instituto federal de educaÇÃo, ciÊncia e tecnologia de...
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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE MATO GROSSO
CAMPUS CUIABÁ - BELA VISTA DEPARTAMENTO DE ENSINO
MAYARA DIAS SIQUEIRA
ESTIMATIVA DE SEQUESTRO DE CARBONO E QUALIDADE DA MATÉRIA
ORGÂNICA NOS SOLOS DO PANTANAL NORTE MATOGROSSENSE.
Cuiabá 2016
TECNOLOGIA EM GESTÃO AMBIENTAL
MAYARA DIAS SIQUEIRA
ESTIMATIVA DE SEQUESTRO DE CARBONO E QUALIDADE DA MATÉRIA
ORGÂNICA NOS SOLOS DO PANTANAL NORTE MATOGROSSENSE.
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Tecnologia em Gestão Ambiental do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Campus Cuiabá - Bela Vista para obtenção de título de graduado.
Orientador: Profa. Dra. Elaine de Arruda Oliveira Coringa
Cuiabá 2016
Divisão de Serviços Técnicos. Catalogação da Publicação na Fonte. IFMT Campus
Cuiabá Bela Vista
Biblioteca Francisco de Aquino Bezerra
S615e
Siqueira, Mayara Dias.
Estimativa de sequestro de carbono e qualidade da matéria orgânica
dos solos do Pantanal Norte Matogrossense./ Mayara Dias Siqueira._
Cuiabá, 2016.
49 f.
Orientadora: Profª. Drª. Elaine de Arruda Oliveira Coringa
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Instituto Federal de
Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso. Campus Cuiabá – Bela
Vista. Curso Superior de Tecnologia em Gestão Ambiental.
1. Fracionamento físico – TCC. 2. Substâncias húmicas – TCC. 3.
Pantanal – TCC. I. Coringa, Elaine de Arruda Oliveira. II. Título.
IFMT CAMPUS CUIABÁ BELA VISTA CDU 332.368:(817.2)
CDD 631.46.981.72
DEDICATÓRIA
A Deus e a minha família presente em
todos os momentos da construção desta
pesquisa.
AGRADECIMENTOS
A PROPES/ IFMT pela concessão de bolsa para a realização desta pesquisa.
A todos os professores do IFMT que ao longo desses três anos estiveram presentes
em minha formação.
À minha família, aos meus pais Luiz Augusto e minha mãe Shirlene e minha irmã
Thayane, pela compreensão e apoio.
A minha avó Mareny pelo carinho de sempre.
A minhas amigas e parceiras de laboratório Thelma Ferreira e Lucimeire Lima que
ajudaram na execução das análises.
E a minha orientadora Profa. Dra. Elaine de A. O. Coringa pela excelente orientação,
incentivo e ensinamento.
Enfim, a todos que, de alguma forma, contribuíram para a realização desta pesquisa
e para meu crescimento pessoal e profissional.
Ninguém ignora tudo. Ninguém sabe tudo. Todos nós sabemos
alguma coisa. Todos nós ignoramos alguma coisa. Por isso
aprendemos sempre.
A humildade exprime uma das raras certezas de que estou certo:
a de que ninguém é superior a ninguém.
Paulo Freire
RESUMO
Áreas úmidas como o Pantanal são reconhecidas por sua biodiversidade e pela importância nos ciclos biogeoquímicos, sobretudo do ciclo do Carbono. Essas áreas são consideradas grandes estocadoras de carbono. O objetivo desse estudo foi determinar o estoque de carbono no solo e nas frações da matéria orgânica, por meio do fracionamento granulométrico e extração das substâncias húmicas, sendo assim possível determinar o quanto de carbono está estocado e em quais frações ele está presente. Para isso foram escolhidos quatro perfis de solos representativos do Pantanal Norte Mato-grossense sendo eles: Plintossolo, Planossolo, Gleissolo e Vertissolo. Dos perfis analisados o Plintossolo apresentou maior estoque de carbono orgânico total no perfil estocando 219,01 Mg C ha-1 e foi o único perfil a estocar maior parte do carbono na fração orgânica (COM). Com relação às substâncias húmicas foram observados maiores valores de ácidos fúlvicos no Plintossolo e Planossolo. No Gleissolo e Vertissolo foram encontrados maiores valores de carbono na fração humina.
Palavras-chaves: Fracionamento físico, Substâncias húmicas, Pantanal.
ABSTRACT
Wetland areas such as the Pantanal are recognized for their biodiversity and the
importance in biogeochemical cycles, mainly the carbon cycle. These areas are
considered large carbon storage. The aim of this study was to determine the carbon
stock in the profile and compartments of organic matter through the granulometrically
fractioning of the partiple size and extraction of humic substances, therefore, it's
possible to determine how much carbon is stored and in which fractions it is present.
For that were chosen four representative soil profiles of the Pantanal North Mato
Grosso: Plinthosol, Planosol, Gleysol and Vertisol. Profiles analyzed the Plinthosol
showed higher stock of total organic carbon of stocking profile 219,01 Mg C ha-1 and
was the only profile to stock most of the carbon in the organic fraction (COM).
Regarding the humic substances were observed higher values of fulvic acids in
Plinthosol and Planosol. On the Gleysol and Vertisol were found higher carbon values
in the humin fraction.
Keywords: physical fractionation, humic substances, Pantanal.
LISTA DE FIGURAS
01 Localização das trincheiras abertas ao longo da rodovia MT-370............. 21
02 Plintossolo Argilúvico alítico típico.............................................................. 23
03 Planossolo Háplico eutrófico típico............................................................. 23
04 Gleissolo Háplico alítico argissólico............................................................. 23
05 Vertissolo Hidromórfico órtico típico............................................................. 23
06 Amostras em bloco digestor......................................................................... 24
07 Etapas do fracionamento físico da matéria orgânica (A): amostras em água destilada; (B) Amostras submetidas à dispersão em ultrassom.....................................................................................................
26
08 Fracionamento físico da matéria orgânica (A): amostras após secagem em estufa; (B): amostras maceradas..................................................................
26
09 Determinação do carbono orgânico total na fração grossa........................... 27
10 Etapas do fracionamento químico das SHs (a) (A): Amostras em tubo tipo falcon com NaOH 0,1 mol L-1; (B): Amostras em agitador vertical de solos..
27
11 Etapas do fracionamento químico das substâncias húmicas (b) (A): amostras em centrífuga; (B): sobrenadante em copo coletor........................
28
12 Ajuste de pH do extrato alcalino (A): ajuste do pH com H2SO4 20%; (B) formação do AH precipitado.........................................................................
28
13 Extração das substâncias húmicas (A): Bomba à vácuo e Kitassato; (B) AH retido em membrana....................................................................................
29
14 Ácido fúlvico (cor clara) e ácido húmico (cor escura) após fracionamento.... 29
15 Teor de COT (g kg-1) nos horizontes dos perfis dos solos representativos do Pantanal de Poconé/MT.........................................................................
32
16 Estoque de carbono (Mg C ha-1) nos horizontes dos perfis dos solos representativos do Pantanal de Poconé/MT................................................
37
LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
μm Micrómetro
AF Ácido fúlvico
AH Ácido húmico
Aw Tropical úmido
C Carbono
COM Carbono associado aos minerais (argila+silte)
COP Carbono associado as partículas (areia)
COT Carbono orgânico total
CO2 Dióxido de carbono
CTC Capacidade de troca catiônica
Ds Densidade do solo
E Espessura da camada do solo (cm)
EC Estoque de Carbono (Mg C ha-1)
HUM Humina
MOS Matéria Orgânica do Solo
Mg Megagrama (106 g)
nm Nanômetro
N Nitrogênio
P Fósforo
Pg Pentagrama (1019 g)
pH Potencial hidrogeniônico
SHs Substâncias húmicas
SFA Sulfato Ferroso Amoniacal
TFSA Terra fina seca ao ar
Vba Volume de SFA gasto na titulação do branco aquecido
Vbn Volume de SFA gasto na titulação do branco sem aquecimento
Vam Volume de SFA gasto na titulação da amostra
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Características e localização dos perfis dos solos amostrados...... 22
Tabela 2 Carbono orgânico (g kg-1) associado às frações granulométricas da MOS dos solos do Pantanal de Poconé.....................................
