Química da matéria orgânica e pedogênese em Latossolos húmicos sob vegetação de cerrado

A matéria orgânica do solo (MOS) representa um importante reservatório de carbono (C) nos ecossistemas terrestres. O conteúdo de C estocado no solo pode ser liberado para a atmosfera na forma de CO2, com a decomposição da MOS, ou pode ser aumentado com a entrada de resíduos e retenção da MOS. Nesse sentido, é importante entender os mecanismos de estabilidade e retenção da MOS para predizer como os solos respondem a mudanças, quer sejam elas induzidas por alterações climáticas ou por práticas de manejo. Dentro dos Latossolos, classe que ocupa cerca de 32 % do território brasileiro, há aqueles que possuem horizonte A húmico hiper espesso e, portanto, com maior estoque de C. Aspectos sobre a origem, formação e preservação do horizonte A húmico destes solos em suas ocorrências em diferentes biomas ainda não foram completamente elucidados e estão estritamente ligados à fonte, dinâmica e mecanismos de preservação e distribuição da MOS no solo. O objetivo deste trabalho é entender a gênese da MO dos Latossolos húmicos que ocorrem no Bioma Cerrado, por meio da caracterização molecular pela técnica da pirólise acoplada à cromatografia gasosa e espectroscopia de massas (pirólise - CG/EM). Para isso, foram coletadas amostras dos horizontes A em dois perfis de Latossolos com horizonte A húmico (LH1, LH2) e um perfil de Latossolo com horizonte A moderado (solo de referência; LNH) situados em superfície de aplanamento adjacente à Serra do Espinhaço, no município de Grão Mogol - MG, sob clima tropical semi-úmido e vegetação de cerrado sensu strictu. Por meio da descrição morfológica dos solos em diferentes níveis de observação (campo, lupa e microscópio) procurou-se entender melhor os mecanismos de espessamento do horizonte A e a distribuição de partículas de carvão ao longo do perfil. As amostras dos horizontes foram submetidas ao fracionamento físico e extração da MOS, gerando as seguintes frações: fração leve livre (FLL); fração leve oclusa (FLO), fração extraível com NaOH (EXT) e resíduo (RES). A morfologia dos perfis evidencia a intensa e longa atividade biológica (fauna e raízes) a que esses solos foram e estão submetidos. Isso explica a abundância de microagregados e a consequente macropososidade elevada, assim como a ampla distribuição de fragmentos de carvão em todo o horizonte A, e parte do B, com dimensões milimétricas a submilimétricas, sugerindo a fragmentação destes ao longo do tempo. Foi evidenciado o maior conteúdo de carvões nos dois LHs em comparação ao LNH. A distribuição da MOS nas frações estudadas foi a mesma para os três perfis estudados: RES>EXT>FLL>FLO, que mostra a importância da fração RES para estes solos. Produtos da carbonização (Black carbon; BC: hidrocarbonetos poliaromáticos) foram mais abundantes na fração RES e FLO, no entanto, a maior diferença qualitativa entre a MOS de LHs e LNH diz respeito à abundância de BC na fração RES, que é maior em LHs do que LNH; confirmando a maior quantidade de carvões em LHs verificada na morfologia. Um índice de degradação do BC foi estabelecido com base em análise fatorial com os todas as frações estudadas e produtos poliaromáticos. Este índice, aplicado às frações EXT e RES, mostrou que a degradação do BC aumenta com a profundidade/idade, e não houve diferenças significativas entre os perfis estudados. Portanto, LHs provavelmente tem maior entrada de carvões, o que deve estar ligado a um histórico de maior incidência de incêndios ou maior abundância local de espécies arbóreas.

Avaliação da remoção de matéria orgânica e nutrientes por sorção em solos residuais

A recarga artificial de aquíferos (RAQ) com águas residuais tratadas (ART) é uma prática que pode contribuir para a reposição de volumes de água no solo, que pode ser muito vantajoso em áreas com déficit hídrico ou com sobre-exploração de águas subterrâneas. No entanto, as cargas residuais das ART (p.e. matéria orgânica, nutrientes, metais pesados e microrganismos patogênicos) podem constituir uma desvantagem para a qualidade da água subterrânea, se o solo apresentar condições desfavoráveis para a sua infiltração. Realizaram-se ensaios laboratoriais em batelada para avaliar a remoção de matéria orgânica e nutrientes (formas de nitrogênio e fósforo) na componente fina de um solo residual granítico, proveniente de uma zona previamente selecionada para a infiltração de ART, localizada no nordeste da região da Beira Interior (Quinta de Gonçalo Martins, Guarda, Portugal). Os resultados dos ensaios de sorção em batelada mostram uma boa remoção de P-PO4, por complexação e precipitação, o que indica que o solo apresenta capacidade reativa para remover a carga residual de fosfato das ART. Após realização dos ensaios em batelada, as propriedades do solo mantiveram-se praticamente inalteradas.

