Matéria orgânica do solo e emissão de C-CO2 em diferentes manejos e cultivos agrícolas

O manejo do solo deve ser realizado de tal forma que garanta a produção sustentável ao longo dos anos. Dentre as técnicas empregas, o manejo agroecológico e o plantio direto favorecem a manutenção da cobertura do solo e o aporte de matéria orgânica. Partindo da hipótese de que o maior aporte de resíduos culturais aumenta o conteúdo e estoque de matéria orgânica no solo, bem como reduz a emissão de C-CO2, o objetivo geral da pesquisa foi avaliar o impacto do manejo na matéria orgânica do solo e na emissão de C-CO2, nos períodos secos e chuvosos em diferentes cultivos agrícolas. O capítulo 1 foi desenvolvido na comunidade de Feliz Lembrança, Alegre–ES, onde foram avaliados sistemas de manejo em pastagem (PAST), café a pleno sol (PS) e café em sistema agroflorestal (SAF) e uma mata nativa (MN). O capítulo 2 foi desenvolvido no Incaper de Domingos Martins, onde se avaliou tratamentos de plantio direto de hortaliças sob palhada de gramínea (PD-G), leguminosa (PD-L), consórcio gramínea/leguminosa (PD-GL) e convencional utilizando enxada rotativa no pré-plantio (PC)em um delineamento de blocos casualizados. Amostras de solos em diferentes camadas foram coletadas para caracterização química e da matéria orgânica. Foram realizadas medições de emissão de C-CO2, temperatura do solo, umidade do solo e C biomassa microbiana do solo in situ. Foi utilizada análise de variância multivariada, vinculada a teste de aleatorização e aplicação de contrastes ortogonais no capítulo 1 e análise de variância aplicando teste F e teste de médias no capítulo 2. O SAF apresentou maior conteúdo de C orgânico total (19,8 g/kg) na camada de 0 a 5 cm e a PAST em subsuperfície. O menor estoque de C e N e os maiores valores de quociente metabólico foram encontrados no PS. O SAF reduziu a emissão de C-CO2 em 1,93 Mg ha-1 ano-1 em relação ao PS. O C orgânico total variou de 34,94 a 50,48 g/kg no PD-GL enquanto no sistema PC essa variação foi de 27,11 a 43,74 g/kg no perfil amostrado. A emissão média anual foi de 15,89 Mg C-CO2 ha-1 ano-1para a PD-G enquanto o PD-GL foi de 13,77; PD-L de 13,09 e PC de 11,20 Mg C-CO2 ha-1 ano-1. No PC, o balanço de C foi negativo (-2,15Mg ha-1), além de apresentar as menores médias anuais de umidade do solo e C biomassa microbiana e maior Qmet anual. Sistemas com contínuo e diversificado aporte de matéria orgânica promovem redução na emissão de C-CO2, bem como atuam no sequestro de C atmosférico.

Caracterização da matéria orgânica nas zonas ripárias em diferentes condições de preservação no Cerrado do Planalto Central do Brasil

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2016.

Casca de mamona associada a quatro fontes de matéria orgânica para a produção de mudas de pinhão-manso

Para a produção de mudas de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) geralmente tem sido recomendado o uso de misturas de materiais orgânicas. Uma das alternativas para compor substratos e produzir mudas é a casca de mamona, que é um resíduo gerado em grande quantidade no processo de descascamento das sementes que apresenta teores elevados de macronutrientes. Para testar o efeito do uso da casca de mamona como substrato, conduziu-se experimento em casa de vegetação, na Embrapa Algodão, no período de outubro a dezembro de 2006. Adotou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e duas plantas por parcela. Os tratamentos constituíram-se de misturas de terra e casca de mamona com um dos seguintes materiais: composto de lixo, esterco bovino, lodo de esgoto e torta de mamona. O tratamento-controle foi composto por terra e casca de mamona. Aos 55 dias após o semeio, mediram-se a altura da planta, o número de folhas, a área foliar, o diâmetro caulinar, a massa seca da parte aérea e das raízes e os teores foliares de N, P, K, Ca, Mg, e S. O uso de apenas terra com casca de mamona moída proporciona menor crescimento das mudas. A adição do composto de lixo urbano, lodo de esgoto ou torta de mamona à composição do substrato proporciona melhor desenvolvimento das mudas. Mudas de pinhão manso cultivadas em substratos compostos por misturas de terra, casca de mamona e esterco bovino apresentaram os maiores teores foliares de fósforo, magnésio e enxofre, enquanto aquelas cultivadas em substrato composto por misturas de terra, casca de mamona e lodo de esgoto apresentaram os maiores teores foliares de potássio e cálcio.