34
Tabela 3 Estoque de Carbono (Mg C/ha-1) nos principais biomas brasileiro.. 38
Tabela 4 Carbono orgânico (g kg-1) associado às substâncias húmicas da MOS e suas relações nos solos representativos do Pantanal de Poconé/MT.......................................................................................
39
SUMÁRIO
1. Introdução ........................................................................................... 14
2. Revisão de literatura............................................................................ 16
2.1. Solos inundados: o caso do Pantanal.................................................... 16
2.2. Estoque de Carbono (EC) em solos do Pantanal e sua importância ambiental................................................................................................
17
2.3. Proteção física da matéria orgânica.......................................................
18
2.4. Substâncias Húmicas do Solo............................................................... 19
3. Material e métodos.............................................................................. 21
3.1 Descrição da área de estudo................................................................. 21
3.2 Preparação das amostras....................................................................... 24
3.3 Análises laboratoriais.............................................................................. 24
3.3.1. Determinação do carbono orgânico total (COT)..................................... 24
3.3.2 Determinação do EC (estoque de carbono) nos perfis........................... 25
3.3.3. Fracionamento físico da matéria orgânica.............................................. 26
3.3.4 Extração e fracionamento químico das substâncias húmicas................ 27
3.3.5 Determinação do carbono orgânico total nas frações das substâncias húmicas...................................................................................................
30
3.4 Tratamento estatísticos dos resultados................................................. 31
4. Resultados e discussão....................................................................... 32
4.1. Carbono orgânico total e carbono nas frações granulométricas da matéria orgânica.....................................................................................
32
4.2. Estoque de Carbono nos perfis.............................................................. 37
4.3. Substâncias húmicas da matéria orgânica............................................. 39
5. Conclusões .......................................................................................... 42
6. Referências .......................................................................................... 43
7. Anexo..................................................................................................... 49
14
1. INTRODUÇÃO
A matéria orgânica corresponde entre 1% e 4% da composição do solo e
embora em menor proporção em relação aos demais compartimentos do solo, a
matéria orgânica é de extrema importância para a manutenção da qualidade do solo,
bem como de sua fertilidade.
Além de influenciar positivamente nas propriedades físicas, químicas e
biológicas do solo, a MOS tem sido reconhecida como uma aliada fundamental no que
diz respeito ao sequestro de carbono atmosférico. Estudos apontam que o solo por
meio da MOS representa o maior reservatório de carbono da superfície terrestre,
chegando a estocar na profundidade de um metro de solo cerca de 1.500 Pg de
carbono.
Porém solos com manejo inadequado podem ter suas propriedades
comprometidas e influenciar diretamente na quantidade de matéria orgânica no solo,
pois interfere na cobertura vegetal do solo, taxa de deposição de resíduos vegetais, e
na taxa de decomposição microbiana desses resíduos vegetais. Alterações mesmo
que mínimas no solo podem alterar o conteúdo da MOS e refletir em significante
impacto na concentração de CO2 atmosférico em escala global.
Diante desse contexto as áreas úmidas são de grande importância, pois
regulam o regime de água, abrigam uma grande biodiversidade de espécies
endêmicas1 e cumprem importante papel na mitigação das mudanças climáticas, uma
vez que são grandes reservatórios de carbono.
De acordo com a Convenção de Ramsar2 entende-se por áreas úmidas toda
extensão de pântanos, charcos e turfas, ou superfícies cobertas de água, de regime
natural ou artificial permanentes ou temporárias, contendo água parada ou corrente,
doce, salobra ou salgada3. Entre as áreas úmidas listadas na Convensão de Ramsar
está o Pantanal, maior planície alaga do mundo.
O Pantanal é de extrema importância para a conservação de espécies
endêmicas seja da flora ou da fauna, além de proporcionar a distribuição de nutrientes
1 Espécies que ocorrem exclusivamente em determinada região geográfica
2 Tratado intergovernamental que estabelece marcos para ações nacionais e para cooperação entre países com o objetivo de promover a conservação e o uso racional de zonas úmidas no mundo. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/biodiversidade/biodiversidade-aquatica/zonas-umidas-convencao-de-ramsar>. Acesso em: 20/01/2016. 3 Definição retirada da cartilha: Cuidar das Zonas Úmidas uma resposta às mudanças climáticas. Disponível em: < http://www.mma.gov.br/estruturas/205/_publicacao/205_publicacao29112010033202.pdf>. Acesso em: 20/01/2016
15
essenciais a várias espécies. Ademais o Pantanal é considerado um grande
reservatório de carbono, devido a prevalência da atividade de organismos anaeróbios
tornando a taxa de decomposição mais lenta o que permite que mais matéria orgânica
seja estocada.
Entretanto o maior interesse para o entendimento do papel do carbono no solo
e no balanço global de carbono, não é o quanto de C está estocado, mas que fração
desse carbono orgânico está associado a matéria orgânica e em que formas ele pode
ser acumulado ou liberado na escala temporal das próximas décadas ou século.
Diante disso, o objetivo deste estudo foi determinar o teor de carbono orgânico
total nos perfis dos solos selecionados e quantificar o teor de carbono associado as
frações da matéria orgânica dos solos representativos do Pantanal norte mato-
grossense.
As hipóteses que conduzem esta pesquisa são: a) a quantidade de matéria
orgânica nos solos do Pantanal é influenciada por seu ciclo hidrológico peculiar; b)
solos hidromórficos como ocorrem nesta área podem estocar mais carbono que solos
bem drenados; c) horizontes superficiais tendem a estocar mais carbono que os
horizontes subsuperficiais; d) a fração ácidos fúlvicos tende a estocar maior teor de
carbono em relação às demais frações das substâncias húmicas; e) em solos
hidromórficos predominam a fração ácidos fúlvicos.
16
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Solos Inundados: o caso do Pantanal
Situado no centro da América do Sul entre os paralelos 15º 30’ e 22° 30’ Sul e
longitudes 54º 45’ e 58º 30’ Oeste, o Pantanal é a maior planície alagada do planeta.
Com uma extensão de 140.000 km2, o Pantanal abrange os estados do Mato Grosso,
Mato Grosso do Sul e se estende pelo Paraguai e Bolívia onde é chamado de Chaco
boliviano (SOUZA et al., 2006; FERREIRA, 2013), sua delimitação a oeste se dá pela
Cordilheira dos Andes e a leste pelo Planalto Central brasileiro (FERNANDES et al.,
2010).
A formação dessa Planície se deu há milhares de anos com o soerguimento4
da Cordilheira dos Andes (CALHEIROS e FONSECA JR., 1996) e preenchimento com
depósitos aluviais5 provindos dos rios da Bacia do Alto Paraguai durante o período
terciário e quaternário da Era Cenozóica (FANTIN-CRUZ, 2010).
Por seu relevo diferenciado e o aporte dos rios e chuvas o Pantanal apresenta
duas fases, uma de inundação e outra de seca, esse movimento das águas é
conhecido como pulso de inundação (BAZZO, 2012).
Segundo Resende (2004) o pulso de inundação é o processo de enchente e
seca que ocorre a cada ano no Pantanal e que também é conhecido como processo
ecológico essencial, pois comanda a riqueza, a distribuição e a abundância de vida
no Pantanal.
O pulso de inundação promove alterações marcantes no Pantanal. Durante a
vazante e retorno dos rios ao seu leito, há o crescimento da vegetação terrestre nas
áreas que foram alagadas anteriormente, devido a fertilização deixada pela
decomposição da vegetação aquática da fase anterior. Dessa forma o sistema
consegue incorporar e aproveitar matéria orgânica de forma eficiente (RESENDE,
2004).
