relatÓrio para auxÍlio de pesquisaal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os...

28
RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISA Projeto Agrisus No: 2345/18 Título da Pesquisa: Caracterização Química e Funcional da Matéria Orgânica do Solo sob Diferentes Sistemas de Manejo do Solo no Estado do Paraná. Interessado (Coordenador do Projeto): Marcos Gervasio Pereira Instituição: (com endereço, tel e E-mail): Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, (21) 37873772; e-mail: [email protected] Local da Pesquisa: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Valor financiado pela Fundação Agrisus: R$ 14.750,00 Vigência do Projeto: A partir da data de assinatura até 01/04/2019 RELATÓRIO PARCIAL 1. INTRODUÇÃO O Brasil é considerado um dos principais celeiros mundiais, devido ao elevado desempenho agrícola para produção de grãos e produtos pecuários. Esse bom desempenho na agricultura, deve- se entre outros fatores, a extensão do seu território e as condições climáticas, que permitem a realização de até três safras por ano. Porém, devido as crescentes preocupações com os impactos negativos causados pelo uso intensivo e indiscriminado da terra, o modelo de produção no Brasil, vem sendo repensado, uma vez que, tão importante quanto produzir grandes quantidades é produzir, causando o mínimo de impacto ambiental possível, seguindo os preceitos da produção sustentável. Durante muito tempo, a forma de manejo que predominava no Brasil, para produção agrícola, era o emprego do sistema de plantio convencional (SPC), onde predominava as práticas de revolvimento do solo, com ampla utilização de implementos, com o arado, a grade, enxada rotativa, escarificador dentre outros, a ideia que predominava era a de que, quanto mais pulverizado e revolvido o solo, melhor seria o desenvolvimento das culturas e consequentemente uma maior produtividade. Porém no decorrer do tempo, observou-se que o SPC promove o depauperamento gradativo do solo, diminuindo a produtividade e causando elevação dos custos de produção. Em função dos impactos negativos causados pelo uso do SPC, o conceito de sustentabilidade passou a ganhar mais espaço por parte dos agricultores e dos órgãos de pesquisas. O termo sustentabilidade se baseia em produzir, como o menor dano possível aos recursos naturais. O tripé da sustentabilidade é a produção de forma economicamente viável, ecologicamente correta e socialmente responsável, nesse contexto os sistemas conservacionistas, como a rotação de cultura, o cultivo mínimo, o uso de plantas de cobertura e o sistema de plantio direto (SPD), são alternativas

Upload: others

Post on 05-Nov-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

RELATOacuteRIO PARA AUXIacuteLIO DE PESQUISA Projeto Agrisus No 234518 Tiacutetulo da Pesquisa Caracterizaccedilatildeo Quiacutemica e Funcional da Mateacuteria Orgacircnica do Solo sob Diferentes Sistemas de Manejo do Solo no Estado do Paranaacute Interessado (Coordenador do Projeto) Marcos Gervasio Pereira Instituiccedilatildeo (com endereccedilo tel e E-mail) Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (21) 37873772 e-mail mgervasiopereira01gmailcom Local da Pesquisa Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro Valor financiado pela Fundaccedilatildeo Agrisus R$ 1475000 Vigecircncia do Projeto A partir da data de assinatura ateacute 01042019

RELATOacuteRIO PARCIAL 1 INTRODUCcedilAtildeO

O Brasil eacute considerado um dos principais celeiros mundiais devido ao elevado desempenho

agriacutecola para produccedilatildeo de gratildeos e produtos pecuaacuterios Esse bom desempenho na agricultura deve-

se entre outros fatores a extensatildeo do seu territoacuterio e as condiccedilotildees climaacuteticas que permitem a

realizaccedilatildeo de ateacute trecircs safras por ano Poreacutem devido as crescentes preocupaccedilotildees com os impactos

negativos causados pelo uso intensivo e indiscriminado da terra o modelo de produccedilatildeo no Brasil

vem sendo repensado uma vez que tatildeo importante quanto produzir grandes quantidades eacute produzir

causando o miacutenimo de impacto ambiental possiacutevel seguindo os preceitos da produccedilatildeo sustentaacutevel

Durante muito tempo a forma de manejo que predominava no Brasil para produccedilatildeo

agriacutecola era o emprego do sistema de plantio convencional (SPC) onde predominava as praacuteticas de

revolvimento do solo com ampla utilizaccedilatildeo de implementos com o arado a grade enxada rotativa

escarificador dentre outros a ideia que predominava era a de que quanto mais pulverizado e

revolvido o solo melhor seria o desenvolvimento das culturas e consequentemente uma maior

produtividade Poreacutem no decorrer do tempo observou-se que o SPC promove o depauperamento

gradativo do solo diminuindo a produtividade e causando elevaccedilatildeo dos custos de produccedilatildeo

Em funccedilatildeo dos impactos negativos causados pelo uso do SPC o conceito de

sustentabilidade passou a ganhar mais espaccedilo por parte dos agricultores e dos oacutergatildeos de pesquisas

O termo sustentabilidade se baseia em produzir como o menor dano possiacutevel aos recursos naturais

O tripeacute da sustentabilidade eacute a produccedilatildeo de forma economicamente viaacutevel ecologicamente correta e

socialmente responsaacutevel nesse contexto os sistemas conservacionistas como a rotaccedilatildeo de cultura o

cultivo miacutenimo o uso de plantas de cobertura e o sistema de plantio direto (SPD) satildeo alternativas

que vem ganhando forccedila devido aos beneacuteficos gerados O SPD foi utilizado pela primeira vez na

regiatildeo Sul do Brasil na deacutecada de 70 e desde entatildeo vem sendo cada vez mais utilizado

Na literatura eacute possiacutevel encontrar vaacuterias definiccedilotildees para o SPD via de regra eacute o plantio

direto no solo sem revolvimento e com o mesmo sempre coberto com resiacuteduos orgacircnicos eou

vegetaccedilatildeo e com uso de rotaccedilatildeo de culturas Dentre os benefiacutecios oriundos dessa praacutetica cita-se

reduccedilatildeo dos custos de produccedilatildeo devido a menor utilizaccedilatildeo de implementos diminuiccedilatildeo dos

processos erosivos melhorias na agregaccedilatildeo do solo e consequentemente na infiltraccedilatildeo da aacutegua no

solo e aumento da fertilidade do solo

Muitos satildeo os impactos negativos causados pelo o crescimento populacional Dentre esses a

erosatildeo do solo as alteraccedilotildees climaacuteticas oriundas do excessivo consumo de combustiacuteveis fosseis a

contaminaccedilatildeo das aacuteguas e a perda de biodiversidade satildeo classificados como os principais problemas

ambientais em todo o planeta (Pimentel amp Buerguess 2013) neste contexto eacute necessaacuterio buscar

novas alternativas de produccedilatildeo com vistas a produzir em quantidades suficientes para atender a

demanda mundial por alimentos poreacutem com responsabilidade socioambiental

O SPC se caracteriza pelo intenso revolvimento do solo praacuteticas estas que podem promover

o depauperamento do mesmo com o passar do tempo (Costa et al 2006) as praacuteticas utilizadas no

preparo do solo para o plantio convencional deixam-no descoberto favorecendo processos erosivos

e contribuindo para reduccedilatildeo do teor de mateacuteria orgacircnica e de fertilidade (Guareschi et al 2012)

De acordo com Adl et al (2011) a agricultura convencional contribui para o aumento de

patoacutegenos e pragas devido entre outros motivos ao monocultivo O SPC caracterizado pela

mecanizaccedilatildeo e uso de insumos sinteacuteticos (fertilizantes e pesticidas quiacutemicos) utilizados com o

intuito de maximizar a produtividade e o lucro eacute responsaacutevel por promover uma seacuterie de problemas

ambientais assim sendo eacute necessaacuteria uma visatildeo holiacutestica da produccedilatildeo de alimentos de forma

sustentaacutevel para que haja uma miacutenima garantia de condiccedilotildees de vida para as geraccedilotildees futuras

(Azadia et al 2011)

De acordo com o exposto acima o conceito de agricultura utilizado no inicio dos anos 50

que preconizava um modelo tecnoloacutegico com uso intensivo de mecanizaccedilatildeo agrotoacutexicos e adubos

minerais de alta solubilidade (Kamiyama et al 2010) foram lentamente sendo substituiacutedos pelos

sistemas conservacionistas e muitos estudos foram realizados para comparar diferentes sistemas de

manejo do solo como por exemplo (Beutler et al 2001 Pereira et al 2010 Bell amp Moore 2012

Loss et al 2014 Rosset 2015)

A estaccedilatildeo experimental de Rothamsted na Inglaterra foi agrave pioneira em estudos referentes ao

SPD na deacutecada de 1940 alguns anos depois em 1946 alguns estudos foram desenvolvidos em

Michigan (EUA) todavia somente em 1965 o sistema foi testado em lavouras comerciais de milho

(Fidelis et al 2003) No Brasil as primeiras experiecircncias com SPD foram realizadas no Paranaacute e no

Rio Grande do Sul em lavouras de trigo e soja em meados de 1971 (Santos et al1998 Fidelis et

al 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores pois os impactos

negativos causados pelo SPC no solo foram tatildeo severos aponto de tornar a atividade agropecuaacuteria

insustentaacutevel naquela regiatildeo pelo aumento do custo de produccedilatildeo das lavouras (Santos et la1998)

Segundo Landers (2005) o SPD no primeiro momento enfrentou resistecircncia para ser adotado em

larga escala por representar um enfoque tatildeo revolucionaacuterio na agricultura que foi difiacutecil ser aceito

pois se baseia em substituir a praacutetica de preparar o solo aperfeiccediloa durante muitos seacuteculos

