Disponibilidade de nutrientes no solo: decomposição e liberação de compostos orgânicos de resíduos vegetais

O objetivo principal desta revisão foi reunir informações a respeito da ação de compostos orgânicos produzidos por plantas na disponibilidade de nutrientes nos solos, principalmente sobre os cátions Ca, Mg e K e sobre o ânion fosfato. O sistema de cultivo adotado ocasiona mudanças nas propriedades químicas e físicas do solo, especialmente na disponibilidade de nutrientes e condicionamento físico do solo. Tem-se observado o acúmulo de nutrientes nas camadas superficiais do solo no sistema de semeadura direta, pelo não-revolvimento do solo e pela deposição de resíduos de culturas na superfície. Os ácidos orgânicos provenientes de plantas podem interagir com a fase sólida e ocupar os sítios de adsorção de nutrientes, competindo diretamente com eles e aumentando sua disponibilidade no solo. A adição de resíduos vegetais pode promover, antes da humificação, a elevação do pH, por promover complexação de H e Al com compostos do resíduo vegetal, deixando Ca, Mg e K mais livres em solução, o que pode ocasionar aumento na saturação da CTC por estes cátions de reação básica. Também é normal observar o aumento na disponibilidade de P no solo com a adição de resíduos vegetais, tanto pelo P presente no resíduo como por competição de compostos orgânicos dos resíduos pelos sítios de troca no solo. A persistência dos compostos orgânicos também é fator que tem grande interferência nos processos de sorção/dessorção de cátions e ânions, dependendo da atividade microbiana, da disponibilidade metabólica do substrato carbonado e da sorção aos colóides do solo.

Propriedades redox de ácidos húmicos isolados de um solo cultivado com cana-de-açúcar por longo tempo

A matéria orgânica do solo é o maior reservatório de C nos sistemas naturais. Em tais sistemas a qualidade e a estabilidade do C podem ser estimadas pelo aumento da concentração das frações humificadas que, dentre outros fatores, está condicionada ao balanço entre as perdas e os ganhos que envolvem as reações de oxidação e de redução da matéria orgânica do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a eletroquímica, usando titulações redox iodimétricas, de ácidos húmicos isolados de solos cultivados continuamente com cana-de-açúcar submetida ou não à queima da palha para a colheita ou à adição anual de vinhaça. Os ácidos húmicos apresentaram valores do potencial formal padrão do eletrodo entre 0,760 e 0,779 V a 25 ºC. A capacidade de oxidação dos ácidos húmicos variou de 1,01 a 3,44 mol c kg-1 a pH 5,0 e de 1,64 a 6,44 molc kg-1 a pH 7,0. Observou-se correlação positiva e significativa entre a capacidade de oxidação dos ácidos húmicos e suas concentrações de grupos funcionais fenólicos, quinonas e semiquinonas.

Estudo comparativo da matéria orgânica de diferentes classes de solos de altitude do sul do Brasil por técnicas convencionais e espectroscópicas

A região dos Campos de Cima da Serra, RS, apresenta solos com elevados teores de matéria orgânica (MOS), sendo freqüente teores altos de Al trocável. A proposta deste trabalho foi investigar a qualidade da MOS de amostras de camadas superficiais (0 a 10 cm) de oito solos representativos da região (dois Neossolos, dois Gleissolos, três Cambissolos e um Latossolo) sob pastagem nativa, com os seguintes objetivos: avaliar seu comportamento diante da desmineralização da amostra com solução de HF; determinar a sua composição química; e investigar a influência do Al trocável e dos óxidos de Fe na qualidade da MOS. A matéria orgânica foi concentrada com solução de HF 10 cL L-1 e posteriormente avaliada por análise elementar e espectroscopias de FTIR e de RMN 13C CP/MAS. A fração da massa recuperada (5,8 a 10 %) após tratamento com HF correlacionou-se com teor de C original do solo, enquanto a proporção de C recuperado (47 a 86 %) correlacionouse inversamente com o teor de óxidos de Fe. Esse resultado indica que parte da MOS encontra-se associada a esses minerais nesses ambientes. Os teores de estruturas C O-alquil totais (52 a 59 %) foram elevados e os valores de índice I1630/I2920(FTIR) foram baixos, evidenciando baixo grau de decomposição e de humificação da MOS desses solos.