4 Processo geológico geralmente causada pela movimentação de placas tectônicas em que há uma elevação da superfície terrestre, ocorrendo geralmente em áreas de vulcanismo. 5 Comuns em áreas de inundação são materiais gerados pela fragmentação das rochas erodidas pela ação fluvial, podendo ser encontrados cascalhos, areias e lama.
17
Essa dinâmica diferenciada no Pantanal propicia a formação de diversos
estratos vegetacionais (MORAIS et al., 2013). Silva et al. (2000) identificaram 16
classes de vegetação no Pantanal: como os campos (31,1%) sendo esta a fisionomia
mais representativa, cerradão com (22%), cerrado (14%), campos inundáveis (7%),
floresta semidecídua (4%), mata de galeria (2,4%) e tapetes de vegetação flutuantes
(2,4%).
Os solos do Pantanal foram formados na Era Cenozoica e são compostos por
materiais inconsolidados arenosos, argilosos e orgânicos depositados ao longo do
período quaternário (FERNANDES et al., 2007).
A dinâmica do pulso de inundação afeta consideravelmente as propriedades
químicas e físicas destes solos, principalmente no que diz respeito a textura. A
alternância entre períodos de cheia e vazante reflete na deficiência da drenagem
desses solos influenciando em suas características (BAZZO, 2011) dessa forma os
solos hidromórficos predominam nessa região (CORINGA et al., 2012).
Na região norte do Pantanal, principalmente na sub-região do Pantanal de
Poconé, há o predomínio dos Plintossolos, que são os principais solos dos ambientes
interfluviais, nessa região encontra-se também Planossolos, Vertissolos
hidromórficos, Gleissolos e Neossolos fúlvicos (WEBER e COUTO, 2008).
2.2. Estoque de carbono (EC) em solos de área úmida e sua importância
ambiental.
O solo é um grande reservatório de carbono e pode ser uma estratégia
importante em relação às mudanças climáticas causadas pela emissão de CO2 (DE
POLLI e PIMENTEL, 2005). O sequestro de carbono no solo ocorre por meio da
matéria orgânica armazenada na forma de biomassa vegetal e microbiana
(SAIDELLES et al., 2009).
A capacidade de armazenamento de carbono no solo depende de fatores como
o clima, tipo de solo e de vegetação e manejo (PILLON, 2005). Alterações em um
desses fatores pode modificar a dinâmica da matéria orgânica. O carbono no solo
encontra-se em equilíbrio tão delicado que basta uma pequena mudança na
temperatura para transformar os solos absorvedores em emissores em grande escala
do CO2 (FLANNERY, 2008).
18
Solos inundados como os que ocorrem no Pantanal contribuem para a
estabilidade do CO2, gás metano e enxofre na atmosfera (KIRK, 2004), uma vez que
em ambientes alagados a decomposição da matéria orgânica é mais lenta por se tratar
de um ambiente anóxico, permitindo maior estoque de carbono (BRADY e WEIL,
2012).
O armazenamento e a emissão de carbono em solos de áreas úmidas é um
tanto complexo. Segundo Mitra et al (2005), essas áreas afetam o ciclo de carbono de
várias maneiras, entre elas destaca-se: o sequestro ocorre por meio da fotossíntese
das plantas e consequentemente acúmulo do carbono no solo, porém o carbono
armazenado pode ser facilmente liberado devido a oxidação destes solos, caso os
níveis de água sejam reduzidos.
Os solos do Pantanal possuem uma grande capacidade de armazenamento de
carbono, porém ao mesmo tempo é um depósito muito sensível, pois, uma vez
destruída essa área, liberaria grandes quantidade de carbono na atmosfera (MMA,
2011).
2.3. Proteção física da matéria orgânica
A matéria orgânica do solo (MOS) é constituída por resíduos de origem vegetal
e animal em vários estádios de decomposição (ALCÂNTARA e MADEIRA, 2008).
Essa variação de decomposição de moléculas de mesma composição e complexidade
ocorre devido à proteção da matéria orgânica, por mecanismos físicos e químicos que
agem simultaneamente, diminuindo assim a sua susceptibilidade a decomposição
microbiana (PILLON et al., 2002).
Por essa diferenciação na decomposição, pode-se estabelecer as diferentes
frações da MOS, que pode ser dividida em: Fração pesada ou estável (fração da
matéria orgânica ligada a argila e silte) composta pelas substâncias húmicas. Essa
fração interage com a superfície de partículas minerais formando complexos
organominerais, sendo mais resistente ao ataque microbiano (CHRISTENSEN, 1996).
Já a fração leve (ou fração ligada a areia) é composta por resíduos de plantas e hifas
com estruturas celulares reconhecíveis (CARMO et al., 2012) é uma fração lábil que
pode se decompor em semanas e meses servindo de nutrientes para as plantas e sua
permanência no solo está condicionada à proteção física desempenhada por
agregados (PILLON et al., 2012; GOLCHIN et al., 1994)
19
A proteção física da matéria orgânica refere-se à localização do substrato no
interior dos agregados, criando uma barreira física à decomposição pelos
microrganismos (SOLLINS et al., 1996), pois dificulta a acessibilidade dos organismos
decompositores ao substrato orgânico (PILLON et al., 2002).
Essa proteção matéria orgânica está ligada a estabilidade dos agregados do
solo. A estabilidade é uma consequência da interação de numerosos fatores, tais
como sistema radicular das plantas, atividade biológica e conteúdo da matéria
orgânica (BOENI, 2007).
De acordo com Boeni (2007) é possível dividir os agentes ligantes envolvidos
na estabilização dos agregados em três grupos de acordo com sua estabilidade no
solo: transitório, temporário e persistente. Os compostos transitórios são decompostos
rapidamente pelos microrganismos devido à sua composição que é formado,
basicamente por polissacarídeos provenientes do metabolismo microbiano e da
decomposição de raízes, resíduos vegetais e animais e de exsudatos radiculares,
limitando a estabilidade dos agregados a semanas.
Os ligantes temporários são formados por raízes e hifas de fungos, persistindo
por alguns meses ou anos, a rizosfera exerce ação física na aproximação entre
partículas e as hifas liberam substâncias cimentantes. Por fim os agentes ligantes
persistentes são mais antigos e constituem-se de material orgânico humificado e
recalcitrantes, permanecendo mais tempo no solo (PILLON et al., 2002).
2.3. Substâncias húmicas
A quantidade da matéria orgânica e o estoque de carbono (EC) no solo
dependem diretamente da adição de resíduos vegetais e da decomposição dos
compostos orgânicos (SILVA e MACHADO, 2000).
Pillon et al. (2002) destacam que a taxa de adição de resíduos vegetais ao solo
e as perdas do carbono por oxidação microbiana da matéria orgânica ou pela lixiviação
dos compostos orgânicos constituem um balanço do carbono no solo. Quando as
taxas de adição e perda se equivalem, o sistema encontra-se em estado estável.
Porém quando ocorre o inverso, ou seja, a perda é maior que a adição podemos dizer
que temos uma situação de degradação desse solo.
Quando os resíduos vegetais são depositados sobre o solo, eles sofrem
primeiramente a ação da fauna e, posteriormente, dos microrganismos
20
decompositores (PILLON et al., 2002). Entre os produtos resultantes da
decomposição da MOS estão os compostos orgânicos amorfos, complexos e de alto
peso molecular, resistentes à decomposição, denominados substâncias húmicas
(STEVENSON, 1994).
As substâncias húmicas (SHs) referem-se ao conjunto de moléculas que
possuem massa molar variável, coloração amarelada a preta e solubilidade
diferenciadas em meios alcalino e ácido, resultado da transformação contínua dos
resíduos orgânicos do solo (SANTOS et al., 2013). As SHs são constituídas de 70 a
80% da MOS e pode ser dividida nas frações: ácido húmico (AH), ácido fúlvico (AF) e
humina (HUM).