Avaliação de processo de lodos ativos por batelada seguido de tratamento terciário com ênfase na remoção de matéria orgânica e na sedimentabilidade do lodo

This paper evaluate the performance of a Wastewater Treatment Plant (WWTP) in sequential batch activated sludge modality with tertiary treatment step, located in high temperature region. It also presents the analysis of organic matter’s removal and the evaluation of sludge sedimentation conditions through reactors in bench scale, fed with different substrate’s and biomass’ concentrations, from the WWTP in study. The results showed high efficiency and stability of the treatment process using Sequential Batch Reactors for domestic sewage, even with sudden changes of organic and hydraulic load, reaching more than 90% of efficiency in the removal of biodegradable organic matter. The removal of organic matter and sedimentation tests in bench reactors showed the good performance in respect of the organic matter’s removal, however, the high concentration of micro-organism results in a lower sludge sedimentation rate, which can compromise the quality of the final effluent. The relation Food/Microorganism in the conditions of the WWTP’s current operation showed a value of 0.06 gCOD/gVSS.d. and zonal sedimentation velocity of 0.59 m/h, the great ratio of the concentration of the substrate by biomass concentration, which obtained the maximum operational efficiency, showed a value of 0.09 gCOD/gVSS.d. and zonal sedimentation velocity of 1.4 m/h.

Avaliação de processo de lodos ativos por batelada seguido de tratamento terciário com ênfase na remoção de matéria orgânica e na sedimentabilidade do lodo

This paper evaluate the performance of a Wastewater Treatment Plant (WWTP) in sequential batch activated sludge modality with tertiary treatment step, located in high temperature region. It also presents the analysis of organic matter’s removal and the evaluation of sludge sedimentation conditions through reactors in bench scale, fed with different substrate’s and biomass’ concentrations, from the WWTP in study. The results showed high efficiency and stability of the treatment process using Sequential Batch Reactors for domestic sewage, even with sudden changes of organic and hydraulic load, reaching more than 90% of efficiency in the removal of biodegradable organic matter. The removal of organic matter and sedimentation tests in bench reactors showed the good performance in respect of the organic matter’s removal, however, the high concentration of micro-organism results in a lower sludge sedimentation rate, which can compromise the quality of the final effluent. The relation Food/Microorganism in the conditions of the WWTP’s current operation showed a value of 0.06 gCOD/gVSS.d. and zonal sedimentation velocity of 0.59 m/h, the great ratio of the concentration of the substrate by biomass concentration, which obtained the maximum operational efficiency, showed a value of 0.09 gCOD/gVSS.d. and zonal sedimentation velocity of 1.4 m/h.

Fontes de matéria orgânica para a formulação de fertilizantes organominerais peletizados no desenvolvimento da cultura do sorgo