Distribuição e caracterização de substâncias húmicas em vermicompostos de origem animal e vegetal

A utilização de resíduos orgânicos, como fertilizantes e condicionadores de solo, requer sua maturação e monitoramento da qualidade do material resultante. A vermicompostagem é uma técnica que, ao longo do processo, elimina os potenciais efeitos adversos dos resíduos à saúde humana e ao solo. A avaliação das substâncias húmicas (SH) nos produtos finais quanto à quantidade e à qualidade permite inferir sobre o grau de estabilidade e maturidade dos vermicompostos. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade de seis vermicompostos das seguintes matérias-primas: esterco bovino (EB), esterco ovino (EO), esterco suíno (ES), esterco de codorna (EC), borra de café (BC) e de erva-mate (BE) com respeito ao teor de ácidos húmicos (AH) e de ácidos fúlvicos (AF) e às suas características químicas, após 70 dias de compostagem. O fracionamento químico da matéria orgânica foi realizado com base na solubilidade em meio básico e ácido e a distribuição de cada fração calculada como percentual do C total. Foram calculados os índices de humificação: percentual de AH e razão AH/AF. Nos AH e AF purificados, determinaram-se a composição elementar (CHNO), a composição química por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e o índice de aromaticidade I1630/I2920. O teor de substâncias húmicas (AH+AF) decresceu na seqüência: BC > EO≈ BE≈ EB > ES > EC, tendo sua composição química também diferido entre os vermicompostos. O grau de maturidade foi superior nos vermicompostos de resíduos de origem vegetal (borra de café e de erva-mate). Os AH desses dois vermicompostos apresentaram menor proporção de grupos oxigenados e menor caráter aromático.

Ácidos Húmicos em solo fertirrigado no Vale do São Francisco

A aplicação de ácidos orgânicos, principalmente húmicos (AH), associada à adubação mineral e orgânica pode levar a alterações nas propriedades dos AH do solo. No Vale do São Francisco, o uso de ácidos orgânicos vem despertando o interesse de produtores que usam sistema de irrigação. Entretanto, não são conhecidas as modificações que podem ocorrer nas características das substâncias húmicas do solo quando são aplicados ácidos orgânicos associados à fertilização mineral e estercos. Os objetivos deste trabalho foram avaliar e caracterizar, por métodos espectroscópicos (UV-Vis, Infravermelho, Fluorescência e RPE), as possíveis mudanças qualitativas no AH extraído de solo fertirrigado com duas fontes de fertilizantes (orgânica e mineral), associadas à aplicação de ácidos orgânicos comerciais na cultura da goiabeira. O experimento foi conduzido na Embrapa Semiárido, em Petrolina - PE. Os tratamentos utilizados foram: F - fertirrigação com fertilizantes minerais (ureia, fosfato monoamônio, cloreto de potássio); FE - F + aplicação de 20 dm³/planta de esterco; FH - F + fertirrigação com 30 dm³ ha-1 de Codahumus 20®; FEH - fertirrigação mineral + aplicação de 20 dm³/planta de esterco + fertirrigação com 30 dm³ ha-1 de Codahumus 20®, e R- tratamento testemunha, sem adubação. A relação E4/E6 dos AH variou de 4,8 a 5,4 para os tratamentos FEH e F. Os dados obtidos por meio da espectroscopia FTIR sugerem mistura de características aromático-alifáticas, grande quantidade de grupos carboxílicos e menor número de grupos nitrogenados para os AH dos tratamentos FEH, FH e FE. Os valores obtidos do índice A465 variaram de 1,04 a 1,74, referentes aos AH dos tratamentos FEH e FE. Verificou-se uma concentração de radicais livres orgânicos no AH do tratamento FEH (2,66 spins g-1 10(17)) três vezes maior do que o AH do tratamento F (0,95 spins g-1 10(17)). O esterco foi o responsável pelo maior de policondensação e grau de humificação do ácido húmico dos tratamentos FE e FHE.