As frações das SHs são determinadas de acordo com a solubilidade em meio
ácido ou alcalino (PRIMO et al., 2011). A fração AF possui maior solubilidade por
apresentarem maior polaridade e menor tamanho molecular, sendo solúvel em meio
ácido. Os AHs apresentam pouca solubilidade nas condições de acidez, normalmente
encontradas no solo, sendo solúvel apenas em meio alcalino (BENITES et al., 2003).
A fração HUM é insolúvel em meio alcalino e ácido e tem composição variada,
apresentando baixa capacidade de reação (PRIMO et al., 2011; BENITES et al.,
2003).
Os AFs são fundamentais para os mecanismos de transporte de cátions dentro
do solo, os AHs são responsáveis pela maior parte da capacidade de troca catiônica
(CTC) de origem orgânica e a HUM apesar de sua baixa reatividade é responsável
pela agregação de partículas no solo (BENITES et al., 2003).
As SHs desempenham função importante sobre a estrutura do solo, formação
de quelatos com metais potencialmente tóxicos, adsorção de pesticida e outros
contaminantes tóxicos e efeitos sobre o processo de assimilação de nutrientes pelos
vegetais (CANELLAS et al., 2005). As variações na distribuição nas formas das SHs
podem indicar o impacto do sistema de manejo na qualidade do solo (GAZOLLA et
al., 2015).
21
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Descrição da área de estudo
Este estudo foi realizado no município de Poconé, uma das sub-regiões do
Pantanal. O clima local é classificado de acordo com Köppen como Aw – tropical
úmido, a precipitação média anual é de 1.200 mm e a temperatura média de 22 a 32ºC
(HASENACK et al., 2003). A vegetação predominante em área de inundação são as
gramíneas.
Foram selecionados quatro perfis (FIGURA 1) de solos representativos da
região e coletadas amostras de cada horizonte pedogenético desses por Coringa et
al. (2012).
Figura 1 – Localização das trincheiras abertas ao longo da rodovia MT -370
Os perfis dos solos selecionados estão caracterizados na Tabela 1 e
representados visualmente com suas respectivas características nas Figuras 2, 3, 4
e 5.
22
Tabela 1 – Características e localização dos perfis dos solos amostrados
Perfil/Solo Coordenadas geográficas
Situação, declive, drenagem e material de origem
Cobertura vegetal
Plintossolo Argilúvico alítico
típico
16º22’44,3”S
56º27’02,3”W
Área plana em campo inundável, com 1 a 2% de declividade. Altitude de 153 metros; solo imperfeitamente drenado, originado de sedimentos argilo-arenosos ricos em ares fina.
Pastagem natural – Paratheria prostrata Gris. e Setaria geniculata (Lam.) Beauv
Planossolo Háplico eutrófico típico
16º30’13,6”S
56º24’18,7”W
Área plana em topo de cordilheira, com 1 a 2% de declividade. Altitude de 144 metros. Solo imperfeitamente a mal drenado, originado de sedimentos argilosos.
Bacurizal – Scheelea phalerata (Mart.).
Gleissolo Háplico alítico argissólico
16º30’07,0”S
56º24’51,1”W
Área plana com 1 a 2% de declividade. Altitude de 151 metros. Solo imperfeitamente a mal drenado, originado de sedimentos argilosos.
Paratudal – Tabebua aurea (Manso).
Vertissolo Hidromórfico órtico
típico
16º30’47,2”S
56º22’46,5”W
Área plana em várzea, com 1 a 2% de declividade. Altitude de 138 metros. Solo mal drenado, originado de sedimentos muitos argilosos.
Floresta secundária
Fonte: Coringa et al.(2012)
23
Fotos: Coringa et al. (2012)
Figura 2 – Plintossolo Argilúvico alítico tipico
Figura 3 – Planossolo Háplico eutrófico típico
Figura 4 – Gleissolo Háplico alítico argissólico
Figura 5 – Vertissolo Hidromórfico órtico típico
Principal solo em ambientes interfluviais, ocupa cerca de 21% da área do Pantanal. São solos minerais em condição de forte restrição à percolação da água. Predomina na região norte do Pantanal, abrangendo os pantanais de Cáceres, Barão de Melgaço e Poconé.
Ocupa cerca de 35% da área do Pantanal. São solos típicos em áreas de relevo plano e sob condições de clima úmido. São solos minerais imperfeitamente drenados, apresentando coloração acinzentada ou escura.
No Pantanal ocupa uma área de cerca de 10%, são característicos de locais planos, sujeitos a alagamento constante ou periódico. Por sua má drenagem ocasiona o aparecimento de condições de anaerobiose, intensificando os processos de redução e conferindo a gleização.
Aparecem como grandes manchas isoladas, ocupando cerca de 5%. Apresentam-se em locais deprimidos das planícies Estes solos tem como característica restrição à percolação da água possui textura argilosa e são originados de sedimentos transportados provenientes da decomposição de rochas ígneas básicas.
Fonte: Adaptado de Fernandes et al. (2007); Weber e Couto (2008).
24
3.2. Preparação das amostras Após a coleta as amostras foram secas ao ar e passadas por peneira com
malha de 2mm, para sua completa homogeneização, obtendo assim a terra fina seca
ao ar (TFSA). As análises físico-quimicas foram realizadas por Coringa et al. (2012)
3.3. Análises laboratoriais
3.3.1 Determinação do Carbono orgânico total – COT
O COT foi determinado pelo método de Yeomans e Bremmer (1988), que
consiste em pesar 0,5 g de TFSA em tubo digestor juntamente em seguida adicionado
5 mL de dicromato de potássio 0,167 mol L-1 e 7,5 mL de ácido sulfúrico concentrado
e levado ao bloco digestor por 30 minutos na temperatura de 170ºC (FIGURA 6). Após
o resfriamento das amostras em temperatura ambiente, os extratos foram transferidos
para erlenmeyer e acrescentando água destilada até um volume final de 80 mL. Aos
extratos foram adicionadas três gotas de indicador ferroin e titulados com sulfato
ferroso amoniacal (SFA) 0,20 mol L-1. Foram realizadas provas em branco com e sem
aquecimento.
Figura 6 – Amostras em bloco digestor
A quantidade de carbono orgânico foi calculada conforme as equações (1) e (2)
descritas a seguir:
A = [(Vba – Vam) (Vbn-Vba)/ Vbn] + (Vba – Vam) (1)
25
Em que: Vba = volume de SFA gasto na titulação do branco com aquecimento
Vbn = volume de SFA gasto na titulação do branco sem aquecimento
Vam = volume de SFA gasto na titulação da amostra
COT (%) = (A) x M x 3 x 100/ Ms (2)
Em que:
COT = carbono orgânico total em %
A = quantidade de SFA gasto na titulação das provas em branco com e sem
aquecimento
M = molaridade do SFA
3 = resultado da relação entre o número de mols de Cr2O7- que reage com o Fe2+ (1/6)
multiplicado pelo número de mols de Cr2O7- que reage com o C (3/2), multiplicado pela
massa atômica do C (12).
Ms = massa do solo pesado em mg
100 = fator de conversão de mg/mg para %
3.3.2. Determinação do EC (estoque de carbono) nos perfis
De posse dos teores do COT e da densidade do solo, foi possível determinar o
estoque de carbono por meio da equação (3):
EC (Mg C/ha) = COT (g/kg) X Ds (g/cm3) X E (cm)/10 (3)
Em que:
EC = Estoque de Carbono orgânico em determinada profundidade em (Mg C/ha)
COT = teor de carbono orgânico total na profundidade amostrada em (g/kg)
Ds = densidade do solo da profundidade amostrada em (g/cm3)
E = espessura da camada considerada em (cm)
26
3.3.3. Fracionamento físico da matéria orgânica O fracionamento físico foi realizado conforme proposto por Cambardela e Elliott
(1992). O fracionamento físico consiste na separação de duas frações orgânicas: o
carbono orgânico particulado (COP) que corresponde a fração leve (areia) e o carbono
associado aos minerais (COM) que corresponde a argila/silte.