O uso de sistemas conservacionistas como o SPD e ouintegraccedilatildeo lavoura-pecuaacuteria podem

contribuir para minimizar e ateacute reverter os processos de degradaccedilatildeo do solo (Loss et al 2011)

devido a reduccedilatildeo do revolvimento do solo e concomitante cobertura com material orgacircnico desta

maneira ocorre uma maior entrada de carbono no sistema (Childeroli 2010) promovendo aumento

nos estoques de carbono do solo e contribuindo para melhoria do mesmo (Benbi et al 2015)

Dentre algumas caracteriacutesticas positivas oriundas do uso das teacutecnicas de manejo conservacionistas

destaca-se a melhoria na qualidade do solo e a reduccedilatildeo no custo de produccedilatildeo devido a esses benefiacutecios

as aacutereas cultivadas com esse tipo de manejo estatildeo aumentando cada vez em todo o planeta (Dimassi et

al 2014)

Siqueira Neto et al (2010) avaliando os estoques de carbono do solo sob plantio direto no

cerrado brasileiro concluiacuteram que as aacutereas manejadas com SPD foram mais eficientes no controle

dos processos de degradaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica do solo promovendo o acumulo de carbono no

solo e contribuindo para minimizar a emissatildeo de gases de efeito estufa e que as aacutereas manejadas

com cultivo convencional induziram a uma perda total de cerca de 15 kg de C m2 apoacutes mais de 10

anos de cultivo contiacutenuo E em funccedilatildeo dos benefiacutecios oriundos do SPD as aacutereas com este tipo de

sistema estatildeo em processo de expansatildeo

Em estudos com as fraccedilotildees da mateacuteria orgacircnica do solo sob pastagem sistema plantio direto

e integraccedilatildeo lavoura-pecuaacuteria Gazolla et al (2015) verificaram que nas profundidades 5-10 e 10-

20 as aacutereas de SPD e ILP apresentaram maior IMC em comparaccedilatildeo a aacuterea de pasto (PA)

evidenciando a contribuiccedilatildeo desses sistemas na melhoria da quantidade e qualidade da mateacuteria

orgacircnica do solo (MOS) E que a aacuterea de SPD apresentou maior estabilidade da MOS pela

similaridade nos teores de C da Hum FAH COp e IMC em relaccedilatildeo agraves aacutereas de cerrado natura e

ILP

Atualmente existem muitos trabalhos com SPD que avaliam a mateacuteria orgacircnica e outros

atributos do solo de forma quantitativa poreacutem poucos satildeo os trabalhos que versam sobre a

influecircncia do sistema de manejo sobre a qualidade quiacutemica e estrutural da MOS neste contexto o

objetivo desse estudo e qualificar a MOS atraveacutes de teacutecnicas espectroscoacutepicas em diferentes

sistemas de manejo do solo

MATERIAL amp MEacuteTODOS

O presente estudo estaacute sendo realizado em sistemas de manejo explorados comercialmente

com diferentes tempos de implantaccedilatildeo e conduzidos em propriedade rural no municiacutepio de Guaiacutera

Oeste do Paranaacute Brasil (Figura 1)

Figura 1- Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Guaiacutera-PR

O clima da regiatildeo eacute subtropical (Cfa) segundo classificaccedilatildeo de Koumlppen (Caviglione et al

2000) Valores meacutedios de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas maacuteximas meacutedias e miacutenimas e

umidade relativa mensais da regiatildeo de estudo no periacuteodo entre 1973 e 2011 constam na figura 2

Segundo levantamento detalhado de solos do estado do Paranaacute (EMBRAPA 2007) as aacutereas do

estudo se encontram sob Latossolo Vermelho Eutrofeacuterrico tiacutepico textura muito argilosa (Santos et

al 2013)

Figura 2- Valores meacutedios mensais de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas meacutedias maacuteximas e miacutenimas e umidade relativa no periacuteodo compreendido entre 1973 a 2011 Fonte Estaccedilatildeo Meteoroloacutegica ndash IAPAR ndash Unidade de Palotina (24ordm 18rsquo S 53ordm 55rsquo W Palotina PR)

Histoacuterico da aacuterea experimental

Estatildeo sendo avaliadas trecircs aacutereas manejadas aleacutem de uma aacuterea de referecircncia (Mata Nativa)

sem accedilatildeo antroacutepica perfazendo quatro sistemas diferenciados analisados em delineamento

inteiramente casualizado As trecircs aacutereas manejadas compreendem aacuterea de plantio convencional (PC)

por 41 anos com a sucessatildeo de culturas de aveia no inverno e feijatildeo no veratildeo aacuterea de plantio na

palha (PP) com 17 anos de conduccedilatildeo (fase de consolidaccedilatildeo) - com a sucessatildeo de culturas de soja

(veratildeo) e milhotrigo (inverno) (Anghinoni 2007) e aacuterea de pastagem permanente (P) coast-cross

(Cynodon dactylon) (41 anos) com lotaccedilatildeo de animais de 35 UA ha-1 com ausecircncia de sinais

visiacuteveis de degradaccedilatildeo (Figura 3) A descriccedilatildeo detalhada das aacutereas eacute apresentada na tabela 1

Na aacuterea sob PC com as culturas de aveia (inverno) e feijatildeo (veratildeo) somente a cultura do

feijoeiro eacute adubada sendo que nos uacuteltimos cinco anos no momento da semeadura (adubaccedilatildeo de

base) a adubaccedilatildeo eacute efetuada com aplicaccedilatildeo de 270 kg ha-1 de 10-15-15 A aveia eacute cultivada no

inverno apenas com o objetivo de produccedilatildeo de palhada Nesta aacuterea de PC apoacutes a colheita do feijatildeo

e fim do ciclo da cultura da aveia satildeo efetuadas uma gradagem aradora e niveladora para

implantaccedilatildeo da cultura subsequente Na aacuterea de SPD as adubaccedilotildees utilizadas nos uacuteltimos cinco

anos de cultivo em sucessatildeo das culturas de soja milhotrigo foram de 270 kg ha-1 de 02-20-18 e

inoculaccedilatildeo com Bradyrhizobium japonicum (inoculante liacutequido 150 mL para cada 50 kg de

sementes) e 270 kg ha-1 de 10-15-15 respectivamente Na aacuterea cultivada com pastagem permanente

natildeo foram realizadas praacuteticas de correccedilatildeo ou adubaccedilatildeo durante todo o periacuteodo em que a espeacutecie

ficou instalada na aacuterea Com relaccedilatildeo agrave correccedilatildeo do solo nas aacutereas de PC PP e pastagem houve

aplicaccedilatildeo de calcaacuterio no ano de 1998 na quantidade de 2 Mg ha-1

Os sistemas avaliados estatildeo descritos na tabela 1 apresentados quanto sua disposiccedilatildeo na

aacuterea na figura 3 e dispostos em funccedilatildeo do tempo de conduccedilatildeo na figura 4

Tabela 1- Histoacuterico descriccedilatildeo e localizaccedilatildeo das aacutereas de estudo (sistemas de manejo)

Sistema de manejo Descriccedilatildeo

SPC 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo027rsquorsquo S e 54ordm12rsquo449rsquorsquo O Sucessatildeo de culturas feijatildeo (veratildeo) e aveia (inverno) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

SPD 97 ha 298 m de altitude 24ordm09rsquo938rsquorsquo S e 54ordm14rsquo190rsquorsquo O (Fase de consolidaccedilatildeo com 17 anos em SPD) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Pastagem 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo025rsquorsquo S e 54ordm12rsquo450rsquorsquo O Pastagem permanente com coast-cross (Cynodon dactylon) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Mata 2 ha Aacuterea sob vegetaccedilatildeo nativa (Mata Atlacircntica ndash Floresta Estacional Semidecidual) 295 m de altitude 24ordm11rsquo029rsquorsquo S e 54ordm11rsquo898rsquorsquo O utilizada como referencial Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Figura 3- Imagem da aeacuterea com a disposiccedilatildeo dos diferentes sistemas de manejo Guaiacutera-PR

Figura 4- Histoacuterico dos usos e mudanccedilas do uso das aacutereas com as respectivas datas de implantaccedilatildeo em cada sistema de manejo SPC sistema plantio direto SPD sistema de preparo convencional Amostragem e caracterizaccedilatildeo analiacutetica

Em cada aacuterea de estudo foram demarcadas cinco glebas de 400 m2 nas quais foram

realizadas as coletas das amostras de terra cada gleba representou uma repeticcedilatildeo As amostras

foram coletadas em cinco pontos (glebas-repeticcedilotildees) sendo que cada amostra composta foi

representada por dez amostras simples dentro dos quatro sistemas de manejo nas camadas de 0-

005 005-01-01-02 e 02-04 m Apoacutes a coleta as amostras foram secas ao ar destorroadas e

passadas por peneira 2 mm obtendo-se a terra fina seca ao ar (TFSA) Tambeacutem foram coletadas

amostras indeformadas com auxiacutelio de anel volumeacutetrico com volume de 462 cm3 com cinco

repeticcedilotildees em todas as aacutereas e camadas para realizaccedilatildeo da anaacutelise de densidade do solo

Anaacutelise do perfil do solo

Foram delimitadas trecircs parcelas de 600 m2 dentro de cada aacuterea de estudo onde foram

abertas trincheiras e as amostras de solo coletadas nas profundidades de 0-005 005-01 01-02

02-03 03-04 04-05 05-06 06-08 e 08-10 m para fins de se medir a composiccedilatildeo isotoacutepica

(15N e 13C) quantificar os teores de areia silte e argila determinar a densidade do solo (Ds) e

posteriormente calcular os estoques de C e N ateacute 1 metro de profundidade atraveacutes da metodologia

da massa equivalente (Ellert amp Bettany 1995 Sisti et al 2004) Os teores de COT foram

determinados segundo metodologia de Yeomans amp Bremner (1988) e N total segundo Tedesco et

al (1995) A abundacircncia isotoacutepica de δ15N e δ13C foi determinada em amostras de

aproximadamente 300 mg de cada amostra de TFSA As amostras foram avaliadas por meio de um

espectrocircmetro de massa isotoacutepica de fluxo contiacutenuo (espectrocircmetro de massa Finnigan DeltaPlus

acoplado em um auto-analisador de C e N total Carlo Erba EA 1108 ndashFinnigan MAT Bremen