Teores e características da matéria orgânica de solos hidromórficos do Espírito Santo

Os teores e as características da matéria orgânica do solo (MOS) são resultados das taxas de produção e incorporação, decomposição ou alteração e mineralização, de acordo com as condições do ambiente. Nos solos hidromórficos, a dinâmica da MOS é influenciada pelo déficit de oxigênio, o que diminui a taxa de decomposição e gera produtos diferenciados em relação aos solos bem drenados. O presente trabalho teve por objetivo determinar os teores e características da matéria orgânica do solo em três diferentes localidades do Estado do Espírito Santo. Foram realizadas determinações de C orgânico total (COT) por três métodos, além de fracionamento das substâncias húmicas (SH), com determinação de teores das frações humina (FHU), ácidos húmicos (FAH) e ácidos fúlvicos (FAF), e determinações de matéria orgânica leve (MOL) e resíduos mínimos. Os resultados mostraram altos teores de C orgânico para a maioria dos horizontes superficiais dos perfis estudados, com ocorrência de material de constituição orgânica; altos valores na relação SH/COT e baixos valores para EA/FHU, indicando a fração humina como a predominante entre os compartimentos da MOS; maior mobilidade da fração ácidos fúlvicos, expressa por teores relativamente maiores em subsuperfície; e altos teores de MOL, indicando incipiente humificação, em razão do hidromorfismo.

Agregação e frações físicas da matéria orgânica de um argissolo vermelho sob sistemas de uso no bioma Pampa

O emprego de sistemas agrossilvipastoris tem sido importante estratégia de uso de solos, principalmente arenosos pertencentes ao bioma Pampa. Objetivou-se, neste estudo, avaliar a agregação, o teor de C orgânico total (COT) e de N total (NT), o teor de C nas frações físicas e o grau de humificação da MO em um Argissolo Vermelho eutrófico arênico submetido a diferentes sistemas de uso no município de Alegrete, RS. As avaliações foram desenvolvidas em uma floresta homogênea de eucalipto (FH), na entrelinha do sistema agrossilvipastoril sob pastagem (SA) e em campo nativo (CN), nas camadas de 0,000-0,025 m; 0,025-0,075 m; 0,075-0,125 m; e de 0,125-0,225 m. Foram coletadas amostras deformadas de solo para a avaliação de agregados estáveis em água (AEA, %) e dos teores de COT e de NT. Foi realizado o fracionamento físico granulométrico e densimétrico da MO, sendo as frações leve livre (FLL) e fração leve oclusa (FLO) da camada superficial submetidas às análises de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR). Os AEA em todas as camadas e o diâmetro médio ponderado na camada de 0,025-0,075 m indicaram maior degradação estrutural do solo na entrelinha do SA. Teores mais elevados de COT, NT, C da fração grosseira (CFG), C associado aos minerais (CAM), FLL e FLO na camada superficial foram observados na FH. Entre os usos do solo, os espectros de FTIR foram semelhantes, contudo a FLL apresentou bandas mais intensas na região de 1.072 cm-1, sugerindo maiores quantidades de polissacarídeos em relação à FLO. As densidades de spins obtidas por EPR na FLO foram maiores em relação à FLL, indicando maior humificação desta fração.

Frações de carbono em topossequências de solos sob eucalipto com diferentes históricos de uso