Biomassa microbiana e matéria orgânica em solo de Caatinga, cultivado com melão na Chapada do Apodi, Ceará

O uso contínuo, ao longo dos anos, do sistema convencional de preparo do solo pode alterar os atributos microbiológicos do solo, causando a redução da biomassa e da atividade microbiana. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar, sob cultivo do melão (Cucumis melo L.), as alterações microbiológicas do solo, assim como as do teor de matéria orgânica, nas profundidades de 0 a 0,10, 0,10 a 0,20, 0,20 a 0,30 e 0,30 a 0,40 m, ao longo dos anos sob cultivo do melão, durante três, cinco e dez anos, em Cambissolo Háplico eutrófico, a fim de compará-los com os do solo da mata natural (Caatinga). As amostras foram coletadas, aleatoriamente, na Fazenda Melão Doçura, localizada no município de Quixeré, Ceará, e encaminhadas para o Laboratório de Análise de Solos, Água e Planta da UFERSA, Mossoró, Rio Grande do Norte. Determinaram-se os teores de matéria orgânica (MO), o de carbono da biomassa microbiana (CBM) e o quociente microbiano (qMIC). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado (DIC), disposto em esquema fatorial 4 x 4 (Fator I, anos de cultivo; Fator II, causa de variação na profundidade), com três repetições. Os resultados mostraram que a matéria orgânica aumentou a partir dos cinco anos de cultivo do melão. O carbono da biomassa microbiana foi elevado nas camadas superficiais, independentemente do tempo de cultivo, por causa da maior disponibilidade da matéria orgânica, água e nutrientes, e o quociente microbiano diminuiu com o tempo, apresentando menor concentração no cultivo de dez anos do melão, discriminando as possíveis alterações decorrentes do uso agrícola do solo.

Inter-relações da produtividade de cana soca com a resistência à penetração, umidade e matéria orgânica do solo

A cultura da cana-de-açúcar desempenha, sobretudo no aspecto relacionado às fontes energéticas alternativas, importantíssimo papel. No ano de 2009, no município de Suzanápolis (SP), cujas coordenadas são 20º 28' 10'' S e 50º 49' 20'' W, no cerrado brasileiro foi analisada a produtividade da cana soca (2º ciclo) em razão da resistência à penetração, umidade gravimétrica e matéria orgânica de um Argissolo Vermelho eutrófico. O objetivo foi selecionar, entre os atributos pesquisados, aquele com a melhor correlação, a linear e a espacial, para explicar a variabilidade da produtividade da cana-de-açúcar. Foi instalada a malha geoestatística para a coleta de dados do solo e da planta, com 120 pontos amostrais, numa área de 14,53 ha. A matéria orgânica correlaciona-se linear e negativamente com a resistência à penetração, indicando que manejos do solo que visem seu aumento no perfil melhoram suas condições físicas e, por conseguinte, o desenvolvimento e a produtividade da cana-de-açúcar. A umidade gravimétrica (UG) e o teor de matéria orgânica do solo (MO) correlacionam-se direta, linear (UG2 e MO1) e espacialmente (UG1 e MO1) com a produtividade da cana-de-açúcar, demonstrando serem os melhores atributos, dentre os pesquisados, para estimar e aumentar a produtividade agrícola da cana-de-açúcar.

Eletroquímica de solos modais e de sua matéria orgânica em ambientes tropicais

A química do solo vem estudando o comportamento da fração mineral dos solos tropicais intemperizados, incluindo a eletroquímica, o desenvolvimento de cargas e o fenômeno de adsorção. Por causa do amplo espectro a ser coberto no entendimento do comportamento da fração mineral, somado às dificuldades metodológicas, o estudo da complexa fração orgânica dos solos foi relativamente menos desenvolvido. A atual proposta revisita os primeiros trabalhos referentes à química de solos tropicais, buscando relacioná-los com dados de eletroquímica dos estoques de carbono do solo. O objetivo deste trabalho foi revisar aspectos de eletroquímica de solos, determinar e relacionar os pontos de carga zero, por diferentes métodos, os potenciais da dupla camada elétricae a eletroquímica do húmus de solos modais brasileiros, em uma sequência típica de intemperismo, visando a gerar informações para o seu manejo e conservação. Os métodos de estimativa dos ponto de carga zero dos solos apresentam resultados variados, mas com a mesma tendência entre os solos. Há predomínio de cargas negativas em ambas as camadas dos solos estudados. As cargas negativas dos coloides estão diretamente associadas à disponibilidade de elétrons do húmus e ambas diminuem com o estádio de intemperismo do solo.