Alemanha) no serviccedilo de apoio a investigaccedilatildeo (SAI) na universidade da Coruna- Espanha Os

resultados seratildeo expressos na forma de δ15N e δ13C (permil) sendo o C em relaccedilatildeo ao padratildeo

internacional PDB e o N em relaccedilatildeo agrave composiccedilatildeo atmosfeacuterica

Fracionamento densimeacutetrico da MOS

As fraccedilotildees leves da MOS foram obtidas pelo procedimento proposto por Sohi et al (2001)

As fraccedilotildees leves seratildeo extraiacutedas do solo por meio de uma soluccedilatildeo de NaI a uma densidade de 180 g

cm-3 ( 002) Os meacutetodos tradicionais de separaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve normalmente utilizam soluccedilotildees

com densidade ajustada para 20 g cm-3 poreacutem neste estudo seraacute adotada uma densidade menor por

dois motivos 1) permite o uso de soluccedilotildees inorgacircnicas que oferecem vantagens em termos de

seguranccedila e conveniecircncia sobre as orgacircnicas 2) evita a contaminaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve com partiacuteculas

minerais que apresentam densidade de 20 g cm-3

Para isto foram pesadas 5g de TFSA em frascos de centriacutefuga de 50 mL sendo adicionados

35 mL de NaI Os frascos foram agitados manualmente por 30 segundos de maneira que as fraccedilotildees

orgacircnicas menos densas fiquem na superfiacutecie da soluccedilatildeo A seguir as amostras foram centrifugadas

a 18000 rpm por 15 minutos em temperatura de 18o C a fim de promover a sedimentaccedilatildeo das

partiacuteculas minerais do solo A fraccedilatildeo orgacircnica sobrenadante presente na soluccedilatildeo (fraccedilatildeo leve livre)

seraacute succionada juntamente com a soluccedilatildeo de NaI e imediatamente separada por filtraccedilatildeo a vaacutecuo

(Sistema Asseacuteptico Sterifil 47 mm ndash Millipore) com filtros de fibra de vidro (47 mm de diacircmetro 2

microns ndash Whatman tipo GFA) previamente pesados

As fraccedilotildees coletadas foram lavadas com aacutegua destilada visando eliminar o excesso de NaI

presente na fraccedilatildeo e no filtro A fraccedilatildeo orgacircnica juntamente com o filtro foi posteriormente seca a

65o C pesada e macerada em almofariz Sendo analisado o carbono posteriormente no CHN

(Elementar Analysensysteme GmbH Hanau Alemanha)

Carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC)

Para quantificar o carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC) foi pesado 25

g de TFSA em tubo de centriacutefuga de 50 mL posteriormente foi adicionado 20 mL de aacutegua

destilada e 18 mL de KMnO4 (02 mol L-1) em seguida as amostras foram submetidas a agitaccedilatildeo

por 2 minutos e 120 rpm Cessado o periacuteodo de agitaccedilatildeo as amostras ficaram em repouso por 10

minutos Decorrido o periacuteodo de repouso pipetou-se uma aliacutequota de 050 mL da soluccedilatildeo de

equiliacutebrio e 4950 mL de aacutegua destilada totalizando 50 ml de soluccedilatildeo Procedeu-se a leitura em

espectrofotocircmetro modelo Nova 2000 UV do Laboratoacuterio de Gecircnese e Classificaccedilatildeo de Solos da

UFRRJ A faixa espectral examinada foi de 550 nm Tambeacutem foi realizada leitura em 4 padrotildees

com concentraccedilotildees KMnO4 de 0005 001 0015 e 002 mol L-1

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 2: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

que vem ganhando forccedila devido aos beneacuteficos gerados O SPD foi utilizado pela primeira vez na

regiatildeo Sul do Brasil na deacutecada de 70 e desde entatildeo vem sendo cada vez mais utilizado

Na literatura eacute possiacutevel encontrar vaacuterias definiccedilotildees para o SPD via de regra eacute o plantio

direto no solo sem revolvimento e com o mesmo sempre coberto com resiacuteduos orgacircnicos eou

vegetaccedilatildeo e com uso de rotaccedilatildeo de culturas Dentre os benefiacutecios oriundos dessa praacutetica cita-se

reduccedilatildeo dos custos de produccedilatildeo devido a menor utilizaccedilatildeo de implementos diminuiccedilatildeo dos

processos erosivos melhorias na agregaccedilatildeo do solo e consequentemente na infiltraccedilatildeo da aacutegua no

solo e aumento da fertilidade do solo

Muitos satildeo os impactos negativos causados pelo o crescimento populacional Dentre esses a

erosatildeo do solo as alteraccedilotildees climaacuteticas oriundas do excessivo consumo de combustiacuteveis fosseis a

contaminaccedilatildeo das aacuteguas e a perda de biodiversidade satildeo classificados como os principais problemas

ambientais em todo o planeta (Pimentel amp Buerguess 2013) neste contexto eacute necessaacuterio buscar

novas alternativas de produccedilatildeo com vistas a produzir em quantidades suficientes para atender a

demanda mundial por alimentos poreacutem com responsabilidade socioambiental

O SPC se caracteriza pelo intenso revolvimento do solo praacuteticas estas que podem promover

o depauperamento do mesmo com o passar do tempo (Costa et al 2006) as praacuteticas utilizadas no

preparo do solo para o plantio convencional deixam-no descoberto favorecendo processos erosivos

e contribuindo para reduccedilatildeo do teor de mateacuteria orgacircnica e de fertilidade (Guareschi et al 2012)

De acordo com Adl et al (2011) a agricultura convencional contribui para o aumento de

patoacutegenos e pragas devido entre outros motivos ao monocultivo O SPC caracterizado pela

mecanizaccedilatildeo e uso de insumos sinteacuteticos (fertilizantes e pesticidas quiacutemicos) utilizados com o

intuito de maximizar a produtividade e o lucro eacute responsaacutevel por promover uma seacuterie de problemas

ambientais assim sendo eacute necessaacuteria uma visatildeo holiacutestica da produccedilatildeo de alimentos de forma

sustentaacutevel para que haja uma miacutenima garantia de condiccedilotildees de vida para as geraccedilotildees futuras

(Azadia et al 2011)

De acordo com o exposto acima o conceito de agricultura utilizado no inicio dos anos 50

que preconizava um modelo tecnoloacutegico com uso intensivo de mecanizaccedilatildeo agrotoacutexicos e adubos

minerais de alta solubilidade (Kamiyama et al 2010) foram lentamente sendo substituiacutedos pelos

sistemas conservacionistas e muitos estudos foram realizados para comparar diferentes sistemas de

manejo do solo como por exemplo (Beutler et al 2001 Pereira et al 2010 Bell amp Moore 2012

Loss et al 2014 Rosset 2015)

A estaccedilatildeo experimental de Rothamsted na Inglaterra foi agrave pioneira em estudos referentes ao

SPD na deacutecada de 1940 alguns anos depois em 1946 alguns estudos foram desenvolvidos em

Michigan (EUA) todavia somente em 1965 o sistema foi testado em lavouras comerciais de milho

(Fidelis et al 2003) No Brasil as primeiras experiecircncias com SPD foram realizadas no Paranaacute e no

Rio Grande do Sul em lavouras de trigo e soja em meados de 1971 (Santos et al1998 Fidelis et

al 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores pois os impactos

negativos causados pelo SPC no solo foram tatildeo severos aponto de tornar a atividade agropecuaacuteria

insustentaacutevel naquela regiatildeo pelo aumento do custo de produccedilatildeo das lavouras (Santos et la1998)

Segundo Landers (2005) o SPD no primeiro momento enfrentou resistecircncia para ser adotado em

larga escala por representar um enfoque tatildeo revolucionaacuterio na agricultura que foi difiacutecil ser aceito

pois se baseia em substituir a praacutetica de preparar o solo aperfeiccediloa durante muitos seacuteculos

O uso de sistemas conservacionistas como o SPD e ouintegraccedilatildeo lavoura-pecuaacuteria podem

contribuir para minimizar e ateacute reverter os processos de degradaccedilatildeo do solo (Loss et al 2011)

devido a reduccedilatildeo do revolvimento do solo e concomitante cobertura com material orgacircnico desta

maneira ocorre uma maior entrada de carbono no sistema (Childeroli 2010) promovendo aumento

nos estoques de carbono do solo e contribuindo para melhoria do mesmo (Benbi et al 2015)

Dentre algumas caracteriacutesticas positivas oriundas do uso das teacutecnicas de manejo conservacionistas

destaca-se a melhoria na qualidade do solo e a reduccedilatildeo no custo de produccedilatildeo devido a esses benefiacutecios

as aacutereas cultivadas com esse tipo de manejo estatildeo aumentando cada vez em todo o planeta (Dimassi et

al 2014)

Siqueira Neto et al (2010) avaliando os estoques de carbono do solo sob plantio direto no

cerrado brasileiro concluiacuteram que as aacutereas manejadas com SPD foram mais eficientes no controle

dos processos de degradaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica do solo promovendo o acumulo de carbono no

solo e contribuindo para minimizar a emissatildeo de gases de efeito estufa e que as aacutereas manejadas

com cultivo convencional induziram a uma perda total de cerca de 15 kg de C m2 apoacutes mais de 10

anos de cultivo contiacutenuo E em funccedilatildeo dos benefiacutecios oriundos do SPD as aacutereas com este tipo de

sistema estatildeo em processo de expansatildeo

Em estudos com as fraccedilotildees da mateacuteria orgacircnica do solo sob pastagem sistema plantio direto

e integraccedilatildeo lavoura-pecuaacuteria Gazolla et al (2015) verificaram que nas profundidades 5-10 e 10-