No Brasil, boa parte dos plantios florestais tem sido realizada em solos que apresentam algum grau de degradação física, química ou biológica. A proteção ao solo fornecida pelas árvores, em função da deposição de serapilheira, constitui um dos processos de recuperação de áreas degradadas, e, como a matéria orgânica está relacionada com muitos dos atributos físicos, químicos e biológicos do solo, ela se caracteriza como um fator-chave na manutenção da qualidade ambiental de sistemas florestais. Assim, objetivou-se neste trabalho caracterizar frações da matéria orgânica em solos sob cultivo mínimo de eucalipto com diferentes históricos de uso e posições na paisagem. O estudo foi realizado em três hortos florestais (HFs): Terra Dura, Canafístula e Sanga das Pedras, cultivados com eucalipto no Estado do Rio Grande do Sul. Os solos foram amostrados nas profundidades de 0-5, 5-20 e 20-40 cm. Na profundidade de 0-5 cm, a maioria dos Argissolos dos HFs estudados apresentou teores de carbono orgânico (CO) superiores aos de matas nativas adjacentes. Nas áreas cultivadas, há maior armazenamento de CO no HF Canafístula, sendo notados, em geral, menores teores de CO no terço inferior da encosta em relação às outras posições das topossequências avaliadas. O índice de humificação, em geral, é maior nas áreas de mata em comparação às áreas cultivadas; contudo, ele varia em função da profundidade do solo, da posição amostrada na topossequência e do HF avaliado. Nas profundidades de 0-5 e 5-20 cm, a abundância natural de 13C dos HFs é similar à das áreas de mata nativa, porém há maior teor de 13C na camada mais profunda dos solos cultivados, o que sinaliza para a contribuição à matéria orgânica do solo (MOS) de C oriundo das pastagens que antecederam o eucalipto.

Mineralização de nitrogênio em latossolos adubados com resíduos orgânicos

A taxa de mineralização do nitrogênio (N) varia de um resíduo orgânico para outro, evidenciando-se dependente da sua composição química e interação do material orgânico com o solo. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar a dinâmica de mineralização de N de resíduos orgânicos incubados em Latossolos. O experimento foi conduzido no período de julho de 2007 a abril de 2008, sendo incubadas amostras de estercos, lodos, compostos, substrato e turfa em areia lavada, Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), com 240 e 670 g kg-1 de argila, respectivamente. O N mineralizado foi avaliado medindo-se os teores de N-NH4+ e N-NO3- em lixiviados coletados aos 15, 30, 45, 60, 75, 90, 120, 150, 180, 210, 240 e 270 dias de incubação. A mineralização de N ocorreu a maiores taxas nos períodos iniciais de incubação. O N mineralizado (33 a 199,2 mg kg-1) após 270 dias de incubação é regulado pelos teores de N total e de carbono solúvel em água dos resíduos orgânicos. Independentemente do meio utilizado para incubação, os estercos de galinha e de codorna propiciaram os maiores teores de N mineralizado nos Latossolos. À exceção dos estercos de galinha e codorna, há imobilização líquida de N no LVA; mineralização líquida de N é verificada no LVdf, para todos os resíduos orgânicos. Em relação às formas de N disponibilizadas pelos resíduos, predomina o N-nitrato, sendo a proporção N-nítrico/N-amoniacal dependente da mistura solo-resíduo estudada.

Partição de substâncias húmicas em solos brasileiros

As substâncias húmicas (SH) representam o principal reservatório de carbono orgânico total do solo (COT) e sua partição entre diferentes frações de solubilidade em meio alcalino ou ácido pode guardar relação com o tipo de solo e manejo adotado. O objetivo deste trabalho foi comparar a partição das SHs, de acordo com profundidade, tipo de solo, bioma e uso do solo no Brasil. Revisou-se a literatura, incluindo teses, dissertações, artigos e resumos em anais de eventos, em busca de dados sobre o teor de COT, sua porcentagem como ácidos húmicos (AH), ácidos fúlvicos (AF) e humina (HU) e a razão AH/AF. Os dados foram estratificados por intervalos comparáveis de profundidades (0-5, 5-10, 0-20, 20-50, 50-100 e >100 cm), biomas (Mata Atlântica, Cerrado, Amazônia, Pampa e Caatinga), ordem de solo (Argissolo, Latossolo, Cambissolo, Planossolo, Neossolo, Gleissolo e Organossolo) e principais usos do solo (florestas nativas, pastagem natural, pastagem plantada, eucalipto, culturas perenes e anuais). Os dados foram analisados por estatística descritiva, correlações de Spearman e análise de componentes principais (ACP). Nos Argissolos, Latossolos e Organossolos, a fração HU contribuiu com metade do COT, tendendo a diminuir em profundidade. Para Latossolos e Organossolos, a fração AF tendeu a aumentar em profundidade. Em Neossolos, a fração AH aumentou em profundidade, embora tenha diminuído em Gleissolos e Planossolos. A razão AH/AF geralmente diminui em profundidade. Pela ACP, não foi possível identificar um padrão de agrupamento das amostras em razão do tipo de bioma e uso do solo, sugerindo que a partição das SHs tem baixo potencial como indicador de efeitos do manejo ou condições ambientais, embora seja útil para discriminar processos de humificação em algumas ordens de solo.