Organo-mineral fertilizers have been used to both meet plants’ nutritional needs and reduce producers’ reliance on mineral fertilizers. This practice improves both the use of nutrients by plants and the soil structure due to the organic matter in these fertilizers. This study aimed to determine the effect of organic matter sources in the composition of organomineral fertilizers and compare it to the effect of traditional mineral fertilizers when it comes to the initial development of sorghum. Research was carried out in a greenhouse at the Federal University of Uberlandia, in Uberlandia, Minas Gerais, Brazil. Sorghum seeds of grain-bearing simple hybrid 1G100 were used in the seeding process. The experiment followed a randomized complete block design in a 4 x 3 + 2 factorial arrangement. Factors included four levels (50, 75, 100 and 125% of 450 kg ha-1, which is the recommended dose for sorghum crops), three organic matter sources in the composition of the organomineral fertilizers (sewage sludge, filter cake, and peat), a control (100% mineral fertilizer), and an untreated check (no fertilizers). Each experimental plot consisted of four plants divided into two pots. Oxisol was used in all pots. Analyses were performed at 30 and 60 days after seeding (DAS) and targeted: plant height, stem diameter, chlorophyll A, chlorophyll B, and leaf area. After this period, plants were removed from the soil, and had their aerial parts isolated to be dried in an air-forced oven before measurement of their dry mass. Means of the organomineral fertilizers outperformed those of both control and untreated check plots in almost all variables at 30 DAS. The only exception was variable stem diameter, in which organomineral fertilizers outperformed untreated check plots only. Sorghum fertilized with organomineral fertilizers also showed positive results in the variables analyzed at 60 DAS: even with dose reduction, their means were similar to those found in control plots. Organomineral fertilizers had higher means in some variables, such as diameter and dry mass of the aerial part, than both control and untreated check plots. In the conditions set in this study and considering the variables herein reported, organomineral fertilizers can substitute mineral fertilizers in the initial development of sorghum, even with some dose reductions.

Qualidade física e matéria orgânica do solo em sistema de integração lavoura - pecuária submetido a doses de nitrogênio

The animal trampling favors the soil compaction process in sheep raising and crop production integrated systems. This compression has negative effects, hindering the development of roots, the availability of nutrients, water and aeration, causing production losses, making it essential for the assessment of soil physical attributes for monitoring soil quality. Soil organic matter can be used to assess the quality of the soil, due to its relationship with the chemical, physical and biological soil properties. Conservation management system with tillage, along with systems integration between crops and livestock are being used to maintain and even increase the levels of soil organic matter. For that, a field experiment was carried out over a Oxisol clayey Alic in Guarapuava, PR, from de 2006 one. experiment sheep raising and crop production integrated systems The climate classified as Cfb .. The study was to evaluate the soil physical properties and quantify the stock of soil organic carbon and its compartmentalization in system integration crop - livestock with sheep under four nitrogen rates (0, 75, 150 and 225 kg ha-1) in the winter pasture, formed by the consortium oat (Avena strigosa) and ryegrass (Lolium multiflorum) and the effect of grazing (with and without). The soil samples blades density evaluations, total porosity, macro and micro, aggregation and carbon stocks were held in two phases: Phase livestock (after removal of the animals of the area) and phase crop (after maize cultivation). The collection of soil samples were carried out in layers of 0-0.5, 0.05-0.10, 0.10-0.20 and m. Data were subjected to analysis of variance and the hypotheses tested by the F test (p <0.05). For the quantitative effect data regression and the qualitative effect used the test medium. In non-significant regressions used the average and standard deviation treatments. The animal trampling caused an increase in bulk density in the 0.10-0.20 m layer. The dose of 225 kg N ha-1 in winter pasture increased total soil porosity at 8% compared to dose 0 kg N ha-1 in the crop stage. The grazing had no effect on soil macroporosity. GMD of aggregates in the phase after grazing the surface layer was damaged by grazing. Nitrogen rates used in the winter pasture and grazing not influence the total organic carbon stocks. The TOC is not influenced by nitrogen fertilization on grassland. The grazing increases the stock of POC in the 0.10-0.20 m layer livestock phase and cause the stock of POC in the 0-0.5 m layer in the crop stage. The MAC is not influenced by N rates applied in the pasture or by grazing.

Carbono e frações granulométricas da matéria orgânica do solo sob sistemas de preparo de área tradicional e alternativo na Amazônia Oriental.

O manejo do solo afeta a dinâmica das frações granulométricas da matéria orgânica do solo. Objetivou-se com este estudo avaliar o estoque de carbono e nas frações granulométricas da material orgânica do solo (MOS) em áreas submetidas a preparo de área com corte-queima e corte-trituração da vegetação. O experimento foi desenvolvido na Fazenda Escola de Igarapé-Açú (PA). Avaliaram-se os seguintes sistemas: (1) sistema com preparo de área com trituração da vegetação e enriquecimento de capoeira durante o pousio com leguminosas arbóreas; (2) sistema com preparo de área com queima da vegetação e (3) floresta sucessional com mais de 20 anos. As amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-5, com dez amostras compostas (cinco simples) por sistema. Houve perdas significativas de C estocado no solo e nas frações granuloméricas. O manejo de preparo de área afetou a dinâmica do carbono no solo e nas frações da matéria orgânica. O sistema com corte-trituração e enriquecimento de pousio com leguminosas arbóreas estocou mais carbono no solo e nas frações granulométricas em relação ao sistema com queima.