20 as aacutereas de SPD e ILP apresentaram maior IMC em comparaccedilatildeo a aacuterea de pasto (PA)

evidenciando a contribuiccedilatildeo desses sistemas na melhoria da quantidade e qualidade da mateacuteria

orgacircnica do solo (MOS) E que a aacuterea de SPD apresentou maior estabilidade da MOS pela

similaridade nos teores de C da Hum FAH COp e IMC em relaccedilatildeo agraves aacutereas de cerrado natura e

ILP

Atualmente existem muitos trabalhos com SPD que avaliam a mateacuteria orgacircnica e outros

atributos do solo de forma quantitativa poreacutem poucos satildeo os trabalhos que versam sobre a

influecircncia do sistema de manejo sobre a qualidade quiacutemica e estrutural da MOS neste contexto o

objetivo desse estudo e qualificar a MOS atraveacutes de teacutecnicas espectroscoacutepicas em diferentes

sistemas de manejo do solo

MATERIAL amp MEacuteTODOS

O presente estudo estaacute sendo realizado em sistemas de manejo explorados comercialmente

com diferentes tempos de implantaccedilatildeo e conduzidos em propriedade rural no municiacutepio de Guaiacutera

Oeste do Paranaacute Brasil (Figura 1)

Figura 1- Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Guaiacutera-PR

O clima da regiatildeo eacute subtropical (Cfa) segundo classificaccedilatildeo de Koumlppen (Caviglione et al

2000) Valores meacutedios de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas maacuteximas meacutedias e miacutenimas e

umidade relativa mensais da regiatildeo de estudo no periacuteodo entre 1973 e 2011 constam na figura 2

Segundo levantamento detalhado de solos do estado do Paranaacute (EMBRAPA 2007) as aacutereas do

estudo se encontram sob Latossolo Vermelho Eutrofeacuterrico tiacutepico textura muito argilosa (Santos et

al 2013)

Figura 2- Valores meacutedios mensais de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas meacutedias maacuteximas e miacutenimas e umidade relativa no periacuteodo compreendido entre 1973 a 2011 Fonte Estaccedilatildeo Meteoroloacutegica ndash IAPAR ndash Unidade de Palotina (24ordm 18rsquo S 53ordm 55rsquo W Palotina PR)

Histoacuterico da aacuterea experimental

Estatildeo sendo avaliadas trecircs aacutereas manejadas aleacutem de uma aacuterea de referecircncia (Mata Nativa)

sem accedilatildeo antroacutepica perfazendo quatro sistemas diferenciados analisados em delineamento

inteiramente casualizado As trecircs aacutereas manejadas compreendem aacuterea de plantio convencional (PC)

por 41 anos com a sucessatildeo de culturas de aveia no inverno e feijatildeo no veratildeo aacuterea de plantio na

palha (PP) com 17 anos de conduccedilatildeo (fase de consolidaccedilatildeo) - com a sucessatildeo de culturas de soja

(veratildeo) e milhotrigo (inverno) (Anghinoni 2007) e aacuterea de pastagem permanente (P) coast-cross

(Cynodon dactylon) (41 anos) com lotaccedilatildeo de animais de 35 UA ha-1 com ausecircncia de sinais

visiacuteveis de degradaccedilatildeo (Figura 3) A descriccedilatildeo detalhada das aacutereas eacute apresentada na tabela 1

Na aacuterea sob PC com as culturas de aveia (inverno) e feijatildeo (veratildeo) somente a cultura do

feijoeiro eacute adubada sendo que nos uacuteltimos cinco anos no momento da semeadura (adubaccedilatildeo de

base) a adubaccedilatildeo eacute efetuada com aplicaccedilatildeo de 270 kg ha-1 de 10-15-15 A aveia eacute cultivada no

inverno apenas com o objetivo de produccedilatildeo de palhada Nesta aacuterea de PC apoacutes a colheita do feijatildeo

e fim do ciclo da cultura da aveia satildeo efetuadas uma gradagem aradora e niveladora para

implantaccedilatildeo da cultura subsequente Na aacuterea de SPD as adubaccedilotildees utilizadas nos uacuteltimos cinco

anos de cultivo em sucessatildeo das culturas de soja milhotrigo foram de 270 kg ha-1 de 02-20-18 e

inoculaccedilatildeo com Bradyrhizobium japonicum (inoculante liacutequido 150 mL para cada 50 kg de

sementes) e 270 kg ha-1 de 10-15-15 respectivamente Na aacuterea cultivada com pastagem permanente

natildeo foram realizadas praacuteticas de correccedilatildeo ou adubaccedilatildeo durante todo o periacuteodo em que a espeacutecie

ficou instalada na aacuterea Com relaccedilatildeo agrave correccedilatildeo do solo nas aacutereas de PC PP e pastagem houve

aplicaccedilatildeo de calcaacuterio no ano de 1998 na quantidade de 2 Mg ha-1

Os sistemas avaliados estatildeo descritos na tabela 1 apresentados quanto sua disposiccedilatildeo na

aacuterea na figura 3 e dispostos em funccedilatildeo do tempo de conduccedilatildeo na figura 4

Tabela 1- Histoacuterico descriccedilatildeo e localizaccedilatildeo das aacutereas de estudo (sistemas de manejo)

Sistema de manejo Descriccedilatildeo

SPC 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo027rsquorsquo S e 54ordm12rsquo449rsquorsquo O Sucessatildeo de culturas feijatildeo (veratildeo) e aveia (inverno) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

SPD 97 ha 298 m de altitude 24ordm09rsquo938rsquorsquo S e 54ordm14rsquo190rsquorsquo O (Fase de consolidaccedilatildeo com 17 anos em SPD) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Pastagem 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo025rsquorsquo S e 54ordm12rsquo450rsquorsquo O Pastagem permanente com coast-cross (Cynodon dactylon) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Mata 2 ha Aacuterea sob vegetaccedilatildeo nativa (Mata Atlacircntica ndash Floresta Estacional Semidecidual) 295 m de altitude 24ordm11rsquo029rsquorsquo S e 54ordm11rsquo898rsquorsquo O utilizada como referencial Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Figura 3- Imagem da aeacuterea com a disposiccedilatildeo dos diferentes sistemas de manejo Guaiacutera-PR

Figura 4- Histoacuterico dos usos e mudanccedilas do uso das aacutereas com as respectivas datas de implantaccedilatildeo em cada sistema de manejo SPC sistema plantio direto SPD sistema de preparo convencional Amostragem e caracterizaccedilatildeo analiacutetica

Em cada aacuterea de estudo foram demarcadas cinco glebas de 400 m2 nas quais foram

realizadas as coletas das amostras de terra cada gleba representou uma repeticcedilatildeo As amostras

foram coletadas em cinco pontos (glebas-repeticcedilotildees) sendo que cada amostra composta foi

representada por dez amostras simples dentro dos quatro sistemas de manejo nas camadas de 0-

005 005-01-01-02 e 02-04 m Apoacutes a coleta as amostras foram secas ao ar destorroadas e

passadas por peneira 2 mm obtendo-se a terra fina seca ao ar (TFSA) Tambeacutem foram coletadas

amostras indeformadas com auxiacutelio de anel volumeacutetrico com volume de 462 cm3 com cinco

repeticcedilotildees em todas as aacutereas e camadas para realizaccedilatildeo da anaacutelise de densidade do solo

Anaacutelise do perfil do solo

Foram delimitadas trecircs parcelas de 600 m2 dentro de cada aacuterea de estudo onde foram

abertas trincheiras e as amostras de solo coletadas nas profundidades de 0-005 005-01 01-02

02-03 03-04 04-05 05-06 06-08 e 08-10 m para fins de se medir a composiccedilatildeo isotoacutepica

(15N e 13C) quantificar os teores de areia silte e argila determinar a densidade do solo (Ds) e

posteriormente calcular os estoques de C e N ateacute 1 metro de profundidade atraveacutes da metodologia

da massa equivalente (Ellert amp Bettany 1995 Sisti et al 2004) Os teores de COT foram

determinados segundo metodologia de Yeomans amp Bremner (1988) e N total segundo Tedesco et

al (1995) A abundacircncia isotoacutepica de δ15N e δ13C foi determinada em amostras de

aproximadamente 300 mg de cada amostra de TFSA As amostras foram avaliadas por meio de um

espectrocircmetro de massa isotoacutepica de fluxo contiacutenuo (espectrocircmetro de massa Finnigan DeltaPlus

acoplado em um auto-analisador de C e N total Carlo Erba EA 1108 ndashFinnigan MAT Bremen

Alemanha) no serviccedilo de apoio a investigaccedilatildeo (SAI) na universidade da Coruna- Espanha Os

resultados seratildeo expressos na forma de δ15N e δ13C (permil) sendo o C em relaccedilatildeo ao padratildeo

internacional PDB e o N em relaccedilatildeo agrave composiccedilatildeo atmosfeacuterica

Fracionamento densimeacutetrico da MOS

As fraccedilotildees leves da MOS foram obtidas pelo procedimento proposto por Sohi et al (2001)

As fraccedilotildees leves seratildeo extraiacutedas do solo por meio de uma soluccedilatildeo de NaI a uma densidade de 180 g

cm-3 ( 002) Os meacutetodos tradicionais de separaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve normalmente utilizam soluccedilotildees

com densidade ajustada para 20 g cm-3 poreacutem neste estudo seraacute adotada uma densidade menor por

dois motivos 1) permite o uso de soluccedilotildees inorgacircnicas que oferecem vantagens em termos de

seguranccedila e conveniecircncia sobre as orgacircnicas 2) evita a contaminaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve com partiacuteculas

minerais que apresentam densidade de 20 g cm-3

Para isto foram pesadas 5g de TFSA em frascos de centriacutefuga de 50 mL sendo adicionados

