributor.referee1Figueiredo, Cícero Célio de-
dc.contributor.referee2Silva, Ivo Ribeiro da-
dc.contributor.referee3Silva, Carlos Alberto-
dc.contributor.referee4Silva, Sérgio Henrique Godinho-
dc.description.resumoO balanço entre o carbono orgânico do solo (COS) e o N - avaliado pelas razões C:N - serve como um indicador da qualidade e decomposição da matéria orgânica do solo (MOS). A mineralização potencial da MOS também relaciona-se à partição da MOS total nas frações de tamanho de partícula do solo - areia, silte, argila - e sua eventual associação com esses componentes minerais, que por sua vez podem ser afetados por diferentes controles edáficos e ambientais. Investigar os fatores que controlam as razões C:N no solo e nas frações de tamanho de partícula pode fornecer uma visão sobre a estabilidade e a decomposição da MOS e, portanto, sobre o potencial fornecimento de nutrientes, sequestro de C, e emissão de gases de efeito estufa em agroecossistemas. O objetivo deste trabalho foi avaliar as principais tendências e fatores de controle das razões C:N do solo, por meio da compilação de dados globais e locais sobre as razões C:N em solos e nas frações areia, silte e argila. Para a avaliação global, compilamos dados de 74 estudos e 30 países. Os estudos selecionados continham dados sobre as razões C:N nos solos e frações granulométricas (areia: Ø> 50 μm, silte: 2 <Ø <50 μm e argila: Ø <2 μm) ou concentrações de COS e N. Informações sobre latitude, longitude, altitude, temperatura e precipitação média anual (MAP), classificação climática de Köppen, profundidade do solo, uso da terra (pastagem, floresta e agricultura), pH do solo, e textura do solo também foram coletadas para modelar as razões C:N. A média global da relação C:N nos solos foi de 13,2. A MOS de tamanho areia teve a maior média (18,1) e a mais ampla faixa de variação, enquanto o silte teve um valor médio de 14,3 e a argila teve a menor média (9,9) e a menor variação. As razões C:N nos solos e nas frações granulométricas foram menores em clima árido e maiores em florestas, particularmente de clima temperado. Os resultados de Random Forest (RF) sugerem que o teor de areia é o principal fator controlador das razões C:N do solo devido à ampla variabilidade nas razões C:N da MOS associada a fração areia em uma escala global. Clima de Köppen, conteúdo de areia e altitude foram as variáveis mais importantes para explicar as razões C:N da areia, enquanto MAP, clima de Köppen e pH do solo foram as variáveis mais relevantes para explicar as variações nas razões C:N da argila. Na avaliação local, os efeitos da textura, mineralogia e fertilidade do solo nas razões C:N nos solos e nas frações granulométricas foram avaliados sob vegetação nativa em terras altas tropicais perto de Lavras, Brasil. As amostras de solo foram coletadas em solos formados sobre oito diferentes materiais de origem nas profundidades de 0-5, 30-40 e 90-100 cm. As razões C:N não variaram com a profundidade (exceto para a fração areia), diminuíram com o aumento dos teores de silte, soma de bases trocáveis e teores de óxido de Mn, e aumentaram com os teores de argila, Al3+ trocável e H+Al. A relação inversa entre as razões C:N e os indicadores de fertilidade do solo em tais solos é provavelmente devida a maior retenção de formas amoniacais de N, tanto como cátions como parte de moléculas orgânicas, particularmente no solo mais fértil em itabirito. Divergindo das tendências globais, a fração argila teve a maior variação nas razões C:N, e portanto foi o principal fator afetando as razões C:N dos solos, o que se deve a ampla variação em mineralogia e atividade das argilas. Nossos resultados evidenciaram as variáveis que afetam as razões C: N em solos em todo o mundo e, para a área de Lavras, como as razões C:N são afetadas pela textura e fertilidade do solo. Esse conhecimento pode apoiar a modelagem da resposta dos agroecossistemas às mudanças no uso da terra e no clima em escala global ou regional. Localmente, pode ajudar a delinear práticas de manejo que promovam um melhor acúmulo de MOS e uma agricultura sustentável.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciência do Solopt_BR
dc.subject.cnpqCiência do Solopt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5882088249037446pt_BR
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