Qualidade da matéria orgânica de solos sob cultivo de café consórciado com adubos verdes

O aporte de resíduos orgânicos, associado ao processo de humificação, promove melhoria dos atributos do solo e garante ao agricultor a manutenção do sistema produtivo. As leguminosas visam, além do fornecimento de nutrientes para o café, melhorar a qualidade da matéria orgânica do solo com a formação das substâncias húmicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do uso de leguminosas, como adubo verde, na qualidade das substâncias húmicas em solos sob café em duas condições edafoclimáticas na Zona da Mata de Minas Gerais. Foram cultivados amendoim forrageiro, calopogônio, estilosantes, mucuna e espécies espontâneas durante quatro anos, em duas propriedades de agricultores familiares. Após quatro anos, realizaram-se a coleta de solo, extração e purificação das SH para obtenção dos ácidos fúlvicos (AFs) e húmicos (AHs). Foram realizadas análise elementar (CHNO), UV-visível, infravermelho e termogravimetria do material purificado. Os resultados evidenciaram que os AHs possuem maior peso molecular, hidrofobicidade, condensação, e compostos aromáticos com maior teor de C, conferindo maior estabilidade estrutural em relação aos AFs. O ambiente voltado para a face sul, com menor incidência de luz, menor temperatura e maior umidade, possui substâncias húmicas estruturalmente mais estáveis e resistentes à degradação do que as extraídas de solo voltado para o noroeste. O tratamento com calopogônio apresentou baixo teor de C e elevado teor de O na composição dos AFs, caracterizando compostos de menor estabilidade estrutural em relação aos AFs, sob os tratamentos com estilosantes, mucuna e espontâneas. Nos AHs, o uso das leguminosas apresentaram resultados semelhantes.

DECOMPOSIÇÃO DE LODO DE ESGOTO E COMPOSTO DE LODO DE ESGOTO EM NITOSSOLO HÁPLICO

RESUMO O uso agrícola de lodo de esgoto e derivados no Estado de São Paulo é regulamentado por norma federal e por norma paulista, que recomendam que esses materiais quando incorporados a solos agrícolas devem apresentar no mínimo 30 % de degradação do carbono total. Para observar as frações de degradação de um lodo de esgoto e de um composto, produzido a partir do mesmo lodo juntamente com poda de árvore urbana triturada, realizaram-se dois ensaios de biodegradação de C. As doses dos resíduos foram adicionadas em frascos contendo 500 g de solo coletado na profundidade de 0,00-0,20 m de um Nitossolo Háplico Álico textura argilosa. No ensaio I, as doses de lodo (L) e composto (C) utilizadas consideraram percentuais da necessidade em N para a cultura da cana-de-açúcar, e expressas em Mg ha-1 de resíduo (base úmida): L1 21,2 (100 %); L2 42,4 (200 %); C1 69,4 (50 %); C2 138,9 (100 %); e C3 277,8 (200 %). O ensaio II foi realizado apenas com o lodo de esgoto, utilizando-se doses 5, 10, 15 e 20 vezes maiores que aquelas recomendadas no ensaio I: L3 120; L4 240; L5 360; e L6 480, simulando sucessivas aplicações do resíduo no solo. O C-CO2liberado foi quantificado por meio da medida de condutividade elétrica. O lodo de esgoto no ensaio I apresentou menores frações de degradação quando comparado ao composto orgânico, mas a taxa de decomposição do composto foi menor, provavelmente pela presença de substâncias recalcitrantes resultantes do processo de humificação. A fração de degradação dos resíduos no solo atingiu valor próximo a 30 % apenas para a dose de lodo de esgoto 20 vezes superior à dose exigida pela cultura, e assim não poderiam ser utilizados em solos agrícolas argilosos. Observou-se a necessidade de revisão desse valor adotado pela legislação paulista de uso de resíduos orgânicos em solos.