35 mL de NaI Os frascos foram agitados manualmente por 30 segundos de maneira que as fraccedilotildees

orgacircnicas menos densas fiquem na superfiacutecie da soluccedilatildeo A seguir as amostras foram centrifugadas

a 18000 rpm por 15 minutos em temperatura de 18o C a fim de promover a sedimentaccedilatildeo das

partiacuteculas minerais do solo A fraccedilatildeo orgacircnica sobrenadante presente na soluccedilatildeo (fraccedilatildeo leve livre)

seraacute succionada juntamente com a soluccedilatildeo de NaI e imediatamente separada por filtraccedilatildeo a vaacutecuo

(Sistema Asseacuteptico Sterifil 47 mm ndash Millipore) com filtros de fibra de vidro (47 mm de diacircmetro 2

microns ndash Whatman tipo GFA) previamente pesados

As fraccedilotildees coletadas foram lavadas com aacutegua destilada visando eliminar o excesso de NaI

presente na fraccedilatildeo e no filtro A fraccedilatildeo orgacircnica juntamente com o filtro foi posteriormente seca a

65o C pesada e macerada em almofariz Sendo analisado o carbono posteriormente no CHN

(Elementar Analysensysteme GmbH Hanau Alemanha)

Carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC)

Para quantificar o carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC) foi pesado 25

g de TFSA em tubo de centriacutefuga de 50 mL posteriormente foi adicionado 20 mL de aacutegua

destilada e 18 mL de KMnO4 (02 mol L-1) em seguida as amostras foram submetidas a agitaccedilatildeo

por 2 minutos e 120 rpm Cessado o periacuteodo de agitaccedilatildeo as amostras ficaram em repouso por 10

minutos Decorrido o periacuteodo de repouso pipetou-se uma aliacutequota de 050 mL da soluccedilatildeo de

equiliacutebrio e 4950 mL de aacutegua destilada totalizando 50 ml de soluccedilatildeo Procedeu-se a leitura em

espectrofotocircmetro modelo Nova 2000 UV do Laboratoacuterio de Gecircnese e Classificaccedilatildeo de Solos da

UFRRJ A faixa espectral examinada foi de 550 nm Tambeacutem foi realizada leitura em 4 padrotildees

com concentraccedilotildees KMnO4 de 0005 001 0015 e 002 mol L-1

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 3: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

al 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores pois os impactos

negativos causados pelo SPC no solo foram tatildeo severos aponto de tornar a atividade agropecuaacuteria

insustentaacutevel naquela regiatildeo pelo aumento do custo de produccedilatildeo das lavouras (Santos et la1998)

Segundo Landers (2005) o SPD no primeiro momento enfrentou resistecircncia para ser adotado em

larga escala por representar um enfoque tatildeo revolucionaacuterio na agricultura que foi difiacutecil ser aceito

pois se baseia em substituir a praacutetica de preparar o solo aperfeiccediloa durante muitos seacuteculos

O uso de sistemas conservacionistas como o SPD e ouintegraccedilatildeo lavoura-pecuaacuteria podem

contribuir para minimizar e ateacute reverter os processos de degradaccedilatildeo do solo (Loss et al 2011)

devido a reduccedilatildeo do revolvimento do solo e concomitante cobertura com material orgacircnico desta

maneira ocorre uma maior entrada de carbono no sistema (Childeroli 2010) promovendo aumento

nos estoques de carbono do solo e contribuindo para melhoria do mesmo (Benbi et al 2015)

Dentre algumas caracteriacutesticas positivas oriundas do uso das teacutecnicas de manejo conservacionistas

destaca-se a melhoria na qualidade do solo e a reduccedilatildeo no custo de produccedilatildeo devido a esses benefiacutecios

as aacutereas cultivadas com esse tipo de manejo estatildeo aumentando cada vez em todo o planeta (Dimassi et

al 2014)

Siqueira Neto et al (2010) avaliando os estoques de carbono do solo sob plantio direto no

cerrado brasileiro concluiacuteram que as aacutereas manejadas com SPD foram mais eficientes no controle

dos processos de degradaccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica do solo promovendo o acumulo de carbono no

solo e contribuindo para minimizar a emissatildeo de gases de efeito estufa e que as aacutereas manejadas

com cultivo convencional induziram a uma perda total de cerca de 15 kg de C m2 apoacutes mais de 10

anos de cultivo contiacutenuo E em funccedilatildeo dos benefiacutecios oriundos do SPD as aacutereas com este tipo de

sistema estatildeo em processo de expansatildeo

Em estudos com as fraccedilotildees da mateacuteria orgacircnica do solo sob pastagem sistema plantio direto

e integraccedilatildeo lavoura-pecuaacuteria Gazolla et al (2015) verificaram que nas profundidades 5-10 e 10-

20 as aacutereas de SPD e ILP apresentaram maior IMC em comparaccedilatildeo a aacuterea de pasto (PA)

evidenciando a contribuiccedilatildeo desses sistemas na melhoria da quantidade e qualidade da mateacuteria

orgacircnica do solo (MOS) E que a aacuterea de SPD apresentou maior estabilidade da MOS pela

similaridade nos teores de C da Hum FAH COp e IMC em relaccedilatildeo agraves aacutereas de cerrado natura e

ILP

Atualmente existem muitos trabalhos com SPD que avaliam a mateacuteria orgacircnica e outros

atributos do solo de forma quantitativa poreacutem poucos satildeo os trabalhos que versam sobre a

influecircncia do sistema de manejo sobre a qualidade quiacutemica e estrutural da MOS neste contexto o

objetivo desse estudo e qualificar a MOS atraveacutes de teacutecnicas espectroscoacutepicas em diferentes

sistemas de manejo do solo

MATERIAL amp MEacuteTODOS

O presente estudo estaacute sendo realizado em sistemas de manejo explorados comercialmente

com diferentes tempos de implantaccedilatildeo e conduzidos em propriedade rural no municiacutepio de Guaiacutera

Oeste do Paranaacute Brasil (Figura 1)

Figura 1- Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Guaiacutera-PR

O clima da regiatildeo eacute subtropical (Cfa) segundo classificaccedilatildeo de Koumlppen (Caviglione et al

2000) Valores meacutedios de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas maacuteximas meacutedias e miacutenimas e

umidade relativa mensais da regiatildeo de estudo no periacuteodo entre 1973 e 2011 constam na figura 2

Segundo levantamento detalhado de solos do estado do Paranaacute (EMBRAPA 2007) as aacutereas do

estudo se encontram sob Latossolo Vermelho Eutrofeacuterrico tiacutepico textura muito argilosa (Santos et

al 2013)

Figura 2- Valores meacutedios mensais de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas meacutedias maacuteximas e miacutenimas e umidade relativa no periacuteodo compreendido entre 1973 a 2011 Fonte Estaccedilatildeo Meteoroloacutegica ndash IAPAR ndash Unidade de Palotina (24ordm 18rsquo S 53ordm 55rsquo W Palotina PR)

Histoacuterico da aacuterea experimental

Estatildeo sendo avaliadas trecircs aacutereas manejadas aleacutem de uma aacuterea de referecircncia (Mata Nativa)

sem accedilatildeo antroacutepica perfazendo quatro sistemas diferenciados analisados em delineamento

inteiramente casualizado As trecircs aacutereas manejadas compreendem aacuterea de plantio convencional (PC)

por 41 anos com a sucessatildeo de culturas de aveia no inverno e feijatildeo no veratildeo aacuterea de plantio na

palha (PP) com 17 anos de conduccedilatildeo (fase de consolidaccedilatildeo) - com a sucessatildeo de culturas de soja

(veratildeo) e milhotrigo (inverno) (Anghinoni 2007) e aacuterea de pastagem permanente (P) coast-cross

(Cynodon dactylon) (41 anos) com lotaccedilatildeo de animais de 35 UA ha-1 com ausecircncia de sinais

visiacuteveis de degradaccedilatildeo (Figura 3) A descriccedilatildeo detalhada das aacutereas eacute apresentada na tabela 1

Na aacuterea sob PC com as culturas de aveia (inverno) e feijatildeo (veratildeo) somente a cultura do

feijoeiro eacute adubada sendo que nos uacuteltimos cinco anos no momento da semeadura (adubaccedilatildeo de

base) a adubaccedilatildeo eacute efetuada com aplicaccedilatildeo de 270 kg ha-1 de 10-15-15 A aveia eacute cultivada no

inverno apenas com o objetivo de produccedilatildeo de palhada Nesta aacuterea de PC apoacutes a colheita do feijatildeo

e fim do ciclo da cultura da aveia satildeo efetuadas uma gradagem aradora e niveladora para

implantaccedilatildeo da cultura subsequente Na aacuterea de SPD as adubaccedilotildees utilizadas nos uacuteltimos cinco

anos de cultivo em sucessatildeo das culturas de soja milhotrigo foram de 270 kg ha-1 de 02-20-18 e

inoculaccedilatildeo com Bradyrhizobium japonicum (inoculante liacutequido 150 mL para cada 50 kg de

sementes) e 270 kg ha-1 de 10-15-15 respectivamente Na aacuterea cultivada com pastagem permanente

natildeo foram realizadas praacuteticas de correccedilatildeo ou adubaccedilatildeo durante todo o periacuteodo em que a espeacutecie

ficou instalada na aacuterea Com relaccedilatildeo agrave correccedilatildeo do solo nas aacutereas de PC PP e pastagem houve

aplicaccedilatildeo de calcaacuterio no ano de 1998 na quantidade de 2 Mg ha-1

Os sistemas avaliados estatildeo descritos na tabela 1 apresentados quanto sua disposiccedilatildeo na

aacuterea na figura 3 e dispostos em funccedilatildeo do tempo de conduccedilatildeo na figura 4