Foram pesados 20 g de solo e adicionado 100 mL de água destilada e
submetido à dispersão em banho de ultrassom durante seis minutos a uma frequência
de 20 KHz (FIGURA 7).
Figura 7 – Etapas do fracionamento físico da MO. A: Amostras em água destilada; B: Amostras submetidas à dispersão em ultrassom
A suspensão obtida foi passada em peneira de malha de 53 μm. O material
retido na peneira que corresponde ao COP foi seco em estufa a 45°C com ventilação
forçada. Após secagem as amostras foram maceradas (FIGURA 8) e o teor de
carbono nesta fração foi obtido conforme o método descrito para o COT (FIGURA 9).
O COM foi obtido por meio da diferença entre o COT e o COP.
Figura 8 – Fracionamento físico da MO.
A: Amostras após secagem em estufa; B: Amostras maceradas.
27
Figura 10 –
Figura 9 – Determinação do COT na fração grossa
3.3.4. Extração e fracionamento químico das substâncias húmicas
A extração e o fracionamento químico das substâncias húmicas (SHs) seguiu
a metodologia simplificada proposta por Benites et al. (2003). Neste método 5 g de
TFSA foi colocado em tubo de centrífuga, adicionado 10 mL de NaOH 0,1 mol L-1 e
agitado em agitador vertical de solo por uma hora e em seguida deixado em repouso
por 24 horas (FIGURA 10).
Figura 10 – Etapa do fracionamento químico das SHs(a). A: Amostras em tubo falcon com NaOH 0,1 mol L-1; B: Amostras em agitador vertical de solo
28
Após repouso o extrato foi centrifugado por 20 minutos a 3000 rpm. O líquido
sobrenadante (extrato alcalino) foi então recolhido em copo coletor recoberto por
papel alumínio (FIGURA 11). Esta operação foi repetida por três vezes. O precipitado
no tubo tipo falcon que corresponde a fração humina (HUM) foi acondicionado em
placa de petri e colocado em estufa a 45º C até a completa secagem para posterior
determinação do COT.
Figura 11 – Etapa do fracionamento químico das SHs (b). A: Amostras em centrífuga; B: sobrenadante em copo coletor.
O extrato alcalino recolhido no copo coletor teve seu pH ajustado para ±1,0 pela
adição de H2SO4 a 20% (FIGURA 12).
Figura 12 – Ajuste do pH do extrato alcalino. A: Ajuste de pH com H2SO4 20%; B: Formação do AH precipitado
29
O fracionamento do ácido fúlvico (AF) e ácido húmico (AH) foi realizado por
meio de filtro de membrana de 0,45 μm sob bomba de vácuo (FIGURA 13).
Figura 13 – Extração das SHs. A: Bomba à vácuo e Kitassato; B: ácido húmico retido em membrana
O filtrado que corresponde ao AF foi recolhido em balão volumétrico de 50 mL
e seu volume completado com água destilada. O AH retido no filtro foi lavado com
NaOH a 0,1 mol L-1 que também foi recolhido em balão volumétrico de 50 mL e o
volume completado com água destilada (FIGURA 14).
Figura 14 – ácido fúlvico (cor clara) e ácido húmico (cor escura) após fracionamento
30
3.3.5. Determinação do carbono orgânico total nas frações das substâncias
húmicas
Para a determinação do carbono nas frações das SHs foi usado o método
adaptado de Yeomans e Bremmer (1988).
Para a humina:
Após secagem em estufa a amostra foi macerada. Foi pesado 0,5 g da amostra
que foi colocada em tubo digestor, acrescentado 5 mL de dicromato de potássio 0,167
mol L-1 e 7,5 de ácido sulfúrico concentrado. Após este procedimento as amostras
foram levadas ao bloco digestor a 150°C durante 30 minutos. O teor de COT da
humina foi obtido por meio da equação (3)
Em que:
X= mg C na forma de humina (mg de Chumina g-1 solo)
Vba = Volume (mL) de SFA consumido na titulação do branco aquecido
Vam = Volume (mL) de SFA consumido na titulação da amostra
NSFA = Normalidade do SFA corrigido pela equação (4)
NSFA = Volume do dicromato x normalidade do dicromato
Vol. de SFA consumido na titulação do branco sem aquecimento
(4)
Para o AF e AH
Assim como a humina os AF e AH tiveram seu teor de COT determinado pelo
método adaptado de Yeomans e Bremmer (1988)
Neste caso o procedimento consistiu em pipetar 5 mL da solução de AF ou H
para tubos de digestão, adicionando 1 mL de dicromato de potássio 0,042 mol L-1 e 5
mL de ácido sulfúrico concentrado. Os tubos então foram levados ao bloco digestor
por 30 minutos a uma temperatura de 150°C. Após resfriamento das amostras o
conteúdo dos tubos foi transferido quantitativamente para erlenmeyers de 125 mL,
X= (Vba – Vam) x NSFA x 12/4 x 1/ peso da amostra (g) (3)
31
adicionado três gotas de ferroin e titulado com sulfato ferroso amoniacal 0,20 mol L-1.
Também foram feitas provas em branco com e sem aquecimento. O teor de carbono
nas frações AF e AH foram calculados por meio da equação (5).
X= (Vba – Vam) x NSFA x 12/4 x 50/ alíquota (mL) x 1/ peso da
amostra (g)
(3)
Em que:
X = mg C na forma de AF ou AH por grama de solo
Vba = volume (mL) de SFA consumido na titulação do branco aquecido
Vam = volume (mL) de SFA consumido na titulação da amostra
NSFA= normalidade do SFA corrigido pela equação (4).
A partir dos resultados obtidos de cada fração das SHs foi calculado as relações
entre as frações como forma de indicar o comportamento do carbono no solo. A
relação AH/AF indica a mobilidade do carbono no solo. Maiores relações AH/AF indica
perda seletiva da fração mais solúvel (AF). A relação entre as frações (AF+AH) e a
humina indica a iluviação da matéria orgânica no perfil do solo, ou seja, acumulo da
matéria orgânica nas camadas mais profundas do perfil (BENITES et al., 2003).
3.4. Tratamento estatístico dos resultados
Os resultados obtidos foram tratados estatisticamente por meio do programa
Microsoft Excel 2016, e os dados do COT, COP e COM foram submetidos à análise
estatística descritiva (média e desvio padrão).
32
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1. Carbono orgânico total e Carbono nas frações granulométricas da matéria
orgânica
Os maiores teores de COT foram observados em horizontes superficiais
variando em função da profundidade, ou seja, houve diminuição no COT conforme o
aumento da profundidade (FIGURA 15). De acordo com Loss et al. (2009) esse
comportamento demonstra a influência que os resíduos vegetais depositados na
superfície do solo exercem sobre o teor de matéria orgânica.
Figura 15 – Teor de COT (g/Kg-1) nos perfis dos solos representativos do Pantanal de Poconé
Nesta primeira camada a presença de serapilheira, raízes, liberação de
exsudatos radiculares e de constituintes solúveis das plantas pela chuva permitem o
aumento no teor de COT (TORRES et al., 2014).
Além disso, áreas nativas tem maior aporte de resíduos vegetais, ocorrendo a
manutenção da umidade e temperatura do solo (LOSS et al., 2009), permitindo um
11,2911,23
11,72
12,06
18,63
39,71
10,56
10,84
11,6
14,36
23,87
4,57
4,90
8,68
14,26
14,12
14,28
14,60
15,62
16,22
Bg3
Bg2
Bg1
E
A2
A1
BC
Btg3
Btg2
Btg1
A
Bt3
Bt2
Bt1
A
Btv3
Btv2
Btv1
E
A
Perf
il dos s
olo
s
Plin
tossolo
V
ert
issolo
P
lanossolo
G
leis
solo
33
ambiente favorável à conservação da MOS e por consequência sua incorporação no
solo.