Frações da matéria orgânica em seis solos de uma toposseqüência no Estado do Rio de Janeiro

O relevo é um importante fator de formação dos solos, condicionando o fluxo de água na paisagem. Com o objetivo de avaliar a influência desse fator sobre a distribuição da matéria orgânica, analisou-se uma toposseqüência de solos localizada no campus da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ. Os seis perfis estudados, Podzólico Vermelho-Amarelo (perfis 1 e 2) localizados no terço superior da encosta, Podzólico Amarelo (perfil 3) situado no terço médio, Planossolo (perfis 4 e 5) no terço inferior e Glei Pouco Húmico (perfil 6) situado ao pé da encosta, apresentaram baixos teores de carbono orgânico total. O fluxo de água condicionou a distribuição das frações da matéria orgânica, principalmente as frações ácidos fúlvicos livres e ácidos fúlvicos. A matéria orgânica apresentou correlação significativa com o valor da cor do solo, com a densidade, porosidade total, conteúdo de Ca2+, K+, Na+, H+, soma de bases e valor T. A via de humificação identificada nos perfis 1, 2, 3, 4 e 5 foi a da insolubilização. No perfil 6, situado ao pé da encosta, a humificação dos compostos orgânicos ocorre pela lenta transformação dos restos vegetais, caracterizando a via de herança como a principal rota de humificação.

Estoques e frações de carbono orgânico em Latossolo Amarelo submetido a diferentes sistemas de manejo

O objetivo deste trabalho foi determinar os efeitos de sistemas de manejo do solo sobre os estoques e as frações de carbono orgânico de um Latossolo Amarelo, no cerrado do Piauí. Foram avaliados os sistemas: plantio convencional por três anos; plantio direto por três e cinco anos, com uso de milheto como cultivo de cobertura; e plantio direto por nove anos, dos quais sete com uso de milheto e dois com forrageira (Urochloa brizantha). Utilizou-se área de cerrado nativo como referência. Amostras de solo foram coletadas nos períodos chuvoso e seco, das camadas de 0,00-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20 e 0,20-0,40 m, para determinação de: estoques e totais de carbono orgânico e nitrogênio; teores de substâncias húmicas; e índice de humificação. Na camada de 0,00-0,05 m, em ambos os períodos, foram observados os maiores teores de carbono no solo sob cerrado. No entanto, nos dois períodos e nas quatro profundidades, verificaram-se os maiores estoques de carbono e nitrogênio bem como os maiores teores de substâncias húmicas nos solos sob plantio direto por cinco e nove anos. Os maiores índices de humificação também foram observados nesses solos, no período seco. O plantio direto, associado ao uso de cultivos de cobertura, diminui a mineralização da matéria orgânica do solo, estoca carbono no solo em profundidade e favorece o sequestro de carbono em áreas do cerrado do Piauí.

Caracterização química e espectroscópica de solos irrigados com efluente de esgoto tratado

A utilização de efluentes de esgoto tratado na irrigação, ao invés de realizar a disposição deste subproduto nos cursos d'água tem sido uma alternativa antiga, popular e atrativa, com triplo propósito: tratamento complementar do efluente, fonte de água e de nutrientes ao sistema solo-planta. Entretanto, no Brasil, a reciclagem de águas residuárias, particularmente, do efluente de esgoto tratado, não é uma prática comum e, conseqüentemente, trabalhos científicos relacionados a este tema são incipientes. Com a finalidade de fornecer mais informações para subsidiar as pesquisas nesta área, este trabalho visa avaliar, por meio de técnicas química e espectroscópica, o processo de humificação na matéria orgânica dos solos irrigados com efluente de esgoto tratado em experimentos de campo. Os cinco tratamentos estudados foram: TSI (controle) - irrigado com água potável e adição de nitrogênio via fertilizante mineral, T100, T125, T150 e T200 irrigado com efluente de esgoto tratado e adição de nitrogênio via fertilizante mineral. Os resultados obtidos mostram variações no teor de carbono e no grau de humificação, para os solos irrigados com efluente de esgoto tratado, decorrentes do aumento da atividade de decomposição da matéria orgânica, estimulada pelo aumento da quantidade de água no solo.