Tabela 1- Histoacuterico descriccedilatildeo e localizaccedilatildeo das aacutereas de estudo (sistemas de manejo)

Sistema de manejo Descriccedilatildeo

SPC 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo027rsquorsquo S e 54ordm12rsquo449rsquorsquo O Sucessatildeo de culturas feijatildeo (veratildeo) e aveia (inverno) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

SPD 97 ha 298 m de altitude 24ordm09rsquo938rsquorsquo S e 54ordm14rsquo190rsquorsquo O (Fase de consolidaccedilatildeo com 17 anos em SPD) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Pastagem 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo025rsquorsquo S e 54ordm12rsquo450rsquorsquo O Pastagem permanente com coast-cross (Cynodon dactylon) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Mata 2 ha Aacuterea sob vegetaccedilatildeo nativa (Mata Atlacircntica ndash Floresta Estacional Semidecidual) 295 m de altitude 24ordm11rsquo029rsquorsquo S e 54ordm11rsquo898rsquorsquo O utilizada como referencial Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Figura 3- Imagem da aeacuterea com a disposiccedilatildeo dos diferentes sistemas de manejo Guaiacutera-PR

Figura 4- Histoacuterico dos usos e mudanccedilas do uso das aacutereas com as respectivas datas de implantaccedilatildeo em cada sistema de manejo SPC sistema plantio direto SPD sistema de preparo convencional Amostragem e caracterizaccedilatildeo analiacutetica

Em cada aacuterea de estudo foram demarcadas cinco glebas de 400 m2 nas quais foram

realizadas as coletas das amostras de terra cada gleba representou uma repeticcedilatildeo As amostras

foram coletadas em cinco pontos (glebas-repeticcedilotildees) sendo que cada amostra composta foi

representada por dez amostras simples dentro dos quatro sistemas de manejo nas camadas de 0-

005 005-01-01-02 e 02-04 m Apoacutes a coleta as amostras foram secas ao ar destorroadas e

passadas por peneira 2 mm obtendo-se a terra fina seca ao ar (TFSA) Tambeacutem foram coletadas

amostras indeformadas com auxiacutelio de anel volumeacutetrico com volume de 462 cm3 com cinco

repeticcedilotildees em todas as aacutereas e camadas para realizaccedilatildeo da anaacutelise de densidade do solo

Anaacutelise do perfil do solo

Foram delimitadas trecircs parcelas de 600 m2 dentro de cada aacuterea de estudo onde foram

abertas trincheiras e as amostras de solo coletadas nas profundidades de 0-005 005-01 01-02

02-03 03-04 04-05 05-06 06-08 e 08-10 m para fins de se medir a composiccedilatildeo isotoacutepica

(15N e 13C) quantificar os teores de areia silte e argila determinar a densidade do solo (Ds) e

posteriormente calcular os estoques de C e N ateacute 1 metro de profundidade atraveacutes da metodologia

da massa equivalente (Ellert amp Bettany 1995 Sisti et al 2004) Os teores de COT foram

determinados segundo metodologia de Yeomans amp Bremner (1988) e N total segundo Tedesco et

al (1995) A abundacircncia isotoacutepica de δ15N e δ13C foi determinada em amostras de

aproximadamente 300 mg de cada amostra de TFSA As amostras foram avaliadas por meio de um

espectrocircmetro de massa isotoacutepica de fluxo contiacutenuo (espectrocircmetro de massa Finnigan DeltaPlus

acoplado em um auto-analisador de C e N total Carlo Erba EA 1108 ndashFinnigan MAT Bremen

Alemanha) no serviccedilo de apoio a investigaccedilatildeo (SAI) na universidade da Coruna- Espanha Os

resultados seratildeo expressos na forma de δ15N e δ13C (permil) sendo o C em relaccedilatildeo ao padratildeo

internacional PDB e o N em relaccedilatildeo agrave composiccedilatildeo atmosfeacuterica

Fracionamento densimeacutetrico da MOS

As fraccedilotildees leves da MOS foram obtidas pelo procedimento proposto por Sohi et al (2001)

As fraccedilotildees leves seratildeo extraiacutedas do solo por meio de uma soluccedilatildeo de NaI a uma densidade de 180 g

cm-3 ( 002) Os meacutetodos tradicionais de separaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve normalmente utilizam soluccedilotildees

com densidade ajustada para 20 g cm-3 poreacutem neste estudo seraacute adotada uma densidade menor por

dois motivos 1) permite o uso de soluccedilotildees inorgacircnicas que oferecem vantagens em termos de

seguranccedila e conveniecircncia sobre as orgacircnicas 2) evita a contaminaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve com partiacuteculas

minerais que apresentam densidade de 20 g cm-3

Para isto foram pesadas 5g de TFSA em frascos de centriacutefuga de 50 mL sendo adicionados

35 mL de NaI Os frascos foram agitados manualmente por 30 segundos de maneira que as fraccedilotildees

orgacircnicas menos densas fiquem na superfiacutecie da soluccedilatildeo A seguir as amostras foram centrifugadas

a 18000 rpm por 15 minutos em temperatura de 18o C a fim de promover a sedimentaccedilatildeo das

partiacuteculas minerais do solo A fraccedilatildeo orgacircnica sobrenadante presente na soluccedilatildeo (fraccedilatildeo leve livre)

seraacute succionada juntamente com a soluccedilatildeo de NaI e imediatamente separada por filtraccedilatildeo a vaacutecuo

(Sistema Asseacuteptico Sterifil 47 mm ndash Millipore) com filtros de fibra de vidro (47 mm de diacircmetro 2

microns ndash Whatman tipo GFA) previamente pesados

As fraccedilotildees coletadas foram lavadas com aacutegua destilada visando eliminar o excesso de NaI

presente na fraccedilatildeo e no filtro A fraccedilatildeo orgacircnica juntamente com o filtro foi posteriormente seca a

65o C pesada e macerada em almofariz Sendo analisado o carbono posteriormente no CHN

(Elementar Analysensysteme GmbH Hanau Alemanha)

Carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC)

Para quantificar o carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC) foi pesado 25

g de TFSA em tubo de centriacutefuga de 50 mL posteriormente foi adicionado 20 mL de aacutegua

destilada e 18 mL de KMnO4 (02 mol L-1) em seguida as amostras foram submetidas a agitaccedilatildeo

por 2 minutos e 120 rpm Cessado o periacuteodo de agitaccedilatildeo as amostras ficaram em repouso por 10

minutos Decorrido o periacuteodo de repouso pipetou-se uma aliacutequota de 050 mL da soluccedilatildeo de

equiliacutebrio e 4950 mL de aacutegua destilada totalizando 50 ml de soluccedilatildeo Procedeu-se a leitura em

espectrofotocircmetro modelo Nova 2000 UV do Laboratoacuterio de Gecircnese e Classificaccedilatildeo de Solos da

UFRRJ A faixa espectral examinada foi de 550 nm Tambeacutem foi realizada leitura em 4 padrotildees

com concentraccedilotildees KMnO4 de 0005 001 0015 e 002 mol L-1

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 4: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

MATERIAL amp MEacuteTODOS

O presente estudo estaacute sendo realizado em sistemas de manejo explorados comercialmente

com diferentes tempos de implantaccedilatildeo e conduzidos em propriedade rural no municiacutepio de Guaiacutera

Oeste do Paranaacute Brasil (Figura 1)

Figura 1- Localizaccedilatildeo do municiacutepio de Guaiacutera-PR

O clima da regiatildeo eacute subtropical (Cfa) segundo classificaccedilatildeo de Koumlppen (Caviglione et al

2000) Valores meacutedios de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas maacuteximas meacutedias e miacutenimas e

umidade relativa mensais da regiatildeo de estudo no periacuteodo entre 1973 e 2011 constam na figura 2

Segundo levantamento detalhado de solos do estado do Paranaacute (EMBRAPA 2007) as aacutereas do

estudo se encontram sob Latossolo Vermelho Eutrofeacuterrico tiacutepico textura muito argilosa (Santos et

al 2013)

Figura 2- Valores meacutedios mensais de precipitaccedilatildeo pluviomeacutetrica temperaturas meacutedias maacuteximas e miacutenimas e umidade relativa no periacuteodo compreendido entre 1973 a 2011 Fonte Estaccedilatildeo Meteoroloacutegica ndash IAPAR ndash Unidade de Palotina (24ordm 18rsquo S 53ordm 55rsquo W Palotina PR)

Histoacuterico da aacuterea experimental

Estatildeo sendo avaliadas trecircs aacutereas manejadas aleacutem de uma aacuterea de referecircncia (Mata Nativa)

sem accedilatildeo antroacutepica perfazendo quatro sistemas diferenciados analisados em delineamento

inteiramente casualizado As trecircs aacutereas manejadas compreendem aacuterea de plantio convencional (PC)

por 41 anos com a sucessatildeo de culturas de aveia no inverno e feijatildeo no veratildeo aacuterea de plantio na

palha (PP) com 17 anos de conduccedilatildeo (fase de consolidaccedilatildeo) - com a sucessatildeo de culturas de soja

(veratildeo) e milhotrigo (inverno) (Anghinoni 2007) e aacuterea de pastagem permanente (P) coast-cross

(Cynodon dactylon) (41 anos) com lotaccedilatildeo de animais de 35 UA ha-1 com ausecircncia de sinais

visiacuteveis de degradaccedilatildeo (Figura 3) A descriccedilatildeo detalhada das aacutereas eacute apresentada na tabela 1

