Decomposition and nutrient release of leguminous plants in coffee agroforestry systems

Abstract

Leguminous plants used as green manure are an important nutrient source for coffee plantations, especially for soils with low nutrient levels. Field experiments were conducted in the Zona da Mata of Minas Gerais State, Brazil to evaluate the decomposition and nutrient release rates of four leguminous species used as green manures (Arachis pintoi, Calopogonium mucunoides, Stizolobium aterrimum and Stylosanthes guianensis) in a coffee agroforestry system under two different climate conditions. The initial N contents in plant residues varied from 25.7 to 37.0 g kg-1 and P from 2.4 to 3.0 g kg-1. The lignin/N, lignin/polyphenol and (lignin+polyphenol)/N ratios were low in all residues studied. Mass loss rates were highest in the first 15 days, when 25 % of the residues were decomposed. From 15 to 30 days, the decomposition rate decreased on both farms. On the farm in Pedra Dourada (PD), the decomposition constant k increased in the order C. mucunoides < S. aterrimum < S. guianensis < S. aterrimum < S. guianensis < A. pintoi. Já em Araponga (ARA), não houve diferença nas taxas de decomposição das leguminosas estudadas. As taxas de liberação de N variaram entre 0,0036 e 0,0096 d-1. Cerca de 32 % do total de N no material vegetal foi liberado nos primeiros 15 dias. Até os 360 dias, foram liberados pelos adubos verdes, em média, 77,5 % do N em Araponga e 88,5 % em Pedra Dourada. O P apresentou a maior velocidade de liberação, variando de 0,0165 a 0,0394 d-1. As taxas de decomposição e liberação de nutrientes não se correlacionaram com as composições química e bioquímica iniciais, porém as diferenças climáticas entre as duas áreas modificaram as constantes de decomposição dos resíduos das leguminosas.