Caracterização da matéria orgânica natural em águas para consumo humano

O tratamento de água para consumo humano tem por objectivos não só a sua qualidade em termos de parâmetros químicos e físicos, como também microbiológicos. Considerando que a MON pode afectar os sistemas de tratamento, a sua redução minimiza a formação de subprodutos de desinfecção, como por exemplo os trihalometanos e diminui o crescimento de microrganismos ao longo do sistema de distribuição. Nesse sentido tem havido recentemente uma grande evolução na investigação relativamente à remoção de matéria orgânica natural. O principal objectivo deste trabalho foi o de caracterizar a matéria orgânica presente na água bruta e ao longo do processo de tratamento, assim como a sua evolução sazonal. Os dados obtidos a partir desta caracterização poderão contribuir para uma futura optimização no processo de tratamento de águas de consumo. O processo utilizado baseou-se na sorção da matéria orgânica dissolvida em diferentes tipos de resinas de permuta iónica, DAX-8, DAX-4 e IRA-958, permitindo a sua separação em várias fracções: ácidos muito hidrofóbicos (VHA), ácidos ligeiramente hidrofóbicos (SHA), compostos hidrofílicos carregados (CHA) e hidrofílicos neutros (NEU). De acordo com os resultados obtidos apenas a fracção NEU demonstrou ter uma tendência sazonal, apresentando valores máximos no Verão, nos pontos de amostragem referentes à água bruta superficial (PA802) e água bruta superficial após pré-tratamento por filtração (PA800). Os valores de COD não mostraram uma variação sazonal para as amostras de água bruta superficial que rondaram os 2 mg C/L ao longo do período de amostragem (Julho a Outubro), durante o qual se verificou uma baixa pluviosidade e temperaturas médias muito semelhantes. Os compostos NEU predominam em todos os pontos de amostragem não apresentando uma tendência definida ao longo do tratamento. Observou-se uma diminuição das fracções SHA e CHA ao longo do tratamento. Não se pode indicar uma tendência definida relativamente à fracção VHA. Verifica-se globalmente uma diminuição do teor de MON ao longo do tratamento. Este trabalho demonstrou que na água bruta superficial existe uma predominância dos compostos NEU, seguidos dos SHA, dos VHA e finalmente dos compostos CHA. Na água bruta captada no sub-leito do rio, verifica-se apenas a existência dos compostos NEU, sendo as restantes fracções praticamente nulas. Os valores mais elevados de TSUVA254nm foram obtidos para as amostras que não sofreram qualquer tratamento, água bruta do sub-leito (PA903) e superficial (PA802), e água bruta após pré-filtração (PA800). Nos restantes pontos de amostragem, apesar de se verificarem valores inferiores, não se observa uma diminuição deste parâmetro ao longo do tratamento, nem uma variação sazonal. Os valores de TSUVA254nm obtidos são geralmente inferiores a 3 L.mgC-1.m-1, correspondendo a materiais não húmicos, que são considerados biodegradáveis. Para as amostras de água tratada os valores oscilam entre os 1,23 e 1,58 L.mgC-1.m-1, valores inferiores a 2 L.mgC-1.m-1, o que é considerado um valor de referência ao nível do tratamento, segundo a USEPA.

Estudo da influência do material de enchimento na remoção de matéria orgânica, azoto e sólidos em leitos de macrófitas do tipo ESSH

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Sanitária

Consequências do cultivo e do pousio sobre a matéria orgânica do solo sob floresta natural na Amazônia Oriental

São comparadas num mesmo latossolo podzólico amarelo de textura média, situações sob vegetação natural, depois da queimada, após um e cinco anos de cultivo e após três anos de pousio consecutivos a dois anos de cultivo. Depois da queimada e um ano de cultivo, há uma forte diminuição de todos os resíduos vegetais. Esta diminuição foi quantidade na liteira e na camada 0-15 cm do solo através do fracionamento granulométrico da matéria orgânica. Esta evolução continua durante os cinco anos de cultivo e se inverte quando o solo é abandonado à capoeira após dois anos de cultivo. O carbono da fração 0-50 μm, que concentra o complexo argilo-húmico, não sofre grandes variações quantitativas. O fracionamento químico desta fração mostra que, sob cultivo, o húmus é caracterizado por um equilíbrio, comportando mais ácidos fúlvicos, principalmente os extraídos pelo hidróxido de sódio, e menos ácidos húmicos do que no ecossistema natural. Isto indica que o húmus incorpora frações jovens pouco polimerizadas e que há, ao mesmo tempo, despolimerização das frações ligadas às argilas. O equilíbrio inicial se restabelece quando, depois de um curto período de cultivo, se deixa o solo em pousio.