Na aacuterea sob PC com as culturas de aveia (inverno) e feijatildeo (veratildeo) somente a cultura do

feijoeiro eacute adubada sendo que nos uacuteltimos cinco anos no momento da semeadura (adubaccedilatildeo de

base) a adubaccedilatildeo eacute efetuada com aplicaccedilatildeo de 270 kg ha-1 de 10-15-15 A aveia eacute cultivada no

inverno apenas com o objetivo de produccedilatildeo de palhada Nesta aacuterea de PC apoacutes a colheita do feijatildeo

e fim do ciclo da cultura da aveia satildeo efetuadas uma gradagem aradora e niveladora para

implantaccedilatildeo da cultura subsequente Na aacuterea de SPD as adubaccedilotildees utilizadas nos uacuteltimos cinco

anos de cultivo em sucessatildeo das culturas de soja milhotrigo foram de 270 kg ha-1 de 02-20-18 e

inoculaccedilatildeo com Bradyrhizobium japonicum (inoculante liacutequido 150 mL para cada 50 kg de

sementes) e 270 kg ha-1 de 10-15-15 respectivamente Na aacuterea cultivada com pastagem permanente

natildeo foram realizadas praacuteticas de correccedilatildeo ou adubaccedilatildeo durante todo o periacuteodo em que a espeacutecie

ficou instalada na aacuterea Com relaccedilatildeo agrave correccedilatildeo do solo nas aacutereas de PC PP e pastagem houve

aplicaccedilatildeo de calcaacuterio no ano de 1998 na quantidade de 2 Mg ha-1

Os sistemas avaliados estatildeo descritos na tabela 1 apresentados quanto sua disposiccedilatildeo na

aacuterea na figura 3 e dispostos em funccedilatildeo do tempo de conduccedilatildeo na figura 4

Tabela 1- Histoacuterico descriccedilatildeo e localizaccedilatildeo das aacutereas de estudo (sistemas de manejo)

Sistema de manejo Descriccedilatildeo

SPC 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo027rsquorsquo S e 54ordm12rsquo449rsquorsquo O Sucessatildeo de culturas feijatildeo (veratildeo) e aveia (inverno) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

SPD 97 ha 298 m de altitude 24ordm09rsquo938rsquorsquo S e 54ordm14rsquo190rsquorsquo O (Fase de consolidaccedilatildeo com 17 anos em SPD) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Pastagem 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo025rsquorsquo S e 54ordm12rsquo450rsquorsquo O Pastagem permanente com coast-cross (Cynodon dactylon) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Mata 2 ha Aacuterea sob vegetaccedilatildeo nativa (Mata Atlacircntica ndash Floresta Estacional Semidecidual) 295 m de altitude 24ordm11rsquo029rsquorsquo S e 54ordm11rsquo898rsquorsquo O utilizada como referencial Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Figura 3- Imagem da aeacuterea com a disposiccedilatildeo dos diferentes sistemas de manejo Guaiacutera-PR

Figura 4- Histoacuterico dos usos e mudanccedilas do uso das aacutereas com as respectivas datas de implantaccedilatildeo em cada sistema de manejo SPC sistema plantio direto SPD sistema de preparo convencional Amostragem e caracterizaccedilatildeo analiacutetica

Em cada aacuterea de estudo foram demarcadas cinco glebas de 400 m2 nas quais foram

realizadas as coletas das amostras de terra cada gleba representou uma repeticcedilatildeo As amostras

foram coletadas em cinco pontos (glebas-repeticcedilotildees) sendo que cada amostra composta foi

representada por dez amostras simples dentro dos quatro sistemas de manejo nas camadas de 0-

005 005-01-01-02 e 02-04 m Apoacutes a coleta as amostras foram secas ao ar destorroadas e

passadas por peneira 2 mm obtendo-se a terra fina seca ao ar (TFSA) Tambeacutem foram coletadas

amostras indeformadas com auxiacutelio de anel volumeacutetrico com volume de 462 cm3 com cinco

repeticcedilotildees em todas as aacutereas e camadas para realizaccedilatildeo da anaacutelise de densidade do solo

Anaacutelise do perfil do solo

Foram delimitadas trecircs parcelas de 600 m2 dentro de cada aacuterea de estudo onde foram

abertas trincheiras e as amostras de solo coletadas nas profundidades de 0-005 005-01 01-02

02-03 03-04 04-05 05-06 06-08 e 08-10 m para fins de se medir a composiccedilatildeo isotoacutepica

(15N e 13C) quantificar os teores de areia silte e argila determinar a densidade do solo (Ds) e

posteriormente calcular os estoques de C e N ateacute 1 metro de profundidade atraveacutes da metodologia

da massa equivalente (Ellert amp Bettany 1995 Sisti et al 2004) Os teores de COT foram

determinados segundo metodologia de Yeomans amp Bremner (1988) e N total segundo Tedesco et

al (1995) A abundacircncia isotoacutepica de δ15N e δ13C foi determinada em amostras de

aproximadamente 300 mg de cada amostra de TFSA As amostras foram avaliadas por meio de um

espectrocircmetro de massa isotoacutepica de fluxo contiacutenuo (espectrocircmetro de massa Finnigan DeltaPlus

acoplado em um auto-analisador de C e N total Carlo Erba EA 1108 ndashFinnigan MAT Bremen

Alemanha) no serviccedilo de apoio a investigaccedilatildeo (SAI) na universidade da Coruna- Espanha Os

resultados seratildeo expressos na forma de δ15N e δ13C (permil) sendo o C em relaccedilatildeo ao padratildeo

internacional PDB e o N em relaccedilatildeo agrave composiccedilatildeo atmosfeacuterica

Fracionamento densimeacutetrico da MOS

As fraccedilotildees leves da MOS foram obtidas pelo procedimento proposto por Sohi et al (2001)

As fraccedilotildees leves seratildeo extraiacutedas do solo por meio de uma soluccedilatildeo de NaI a uma densidade de 180 g

cm-3 ( 002) Os meacutetodos tradicionais de separaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve normalmente utilizam soluccedilotildees

com densidade ajustada para 20 g cm-3 poreacutem neste estudo seraacute adotada uma densidade menor por

dois motivos 1) permite o uso de soluccedilotildees inorgacircnicas que oferecem vantagens em termos de

seguranccedila e conveniecircncia sobre as orgacircnicas 2) evita a contaminaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve com partiacuteculas

minerais que apresentam densidade de 20 g cm-3

Para isto foram pesadas 5g de TFSA em frascos de centriacutefuga de 50 mL sendo adicionados

35 mL de NaI Os frascos foram agitados manualmente por 30 segundos de maneira que as fraccedilotildees

orgacircnicas menos densas fiquem na superfiacutecie da soluccedilatildeo A seguir as amostras foram centrifugadas

a 18000 rpm por 15 minutos em temperatura de 18o C a fim de promover a sedimentaccedilatildeo das

partiacuteculas minerais do solo A fraccedilatildeo orgacircnica sobrenadante presente na soluccedilatildeo (fraccedilatildeo leve livre)

seraacute succionada juntamente com a soluccedilatildeo de NaI e imediatamente separada por filtraccedilatildeo a vaacutecuo

(Sistema Asseacuteptico Sterifil 47 mm ndash Millipore) com filtros de fibra de vidro (47 mm de diacircmetro 2

microns ndash Whatman tipo GFA) previamente pesados

As fraccedilotildees coletadas foram lavadas com aacutegua destilada visando eliminar o excesso de NaI

presente na fraccedilatildeo e no filtro A fraccedilatildeo orgacircnica juntamente com o filtro foi posteriormente seca a

65o C pesada e macerada em almofariz Sendo analisado o carbono posteriormente no CHN

(Elementar Analysensysteme GmbH Hanau Alemanha)

Carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC)

Para quantificar o carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC) foi pesado 25

g de TFSA em tubo de centriacutefuga de 50 mL posteriormente foi adicionado 20 mL de aacutegua

destilada e 18 mL de KMnO4 (02 mol L-1) em seguida as amostras foram submetidas a agitaccedilatildeo

por 2 minutos e 120 rpm Cessado o periacuteodo de agitaccedilatildeo as amostras ficaram em repouso por 10

minutos Decorrido o periacuteodo de repouso pipetou-se uma aliacutequota de 050 mL da soluccedilatildeo de

equiliacutebrio e 4950 mL de aacutegua destilada totalizando 50 ml de soluccedilatildeo Procedeu-se a leitura em

espectrofotocircmetro modelo Nova 2000 UV do Laboratoacuterio de Gecircnese e Classificaccedilatildeo de Solos da

UFRRJ A faixa espectral examinada foi de 550 nm Tambeacutem foi realizada leitura em 4 padrotildees

com concentraccedilotildees KMnO4 de 0005 001 0015 e 002 mol L-1

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 5: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Histoacuterico da aacuterea experimental

Estatildeo sendo avaliadas trecircs aacutereas manejadas aleacutem de uma aacuterea de referecircncia (Mata Nativa)

sem accedilatildeo antroacutepica perfazendo quatro sistemas diferenciados analisados em delineamento

inteiramente casualizado As trecircs aacutereas manejadas compreendem aacuterea de plantio convencional (PC)

por 41 anos com a sucessatildeo de culturas de aveia no inverno e feijatildeo no veratildeo aacuterea de plantio na

palha (PP) com 17 anos de conduccedilatildeo (fase de consolidaccedilatildeo) - com a sucessatildeo de culturas de soja

(veratildeo) e milhotrigo (inverno) (Anghinoni 2007) e aacuterea de pastagem permanente (P) coast-cross

(Cynodon dactylon) (41 anos) com lotaccedilatildeo de animais de 35 UA ha-1 com ausecircncia de sinais

visiacuteveis de degradaccedilatildeo (Figura 3) A descriccedilatildeo detalhada das aacutereas eacute apresentada na tabela 1