A diminuição do COT em profundidade deve-se a diminuição da presença de
raízes das plantas e da atividade de microrganismo. De acordo com Araújo e Monteiro
(2007) a atividade biológica é altamente concentrada nas primeiras camadas do solo,
na profundidade de 1 a 30 cm.
É possível perceber que na profundidade de até 30 cm o COT foi maior em
todas as áreas, e a partir dessa profundidade há o declínio do COT. França e Paiva
(2015) também observaram concentração decrescente de COT em profundidade em
Plintossolos e Gleissolos em áreas de Campo Limpo Úmido no Distrito Federal.
Nos horizontes A do Vertissolo e do Gleissolo o teor de COT foi maior com
valores acima de 2%. Isso parece estar relacionado com o teor de argila nesses solos,
de 66% no Vertissolo e de 32,6% no Gleissolo, nos horizontes superficiais, segundo
dados obtidos por CORINGA et al. (2012) (ANEXO I).
O maior teor de COT para o Vertissolo pode estar associado a maior quantidade
de resíduos depositados no solo, uma vez que este solo se encontra em área de
várzea sob floresta secundária. Silva et al. (2012) também encontram maior teor de
COT em área sob floresta secundária em estádio avançado de sucessão vegetacional,
evidenciado assim a importância da cobertura vegetal para a manutenção do COT no
solo.
Comparando os resultados obtidos por Loss et al. (2014) em Vertissolos na
Amazônia para uma profundidade de até 10 cm, os valores encontrados por este
estudo foram maiores, evidenciando a importância do Pantanal no ciclo do carbono.
Os perfis do Plintossolo e do Planossolo tiveram menor teor de COT no
horizonte A, em relação aos demais perfis, com valores pouco maiores que 1%. Esses
perfis ao contrário do Vertissolo e Gleissolo são mais arenosos com teor de areia,
respectivamente de 54,2% e 47,1%.
O Planossolo localizado em topo de cordilheira apresentou textura arenosa nos
dois últimos horizontes do perfil. A textura arenosa aumenta as condições de aeração
e da atividade da microfauna decompositora, consequentemente menor teor de
carbono orgânico é incorporado ao solo (LUCA et al., 2009; MELLO et al., 2015).
Nos horizontes abaixo de 10 cm, o teor de carbono (COT) decrescem em todos
os solos. Entretanto, no Plintossolo essa diminuição não é tão expressiva,
34
permanecendo praticamente constante em subsuperfície (14,7 g kg-1 em média), e
maior que nos outros perfis analisados.
Na Tabela 2 são apresentados os valores dos teores de carbono nas frações
granulométricas da matéria orgânica, divididas em fração particulada (COP) (carbono
associado à fração areia) e fração mineral (COM) (carbono associado à argila e silte).
Tabela 2. Carbono orgânico (g kg-1) associado às frações granulométricas da MOS dos solos do Pantanal de Poconé.
Solo/ Perfil Profundidade
(cm) Horizonte
COT1 COP2 COM3
g de C kg-1 solo
Plintossolo
0-10 A 16,22±1,27 5,02± 0,28 11,20±1,10
11-27 E 15,62±0,08 6,64± 0,07 8,98±0,11
28-52 Btv1 14,60±0,43 5,05± 0,07 9,55±0,26
53-73 Btv2 14,28±0,45 3,06± 1,19 11,22±0,52
74-103 Btv3 14,12±0,55 5,35±0,49 8,77±0,04
Planossolo
0-14 A 14,26±0,13 7,64±0,68 6,62±0,39
15-50 Bt1 8,68±0,13 5,96±0,37 2,72±0,17
51-93 Bt2 4,90±0,03 3,25±0,78 1,65±0,57
94-103 Bt3 4,57±0,61 2,39±0,42 2,19±0,14
Gleissolo
0-9 A 23,87±0,02 19,55±1,06 4,32±0,74
10-21 Btg1 14,36±0,16 12,65±0,07 1,71±0,17
22-47 Btg2 11,60±0,39 8,34±0,06 3,26±0,32
48-73 Btg3 10,84±0,65 7,94±0,74 2,90±0,06
74-100 BC 10,56±0,39 6,94±1,04 3,62±0,46
Vertissolo
0-8 A1 39,71±0,61 35,65±2,33 4,06±2,08
9-18 A2 18,63±0,26 17,30±1,56 1,33±0,92
19-28 E 12,06±0,79 10,70±0,28 1,36±0,36
29-36 Bg1 11,72±0,48 8,68±0,03 3,04±0,36
37-63 Bg2 11,23±0,28 10,04±1,03 1,19±0,53
64-93 Bg3 11,29±0,58 8,80±0,08 2,50±0,46 1COT: Carbono orgânico total; 2COP: Carbono orgânico associado à fração particulada (areia); 3COM:
Carbono orgânico associado à fração mineral (argila e silte). Médias seguidas de desvio padrão.
35
Observou-se que a maioria dos solos estocou carbono na fração particulada
(COP) (Planossolo, Gleissolo, Vertissolo). Somente o Plintossolo armazenou carbono
na fração mineral (COM). O COP é a fração da matéria orgânica caracterizada como
partículas derivadas de resíduos de plantas e hifas com estrutura celulares
reconhecíveis, cuja permanência no solo está condicionada à proteção física
desempenhada por agregados (GOLCHIN et al., 1994).
Foi observado para o COP comportamento semelhante ao do COT com
maiores valores para o horizonte A, decrescendo em profundidade. De acordo com
Rossi et al. (2012) em áreas onde ocorre maior aporte de biomassa, principalmente
na camada superficial, o acúmulo de carbono ocorre preferencialmente na matéria
orgânica particulada.
Entre as áreas em que o carbono esteve associado à fração particulada do
solo, o Vertissolo obteve maior teor de COP principalmente no horizonte A1,
confirmando que esta fração da matéria orgânica é introduzida diretamente pelos
resíduos vegetais em sua decomposição realizada na camada superficial (CARMO et
al., 2012). A localização deste perfil em área plana em várzea propícia maior umidade
permitindo acúmulo de resíduos vegetais na camada superficial, pois além da
cobertura vegetal o fator regime de cheia e inundação da área, acarreta em menor
taxa de decomposição dos resíduos vegetais depositados, permanecendo por mais
tempo na superfície do solo. De acordo com Figueiredo et al. (2010) área onde
prevalecem o carbono associado as partículas, devem receber maior cuidado, uma
vez que esta fração da matéria orgânica pode ser decomposta rapidamente,
constituindo assim uma reserva frágil de carbono no solo. Loss et al. (2014) também
encontraram maiores valores de COP em camada superficial em Vertissolos sob
floresta Ombrófila Aberta, com valores semelhantes aos encontrados a esta pesquisa
na profundidade de 10 cm.
O teor de COM apresentou grande participação no COT quando comparado ao
COP no Plintossolo. Localizado em área plana e com cobertura vegetal de gramíneas,
esta área ao contrário das demais apresentou maiores valores para COM, essa fração
da MOS, segundo Carmbadella e Eliott (1992) é uma fração estável, composta
principalmente por SHs com forte interação com a argila e silte e exercem papel
significativo na estabilização dos microagregados do solo. A formação do COM é
resultado da decomposição do COP (CHAN et al., 2001), ao ocorrer a decomposição
do COP os resíduos vegetais tendem a associar-se com a fração fina do solo.