VARIAÇÃO SAZONAL DE SULFATO, ENXOFRE TOTAL E MATÉRIA ORGÂNICA NO GÊNERO HUMIRIANTHERA,EM FUNÇÃO DA IDADE

No período de janeiro a dezembro de 1986 foram coletados 28 (vìnte e oito) espécimens de H. ampla e 09 (nove) de H. rupestris, nas idades adulta e jovem, para determinação dos teores de S04~ e S-total em folha, caule, tubércolo e no solo onde as mesmas se desenvolveram. Em H. ampla o teor de 504~ variou de 0,22-0,78% e em H. rupestris de 0,22-1,30%. O teor de 5 em H. ampla variou de 0,74-0,96% e em H. rupestris de 0,75-1,02%. O teor de S04~em H. ampla obedece a relação folha>tubérculo>caule independente da época e idade fisiológica, enquanto em H. rupestris a relação é tubérculo>folha>caule. 0 S apresenta um comportamento diferente, mantendo a relação tubérculo>caule>folha para H. ampla e tubérculo>folha>caule para H. rupestris. No solo onde H. ampla se desenvolveu não se observou variação do teor de S04~(0,52%) enquanto para H. rupestris a variação foi de 0,27-0,63% sendo maiores na época chuvosa. Devido a interrelação vegetação-solo analisou-se os teores de C-orgânico no material vegetal e no solo.

Os solos de uma Topossequencia na ilha de Algodoal/ Maiandeua, nordeste do estado do Pará, Brasil: composição química e produção de matéria orgânica

O estudo foi realizado na Ilha de Algodoal/Maiandeua no nordeste do Estado do Pará (00° 34' 35" S, 00° 40'00" S e 47° 39'35" WGr, 47° 3Γ25" WGr). Amostraram-se o solo e a matéria orgânica leve, nas profundidades de 0-5 cm, 5-10 cm c 10-20 cm, e a manta orgânica ao longo de uma toposseqüência com solos e cobertura vegetal diversificados. Não foram verificadas diferenças estatísticas entre os componentes químicos da fração ácido fúlvico nos solos estudados.

Fracionamento químico da matéria orgânica e características de ácidos húmicos de solos com horizonte a antrópico da amazônia (Terra Preta)

Os solos da Amazônia que possuem horizonte A antrópico (Au) apresentam elevada fertilidade natural geralmente atribuída ao teor elevado de matéria orgânica e à sua elevada reatividade. Neste estudo foram quantificadas as substâncias húmicas e caracterizados os ácidos húmicos (AH) extraídos da camada 0-20 cm de solos com horizonte Au do estado do Amazonas (Terra Preta de Índio) sob floresta e cultivo agrícola. Também foram investigadas amostras de solos adjacentes sem o horizonte antrópico. A caracterização dos AH foi realizada através de análise termogravimétrica, análise da composição elementar e quantificação dos grupos funcionais (total, carboxílica e fenólica). Os horizontes A de solos antropogênicos apresentaram maior teor de carbono total, comparados aos de solos adjacentes. Entre as frações húmicas, a mais abundante foi a humina. A fração de ácidos húmicos (AH) foi a dominante das frações alcalino-solúveis nos solos estudados. Os AH dos solos antropogênicos tanto sob floresta como sob cultivo agrícola apresentaram maior grau de humificação quando comparados aos AH dos solos sem o horizonte Au. O cultivo agrícola também teve efeito na estabilidade e reatividade dos AH nos solos antropogênicos.

Retenção do dimetoato e sua relação com pH e teores de argila e matéria orgânica nos sedimentos da zona não-saturada de uma microbacia no nordeste paraense