Frações lábeis da matéria orgânica do solo em cultivos de palma de óleo (Elaeis guineenses) em sistemas agroflorestais no nordeste Paraense.

A matéria orgânica lábil representa um importante indicador de qualidade do solo, as práticas de manejo no sistema influenciam diretamente na qualidade desse material. Objetivou-se com este estudo avaliar a disposição das frações lábeis da matéria orgânica do solo, através do fracionamento densimetrico, em cultivos tradicional e alternativo de palma de óleo (Elaeis guineenses). O trabalho foi desenvolvido no município de Tomé Açú. Foram considerados três sistemas: (1) Sistema com baixa diversidade de espécies (Adubadeiras); (2) sistema com alta diversidade de espécies (Biodiverso) e (3) sistema de cultivo convencional. As frações da matéria orgânica do solo não são sensíveis a variabilidade espacial de sistemas com palma de óleo, nas condições estudadas. O cultivo de palma de óleo em sistema alternativo, ou seja, integrados ao SAFs acumula mais fração leve-livre quando comparado com o sistema convencional.

A matéria orgânica é a vida do solo.

Matéria orgânica serve de alimento para os macro e microrganismos do solo que são decompositores, ou seja, aqueles que decompõem os resíduos em partes menores para se alimentar.

Efeito do cultivo de paricá em sistemas integração lavoura-pecuária-floresta sobre as propriedades físicas e teor de matéria orgânica de um latossolo amarelo.

2016

Uso de milheto e sorgo como forragem no período seco do ano em integração lavoura e pecuária e seu impacto na matéria orgânica do solo na Região Amazônica.

O objetivo é avaliar a produtividade e qualidade alimentar de milheto e sorgo em iLP, com plantio direto ou convencional em terra firme e seu impacto na matéria orgânica do solo. Parcelas de 5 m x 5 m de ADR 300 e ADR 500 (milheto) e BRS 802 e BRS 810 (sorgo), arranjadas em fatorial, seguindo delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições, serão semeadas em plantio direto e convencional em área antes cultivada com milho.

Qualidade da matéria orgânica de argissolo acinzentado decorrente da aplicação de compostos orgânicos.

As substâncias húmicas podem ser separadas nas frações ácidos fúlvicos (CAF), ácidos húmicos (CAH) e humina (CH). Diversas relações entre as frações húmicas têm sido utilizadas no estudo da matéria orgânica, sendo a razão CAH/CAF um indicador da condensação da matéria orgânica solúvel. Outras razões utilizadas são as relações CH/CAH + CAF e CAH +CAF +CH/Ctotal que fornecem informações sobre a estabilidade estrutural e o grau de humificação da MOS, respectivamente. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação de compostos orgânicos na distribuição das frações e na qualidade da matéria orgânica de um Argissolo Acinzentado cultivado com melão em sistema orgânico de produção. O estudo foi realizado no Perímetro Irrigado Senador Nilo Coelho em Petrolina-PE. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com quatro repetições. Os tratamentos constaram da aplicação, no sulco de plantio, de cinco compostos orgânicos (C.O.) preparados com diferentes tipos de resíduos e uma testemunha absoluta, tratamento um, onde não foi aplicado composto orgânico. A adição de compostos modificou pouco o conteúdo de carbono nas frações humificadas, mas alterou a qualidade da matéria orgânica do solo.

Fracionamento da matéria orgânica e caracterização dos ácidos húmicos e sua utilização no sistema brasileiro de classificação de solos.