36
Gazolla et al. (2015) encontrou maiores valores de COM em área com
pastagem, de acordo com o autor o maior valor de COM nessa área tanto em camada
superficial como em profundidade deve-se a presença das raízes das gramíneas. As
gramíneas apresentam uma maior relação C/N e lignina/N, o que acarreta em uma
decomposição mais lenta do resíduo, favorecendo aumento dos teores de carbono
ligados a argila e silte. Loss et al. (2014) também encontram menores valores de COP
para áreas de pastagem. Em área de pastagem a menor diversidade e depósito de
resíduos vegetais implicam em menor teor de COP, uma vez que ele é formado
essencialmente por resíduos vegetais.
Segundo Figueiredo et al. (2010) há uma correlação negativa entre COP e
COM, isso por que para que se tenha maiores teores de COM é necessário que haja
maior decomposição dos teores de COP. Com a redução do COP os microrganismos
passam a utilizar compostos orgânicos associados às superfícies das frações argila e
silte, resultando no decréscimo da COM.
A elevada participação do COM no COT, significa que na área está
ocorrendo grande estabilização e provavelmente diminuição da emissão de carbono.
Contudo é desejável que o solo apresente adequada quantidade de COP, pois a
diminuição dos teores deste compartimento afeta a fração do carbono dependente do
aporte de resíduos vegetais em diferentes estágios de decomposição (LOSS et al.,
2014).
37
4.2. Estoque de Carbono nos perfis
Nesta pesquisa a quantidade de carbono armazenado no perfil do solo variou
entre 133,38 a 219,01 Mg C ha-1. Respectivamente Planossolo e Plintossolo (FIGURA
16).
Figura 16 – Estoque de carbono (Mg C ha-1) nos horizontes dos perfis dos solos
representativos do Pantanal de Poconé/MT
O Plintossolo apresentou maior EC em seu perfil. Esse perfil está localizado
em área inundável sob pastagem natural, imperfeitamente drenado, originado de
sedimentos argilo-arenosos ricos em areia fina.
Provavelmente o ambiente mal drenado e a presença das gramíneas
permitiram a esse solo armazenar mais carbono no perfil. Paustian et al. (2000) afirma
que as gramíneas possuem capacidade de aumentar o estoque e a distribuição do
carbono em subsuperfície, isso ocorre por que o sistema radicular das gramíneas
apresenta altas taxas de decomposição. Portanto o aumento do estoque de carbono
nessa área pode ter relação com a qualidade do material a ser degradado e não a
201,66
49,76
44,38
12,47
16,28
26,99
51,78
SOMA
Bg3
Bg2
Bg1
E
A2
A1
Vertissolo
219,01
61,42
43,41
49,04
37,73
27,41
SOMA
Btv3
Btv2
Btv1
E
A
Plintossolo
133,38
7,4
37,25
54,99
33,83
SOMA
Bt3
Bt2
Bt1
A
Planossolo
196,99
47,20
45,80
48,12
22,58
33,29
SOMA
BC
Btg3
Btg2
Btg1
A
Gleissolo
38
quantidade de material depositado no solo (COSTA et al., 2009). Além disso, a morte
das raízes das gramíneas é uma das fontes de carbono para o solo (MOREIRA e
SIQUEIRA, 2006).
Comparando os valores obtidos por este estudo a outros de diferentes biomas
é possível perceber a importância das áreas úmidas, em especial o Pantanal, no
estoque de carbono contribuindo assim para mitigação do efeito estufa (Tabela 3).
Tabela 3. Estoque de Carbono (Mg C/ha-1) nos principais biomas brasileiro
Estudos Bioma EC
(Mg C/ha-1) Prof. (cm)
Características ambientais
Araújo et al. (2011) Amazônico 22,86 40 Argissolo Vermelho-
amarelo plíntico
Fracetto et al. (2012) Caatinga 90,00 30 Latossolo Vermelho
eutrófico
Giácomo et al. (2015) Cerrado 27,00 40 Latossolo Vermelho
França e Paiva, (2015) Cerrado -Campo Limpo Úmido
214,49 60 Plintossolo
Guimarães et al. (2012) Mata Atlântica 38,20 30 Argissolo Amarelo
Nesse estudo foi encontrado nos primeiros 40 cm do perfil do Plintossolo
114,18 Mg C/ha-1 e 157,59 na profundidade de até 60 cm. Sendo possível verificar a
importância das áreas úmidas no armazenamento de carbono, quando verificamos
que em área do Cerrado de Campo limpo úmido o estoque de carbono também foi
maior que os demais biomas.
Araújo et al. (2011) observaram menor estoque de carbono no argissolo
vermelho-amarelo com drenagem restrita, embora esperasse que haveria maior
estoque de carbono nessa área devido a drenagem imperfeita, mas em consequência
do ciclo de umedecimento e secagem do solo há o favorecimento da mineralização
de C e N (MELO, 2003). O Vertissolo teve aumento de estoque na profundidade a
partir de 40 cm, possivelmente está ligada ao maior teor de argila nessa camada
82,0%.
39
4.3. Substâncias húmicas da matéria orgânica
Uma das formas de avaliar o COT e os efeitos das práticas de uso e manejo na
qualidade do solo é o estudo das substâncias húmicas (FONTANA et al., 2011). As
substâncias húmicas podem variar substancialmente com o clima, vegetação e com
as condições de manejo do solo.
Nesta pesquisa, os resultados dos teores de carbono associado às substâncias
húmicas da matéria orgânica (ácido fúlvico, ácido húmico e humina) estão listados na
Tabela 4.
Tabela 4 – Carbono orgânico (g kg-1) associado às substâncias húmicas da MOS e suas relações nos solos representativos do Pantanal de Poconé/MT
Solo/Perfil Horiz
. Profundidade
cm
C-AF1 C-AH2 C-HUM3
AH/AF4 EA/HUM5 IH6
g de C kg-1 solo
Plintossolo
A 0-10 4,601 0,146 0,730 0,03 6,50 0,34
E 11-27 0,445 1,112 1,095 2,50 1,42 0,17
Btv1 28-52 3,098 0,590 1,081 0,19 3,42 0,33
Btv2 53-73 4,207 1,453 1,418 0,35 3,99 0,49
Btv3 74-103 3,702 0,889 1,137 0,24 4,03 0,41
Planossolo
A 0-14 3,415 1,366 1,859 0,40 2,58 0,46
Bt1 14-50 1,704 1,364 1,012 0,80 3,03 0,47
Bt2 50-93 0,00 0,00 1,050 0,00 0,00 0,22
Bt3 93-103 0,00 0,00 0,865 0,00 0,00 0,19
Gleissolo
A 0-9 0,328 1,311 2,634 3,97 0,62 0,18
Btg1 9-21 0,650 3,252 1,945 5,00 2,00 0,41
Btg2 21-47 1,945 2,269 1,994 1,16 2,12 0,54
Btg3 47-73 2,395 1,369 1,603 0,57 2,36 0,50
BC 73-100 1,365 1,365 1,183 1,00 2,32 0,37
Vertissolo
A1 0-8 1,324 2,980 3,163 2,26 1,36 0,19
A2 9-18 1,645 2,302 2,321 1,39 1,70 0,34
E 19-28 2,922 0,325 1,565 0,11 2,07 0,40
Bg1 29-36 1,364 3,070 0,436 2,26 10,00 0,42
Bg2 37-63 0,988 2,963 0,596 2,99 6,58 0,41
Bg3 64-93 0,965 1,930 0,453 1,99 6,44 0,30 1C-AF: carbono nos ácidos fúlvicos; 2C-AH: carbono nos ácidos húmicos; 3C-HUM: carbono na humina; 4AH/AF: ácido húmico/ácido fúlvico; 5EA/HUM: extrato alcalino (AF+AH)/humina; 6IH: índice de humificação da MO = (AH+AF+ HUM)/COT.