Na agricultura familiar na Amazônia oriental, em particular no nordeste do Pará, são comuns os cultivos semi-perenes com pesada aplicação de agrotóxicos. Em virtude da ampla utilização desses produtos, principalmente o dimetoato, na microbacia hidrográfica do igarapé Cumaru, município de Igarapé-Açu (PA), foi avaliada a retenção dessa substância em amostras da zona não-saturada em laboratório, verificando-se também a influência do pH e dos teores de argila e de matéria orgânica nesse processo. Entre os diversos agrotóxicos utilizados na área, o dimetoato foi selecionado por apresentar maior potencial de lixiviação, segundo o índice GUS (Groundwater Ubiquity Score). Para a quantificação da retenção do dimetoato nos sedimentos da zona não-saturada foi realizado um experimento de sorção. Este último mostrou que, em termos percentuais, a sorção do dimetoato variou de 2.5% a 36.2% (concentração inicial 20 mg.-1) e de 6.20% a 31.0 % (concentração inicial 10 mg.-1). Esses dados comprovam o elevado potencial de contaminação da água subterrânea por essa substância, devido, principalmente, à sua mobilidade e baixa retenção. Devido ao caráter hidrofóbico do dimetoato, que aumenta a sua afinidade com a matéria orgânica, a quantidade sorvida dessa substância se mostrou diretamente proporcional à de matéria orgânica presente nos sedimentos. O pH exerce efeito contrário a este, ou seja, quanto mais elevado o seu valor, menor é a quantidade de dimetoato sorvida. Em relação à variação do teor e ao tipo de argila, foi observado que esses fatores não influenciam na retenção do dimetoato, sendo esse resultado atribuído ao comportamento não iônico desse agrotóxico.

Matéria orgânica em solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima

Solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima são cultivados continuamente por populações indígenas em função da boa fertilidade natural. Este trabalho objetivou avaliar as alterações na matéria orgânica do solo por meio do fracionamento das substâncias húmicas, aplicação de análises de CHNS, estudos termogravimétricos e de Ressonância Paramagnética de Elétrons (EPR). Os maiores teores de C foram observados no Chernossolo sob cultivo contínuo. A fração humina foi predominante em todos os solos, tendo seus teores reduzidos em profundidade. No Nitossolo, houve menor relação ácido húmico/fúlvico. No Chernossolo cultivado, a posição no relevo e a incorporação dos restos culturais parece ter contribuído para manter a estabilidade do solo. Nos demais Chernossolos, a natureza química contribuiu para a ciclagem mais eficiente da matéria orgânica. No Chernossolo e nos Cambissolos não cultivados, a matéria orgânica se apresentou menos estável. No Chernossolo sob cultivo, houve aumento da polimerização do ácido húmico. Os solos com horizonte A chernozêmico, não cultivados, comportaram-se mais uniformes quanto à qualidade dos ácidos húmicos.

Complexação de íons de metais por matéria orgânica dissolvida: modelagem e aplicação em sistemas reais

Os íons de metais pesados são conhecidos tanto pela sua importância fisiológica e industrial, bem como pelo risco ambiental e à saúde humana. Para elucidar o comportamento dessas espécies nos corpos hídricos, os quais recebem grande parte da descarga de metais, seja de origem antrópica ou por fontes naturais, é necessário entender as interações que elas apresentam com o meio, principalmente a especiação química. Um dos mais importantes processos pelos quais passam as espécies metálicas em corpos aquáticos naturais é a interação com a matéria orgânica dissolvida (MOD), que pode ser por adsorção, reações de troca iônica ou por complexação. Neste trabalho foram realizados vários experimentos com o objetivo de descrever o comportamento da complexação de três importantes cátions Cu(II), Cd(II) e Pb(II) com a matéria orgânica (ácido húmico comercial), sob condições diversas de força iônica em meio tamponado. Os resultados foram avaliados de acordo com o modelo de van den Berg e Kramer para a complexação de metais. O modelo foi aplicado na determinação da capacidade de complexação dos íons em amostras reais, oriundas de três rios maranhenses que integram a Amazônia legal: Itapecuru, Bacanga e Pericumã. Nas águas dos rios utilizou-se o parâmetro carbono orgânico dissolvido (COD) para expressar a MOD. Os resultados confirmaram forte interação entre a MOD e íons de metais pesados e que o modelo de van den Berg e Kramer é satisfatório para se estimar a constante de complexação (K) e a concentração de sítios de complexação (Lt). Nas amostras simuladas em laboratório a ordem de complexação dos metais foi Cu(II) > Cd(II) > Pb(II) e a capacidade de complexação mostrou ser linear em função da concentração de ácido húmico comercial. Acredita-se que por ter menor raio iônico, o íon Cu(II) possui maior afinidade com os sítios de complexação. Nas amostras retiradas dos corpos aquáticos, observou-se que o rio com maior concentração de COD (rio Bacanga) apresentou maior capacidade de complexação; entretanto, a ordem foi Pb(II) > Cu(II) > Cd(II) provavelmente devido à presença de íons Cu(II) em maior quantidade nas águas dos rios.