A importância da matéria orgânica do solo nos estudos de pedologia e em especial na classificação de solos pode ser constatada pela utilização de atributos como os teores de carbono orgânico e grau de decomposição da matéria orgânica a partir do teor de fibras. Alguns trabalhos desenvolvidos recentemente no Brasil com substâncias húmicas em solos buscaram estabelecer padrões que poderiam ser utilizados na separação de horizontes (atributo diagnóstico), classificação dos horizontes ou mesmo relações com propriedades edáficas que conotam fertilidade dos solos. Este trabalho teve como objetivos: caracterizar diferentes horizontes diagnósticos de solos por meio das substâncias húmicas e dos ácidos húmicos; e propor o uso de atributos relacionados às substâncias húmicas na categorização dos níveis hierárquicos inferiores (família e série) do SiBCS. Foram utilizados materiais de solo de 169 horizontes diagnósticos, sendo: 13 O hístico, 30 H hístico, 42 chernozêmico, 39 A húmico, 45 B espódico. Foram avaliadas as propriedades químicas: COT, pH, SB, H+, Al3+, CTC e V%; propriedades físicas: areia, silte e argila; fracionamento quantitativo das substâncias húmicas: fração ácidos fúlvicos (C-FAF), fração ácidos húmicos (C-FAH) e fração humina (C-HUM), relações C-FAH/C-FAF, C-EA/C-HUM e C-EA/COT (C-EA = C-FAF + C-FAH) e a %FAF, %FAH, %HUM, % EA. Em ácidos húmicos (AH) purificados foram realizadas análises espectroscópicas na região do visível e infravermelho, composição elementar e termogravimétrica; além de, no extrato alcalino (EA) análise espectroscópica na região do visível. O fracionamento quantitativo das substâncias húmicas apresentou distribuições diferenciadas entre os tipos de horizontes diagnósticos de solos, destacando-se no O hístico e H hístico o predomínio da humina com média de 53% e 39%, respectivamente, seguido dos ácidos húmicos e ainda para o último, altos valores da relação C-FAH/C-FAF (média de 5,6). No A chernozêmico observou-se o predomínio absoluto da humina com média de 71% e baixos valores da relação C-EA/C-HUM (média de 0,2) enquanto no A húmico houve predomínio da humina (média de 47%), seguida dos ácidos húmicos. No B espódico o predomínio dos ácidos fúlvicos e húmicos com média de 30% e 44%, respectivamente, e altos valores da relação C-FAH/C-FAF com média de 9,9 (maioria superiores 1,0) e C-EA/C-HUM com média de 16,5 (maioria superiores 2,0). Pela avaliação das variáveis relacionadas à espectroscopia do visível e infravermelho, composição elementar e termogravimetria dos AH, e na região do visível para o EA, observou-se características semelhantes e ausência de padrão diferencial independente da gênese dos solos. Com base na distribuição das substâncias húmicas foram feitas as seguintes propostas de características diferenciais no SiBCS: Matéria Orgânica Estável (horizontes minerais superficiais) - C-EA/C-HUM ? 0,5, Matéria Orgânica Iluvial (horizontes minerais subsuperficiais) - C-EA/C-HUM ? 2,0 e, Potencial de Lixiviação (sistema ou solo) - C-FAH/C-FAF e C-EA/C-HUM ? 1,0. O estabelecimento de classes com os valores das substâncias húmicas também foi eficiente para individualizar grupos pela comparação das propriedades químicas, o que valida a proposta de utilização dessas variáveis para a classificação desses horizontes nos níveis de família ou série e podem contribuir para a estruturação do SiBCS nos níveis hierárquicos inferiores (5º e 6º).

Frações lábeis da matéria orgânica do solo em cultivo de palma de óleo em sistemas agroflorestais em Tomé-Açu, Pará.

Objetivou-se avaliar o efeito da variabilidade espacial do manejo do solo e a conversão de uma floresta sucessional em cultivos de palma de óleo (Elaeis guineensis) em sistemas agroflorestais (SAFs) nas frações lábeis da matéria orgânica do solo em Tomé-Açu, PA. Foram avaliados dois SAFs com cultivo de palma de óleo, sendo um menos diversificado (leguminosas arbóreas) e outro mais diversificado (espécies frutíferas e florestais). Os SAFs foram comparados com uma floresta secundária de 20 anos. As amostras foram coletadas nas áreas influenciadas pela linha de palma de óleo (Palma, Pilha e Carreador) e na área influenciada pelas linhas de plantio das espécies dos SAFs. As frações foram separadas por diferença de densidade dos resíduos orgânicos através do método de fracionamento densimétrico com utilização de NaI (iodeto de sódio d=1,8 g cm-3). O teor das frações lábeis sofreu influencia do manejo de local de coleta e sistema de uso do solo. A conversão de floresta sucessional para cultivo de palma com SAFs diminui o teor das frações lábeis da matéria orgânica do solo.