40
Apesar das semelhanças, as três frações (AH, AF e HUM) diferem quanto ao
peso molecular que é menor nos ácidos fúlvicos e maior nos ácidos húmicos e na
humina. Os processos de degradação da matéria orgânica dos solos apresentam
diminuição do peso molecular das substâncias húmicas à medida que a sua
estabilidade estrutural diminui.
Os resultados demonstraram predomínio de ácidos fúlvicos (AF) no Plintossolo
(no perfil de 0 –103 cm) e no Planossolo (na camada de 0 – 50 cm), com maiores
valores no Plintossolo. Os AF são aqueles que começam a ser formado nas primeiras
fases da degradação da matéria orgânica. Em muitos solos tropicais, os ácidos
fúlvicos (AF) podem ser o principal componente das substâncias húmicas, devido à
formação de complexos organometálicos (fração orgânica protegida quimicamente)
formados entre os ácidos fúlvicos e os óxidos de ferro e alumínio (FASSARELLA et
al., 2012).
No Gleissolo e no Vertissolo predominou a fração humina (HU) em superfície,
seguida dos ácidos húmicos (AH), mantendo-se mais elevados no Vertissolo.
Em alguns horizontes não foi possível a quantificação das substâncias húmicas
(valores muito baixos ou não detectáveis no Plintossolo e Planossolo). Esse padrão
indica que os teores dessas substâncias tendem a diminuir nas regiões do perfil onde
o lençol se encontra mais elevado, contribuindo em maior perda dessas frações por
lixiviação.
No Plintossolo e no Planossolo a relação AH/AF são menores que 1,0. Segundo
Baldotto et al. (2015), relações entre AH e AF menores que 1,0 indicam predomínio
de formas mais solúveis, hidrofílicas e alifáticas. Quanto menores os valores desta
relação, menores são as taxas de humificação da matéria orgânica, estando
relacionadas a razões edáficas/manejo e/ou aporte recente de matéria orgânica
(FONTANA et al., 2011). Para Benites et al. (2003), a relação AH/AF indica a
mobilidade do carbono no solo, onde valores mais elevados desta relação indicam
perda seletiva da fração mais solúvel, que são os ácidos fúlvicos (AF). Isso pode
ocorrer em solos (ou camadas do solo) mais arenosos, como por exemplo, no
horizonte E do Plintossolo, cujo teor de areia é de 52% (CORINGA et al, 2012).
Por outro lado, quanto mais alta essa relação, tal como observado no Gleissolo
e no Vertissolo, maior será o grau de polimerização das substâncias húmicas (PAULA
et al., 2013), sugerindo uma evolução no processo de transformação da matéria
orgânica. Além disso, valores acima de 1,0 caracteriza material de qualidade ótima,
41
que permite o estabelecimento de atributos físicos e químicos favoráveis ao
desenvolvimento de plantas (GÍACOMO et al., 2015).
Segundo Fontana (2006), o acúmulo dos ácidos húmicos deve estar mais
relacionado à via de síntese das substâncias húmicas em condições de constante
alagamento, do que com as próprias condições de solubilidade dos mesmos.
A relação EA/HUM indica estabilidade estrutural da matéria orgânica
(CANELLAS et al., 2005). Para a relação EA/HUM os valores encontrados foram em
sua maioria, maiores que 1,0, demonstrando que as frações AF e AH predominam
sobre a fração humina (mais estável). Este índice também indica iluviação de matéria
orgânica (acúmulo de matéria orgânica nas camadas inferiores do perfil), sendo
encontrados maiores valores dessa relação nos horizontes do perfil do solo onde isso
ocorre.
A relação entre o somatório das três frações orgânicas avaliadas (AH+AF+HU)
e o COT indica o grau de humificação da matéria orgânica (IH). Valores dessa relação
de 0,65 até 0,92 sugerem que a matéria orgânica no solo se encontra em processo
de humificação, sendo que valores inferiores podem indicar resíduos orgânicos
recém-adicionados ao solo que ainda não tiveram tempo para se decompor, e valores
mais elevados indicam solos empobrecidos, sem aportes de matéria orgânica (PAULA
et al., 2013).
Nesse sentido, em todas as camadas dos solos analisados, observam-se
valores que se enquadram abaixo da faixa de humificação, com valores variando de
0,17 a 0,54. Isso pode ser explicado pelas características de hidromorfismo dos solos,
onde as flutuações do lençol freático no Pantanal podem ser responsáveis pelo baixo
grau de humificação da matéria orgânica nos solos em estudo.
42
5. CONCLUSÕES
Os maiores valores de COT foram encontrados na camada superficial dos
perfis analisados evidenciando a importância da cobertura vegetal;
A maior parte do carbono esteve associada à fração grossa (areia) com maiores
valores de COP (carbono orgânico particulado) e somente o Plintossolo
armazenou carbono associado a fração mineral (COM);
O Plintossolo apresentou maior estoque de carbono no perfil;
Áreas úmidas possuem alto estoque de carbono em comparação aos principais
biomas brasileiros, portanto trata-se de um ecossistema importante na atuação
do dreno de CO2;
Os resultados demonstraram predomínio de AF no Plintossolo e no Planossolo
e no Gleissolo e Vertissolo predominou a fração humina em superfície, seguida
de AH, mantendo-se mais elevados no Vertissolo;
43
6. REFERÊNCIAS ALCÂNTARA, F.A.; MADEIRA, N.R.; Manejo do solo no sistema de produção orgânico de hortaliças. Brasilia: Embrapa Hortaliças, 2008. 12p. (Embrapa Hortaliças. Circular Técnica, 64)
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49
7. ANEXO Tabela de características físicas e químicas dos solos representativos do Pantanal de Poconé/MT
Perfil / Solo
Horizonte Prof.
Composição granulométrica
pH Complexo sortivo V %
COT g kg-1
Areia Silte Argila H2O KCl
SB Al3+ CTC (T) Densidade
g/cm³
g kg-1 cmolc kg-1
Plintossolo
A 0-10 542 276 182 4,3 3,8 1,3 1,2 7,3 18 13,1 1.69
E 11- 27 520 278 202 4,6 3,8 0,4 2,3 5,3 8 3,9 1.51
Btv1 28-52 463 270 267 4,9 3,8 0,3 3,8 7,1 4 3,2 1.40
Btv2 53-73 374 299 327 5,0 3,8 0,4 4,9 8,8 5 2,1 1.52
Btv3 74-103 368 305 327 5,3 3,8 0,9 4,4 8,7 10 1,1 1.50
Planossolo
A 0-14 471 346 183 5,3 4,5 7,3 0,1 11,8 62 13,8 1,69
Bt1 15-50 292 317 391 6,1 4,1 16 0,2 19,2 83 3,7 1,81
Bt2 51-93 353 319 328 6,8 4,8 14,2 0,1 15,8 90 2,6 1,81
Bt3 94-103 586 191 224 8,1 6,1 10,6 0,0 11,1 95 1,1 1,80
Gleissolo
A 0-9 262 412 326 5,1 3,9 4,0 1,1 11,7 34 12,3 1,55
Btg1 10- 21 184 346 470 5,3 3,8 3,7 1,7 10,6 35 6,8 1,43
Btg2 22-47 91 310 599 5,4 3,7 5,2 4,6 16,2 32 6,7 1,66
Btg3 48-73 56 325 619 5,6 3,7 5,7 5,2 16,5 35 6,6 1,69
BC 74-100 39 469 492 5,8 3,7 8,9 2,4 15,9 56 2,9 1,72
Vertissolo
ACg 04-08 4 330 666 5,0 3,6 16 1,2 24,9 64 11,1 1,63
Cvg1 09- 30 4 222 774 4,9 3,4 12,1 2,5 24,0 50 8,5 1,61
Cvg2 31-65 8 172 820 5,0 3,4 16,2 4,9 31,9 51 9,1 1,50
Cvg3 66-100 15 253 732 5,0 3,4 10,5 7,4 27,0 39 7,0 1,52
Fonte: Coringa et al. 2012