Na aacuterea sob PC com as culturas de aveia (inverno) e feijatildeo (veratildeo) somente a cultura do

feijoeiro eacute adubada sendo que nos uacuteltimos cinco anos no momento da semeadura (adubaccedilatildeo de

base) a adubaccedilatildeo eacute efetuada com aplicaccedilatildeo de 270 kg ha-1 de 10-15-15 A aveia eacute cultivada no

inverno apenas com o objetivo de produccedilatildeo de palhada Nesta aacuterea de PC apoacutes a colheita do feijatildeo

e fim do ciclo da cultura da aveia satildeo efetuadas uma gradagem aradora e niveladora para

implantaccedilatildeo da cultura subsequente Na aacuterea de SPD as adubaccedilotildees utilizadas nos uacuteltimos cinco

anos de cultivo em sucessatildeo das culturas de soja milhotrigo foram de 270 kg ha-1 de 02-20-18 e

inoculaccedilatildeo com Bradyrhizobium japonicum (inoculante liacutequido 150 mL para cada 50 kg de

sementes) e 270 kg ha-1 de 10-15-15 respectivamente Na aacuterea cultivada com pastagem permanente

natildeo foram realizadas praacuteticas de correccedilatildeo ou adubaccedilatildeo durante todo o periacuteodo em que a espeacutecie

ficou instalada na aacuterea Com relaccedilatildeo agrave correccedilatildeo do solo nas aacutereas de PC PP e pastagem houve

aplicaccedilatildeo de calcaacuterio no ano de 1998 na quantidade de 2 Mg ha-1

Os sistemas avaliados estatildeo descritos na tabela 1 apresentados quanto sua disposiccedilatildeo na

aacuterea na figura 3 e dispostos em funccedilatildeo do tempo de conduccedilatildeo na figura 4

Tabela 1- Histoacuterico descriccedilatildeo e localizaccedilatildeo das aacutereas de estudo (sistemas de manejo)

Sistema de manejo Descriccedilatildeo

SPC 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo027rsquorsquo S e 54ordm12rsquo449rsquorsquo O Sucessatildeo de culturas feijatildeo (veratildeo) e aveia (inverno) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

SPD 97 ha 298 m de altitude 24ordm09rsquo938rsquorsquo S e 54ordm14rsquo190rsquorsquo O (Fase de consolidaccedilatildeo com 17 anos em SPD) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Pastagem 2 ha 302 m de altitude 24ordm11rsquo025rsquorsquo S e 54ordm12rsquo450rsquorsquo O Pastagem permanente com coast-cross (Cynodon dactylon) Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Mata 2 ha Aacuterea sob vegetaccedilatildeo nativa (Mata Atlacircntica ndash Floresta Estacional Semidecidual) 295 m de altitude 24ordm11rsquo029rsquorsquo S e 54ordm11rsquo898rsquorsquo O utilizada como referencial Proprietaacuterio Isac Seacutergio Rosset

Figura 3- Imagem da aeacuterea com a disposiccedilatildeo dos diferentes sistemas de manejo Guaiacutera-PR

Figura 4- Histoacuterico dos usos e mudanccedilas do uso das aacutereas com as respectivas datas de implantaccedilatildeo em cada sistema de manejo SPC sistema plantio direto SPD sistema de preparo convencional Amostragem e caracterizaccedilatildeo analiacutetica

Em cada aacuterea de estudo foram demarcadas cinco glebas de 400 m2 nas quais foram

realizadas as coletas das amostras de terra cada gleba representou uma repeticcedilatildeo As amostras

foram coletadas em cinco pontos (glebas-repeticcedilotildees) sendo que cada amostra composta foi

representada por dez amostras simples dentro dos quatro sistemas de manejo nas camadas de 0-

005 005-01-01-02 e 02-04 m Apoacutes a coleta as amostras foram secas ao ar destorroadas e

passadas por peneira 2 mm obtendo-se a terra fina seca ao ar (TFSA) Tambeacutem foram coletadas

amostras indeformadas com auxiacutelio de anel volumeacutetrico com volume de 462 cm3 com cinco

repeticcedilotildees em todas as aacutereas e camadas para realizaccedilatildeo da anaacutelise de densidade do solo

Anaacutelise do perfil do solo

Foram delimitadas trecircs parcelas de 600 m2 dentro de cada aacuterea de estudo onde foram

abertas trincheiras e as amostras de solo coletadas nas profundidades de 0-005 005-01 01-02

02-03 03-04 04-05 05-06 06-08 e 08-10 m para fins de se medir a composiccedilatildeo isotoacutepica

(15N e 13C) quantificar os teores de areia silte e argila determinar a densidade do solo (Ds) e

posteriormente calcular os estoques de C e N ateacute 1 metro de profundidade atraveacutes da metodologia

da massa equivalente (Ellert amp Bettany 1995 Sisti et al 2004) Os teores de COT foram

determinados segundo metodologia de Yeomans amp Bremner (1988) e N total segundo Tedesco et

al (1995) A abundacircncia isotoacutepica de δ15N e δ13C foi determinada em amostras de

aproximadamente 300 mg de cada amostra de TFSA As amostras foram avaliadas por meio de um

espectrocircmetro de massa isotoacutepica de fluxo contiacutenuo (espectrocircmetro de massa Finnigan DeltaPlus

acoplado em um auto-analisador de C e N total Carlo Erba EA 1108 ndashFinnigan MAT Bremen

Alemanha) no serviccedilo de apoio a investigaccedilatildeo (SAI) na universidade da Coruna- Espanha Os

resultados seratildeo expressos na forma de δ15N e δ13C (permil) sendo o C em relaccedilatildeo ao padratildeo

internacional PDB e o N em relaccedilatildeo agrave composiccedilatildeo atmosfeacuterica

Fracionamento densimeacutetrico da MOS

As fraccedilotildees leves da MOS foram obtidas pelo procedimento proposto por Sohi et al (2001)

As fraccedilotildees leves seratildeo extraiacutedas do solo por meio de uma soluccedilatildeo de NaI a uma densidade de 180 g

cm-3 ( 002) Os meacutetodos tradicionais de separaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve normalmente utilizam soluccedilotildees

com densidade ajustada para 20 g cm-3 poreacutem neste estudo seraacute adotada uma densidade menor por

dois motivos 1) permite o uso de soluccedilotildees inorgacircnicas que oferecem vantagens em termos de

seguranccedila e conveniecircncia sobre as orgacircnicas 2) evita a contaminaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve com partiacuteculas

minerais que apresentam densidade de 20 g cm-3

Para isto foram pesadas 5g de TFSA em frascos de centriacutefuga de 50 mL sendo adicionados

35 mL de NaI Os frascos foram agitados manualmente por 30 segundos de maneira que as fraccedilotildees

orgacircnicas menos densas fiquem na superfiacutecie da soluccedilatildeo A seguir as amostras foram centrifugadas

a 18000 rpm por 15 minutos em temperatura de 18o C a fim de promover a sedimentaccedilatildeo das

partiacuteculas minerais do solo A fraccedilatildeo orgacircnica sobrenadante presente na soluccedilatildeo (fraccedilatildeo leve livre)

seraacute succionada juntamente com a soluccedilatildeo de NaI e imediatamente separada por filtraccedilatildeo a vaacutecuo

(Sistema Asseacuteptico Sterifil 47 mm ndash Millipore) com filtros de fibra de vidro (47 mm de diacircmetro 2

microns ndash Whatman tipo GFA) previamente pesados

As fraccedilotildees coletadas foram lavadas com aacutegua destilada visando eliminar o excesso de NaI

presente na fraccedilatildeo e no filtro A fraccedilatildeo orgacircnica juntamente com o filtro foi posteriormente seca a

65o C pesada e macerada em almofariz Sendo analisado o carbono posteriormente no CHN

(Elementar Analysensysteme GmbH Hanau Alemanha)

Carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC)

Para quantificar o carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC) foi pesado 25

g de TFSA em tubo de centriacutefuga de 50 mL posteriormente foi adicionado 20 mL de aacutegua

destilada e 18 mL de KMnO4 (02 mol L-1) em seguida as amostras foram submetidas a agitaccedilatildeo

por 2 minutos e 120 rpm Cessado o periacuteodo de agitaccedilatildeo as amostras ficaram em repouso por 10

minutos Decorrido o periacuteodo de repouso pipetou-se uma aliacutequota de 050 mL da soluccedilatildeo de

equiliacutebrio e 4950 mL de aacutegua destilada totalizando 50 ml de soluccedilatildeo Procedeu-se a leitura em

espectrofotocircmetro modelo Nova 2000 UV do Laboratoacuterio de Gecircnese e Classificaccedilatildeo de Solos da

UFRRJ A faixa espectral examinada foi de 550 nm Tambeacutem foi realizada leitura em 4 padrotildees

com concentraccedilotildees KMnO4 de 0005 001 0015 e 002 mol L-1

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 6: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Figura 3- Imagem da aeacuterea com a disposiccedilatildeo dos diferentes sistemas de manejo Guaiacutera-PR

Figura 4- Histoacuterico dos usos e mudanccedilas do uso das aacutereas com as respectivas datas de implantaccedilatildeo em cada sistema de manejo SPC sistema plantio direto SPD sistema de preparo convencional Amostragem e caracterizaccedilatildeo analiacutetica

Em cada aacuterea de estudo foram demarcadas cinco glebas de 400 m2 nas quais foram

realizadas as coletas das amostras de terra cada gleba representou uma repeticcedilatildeo As amostras

foram coletadas em cinco pontos (glebas-repeticcedilotildees) sendo que cada amostra composta foi

representada por dez amostras simples dentro dos quatro sistemas de manejo nas camadas de 0-

005 005-01-01-02 e 02-04 m Apoacutes a coleta as amostras foram secas ao ar destorroadas e

passadas por peneira 2 mm obtendo-se a terra fina seca ao ar (TFSA) Tambeacutem foram coletadas

amostras indeformadas com auxiacutelio de anel volumeacutetrico com volume de 462 cm3 com cinco

repeticcedilotildees em todas as aacutereas e camadas para realizaccedilatildeo da anaacutelise de densidade do solo

Anaacutelise do perfil do solo

Foram delimitadas trecircs parcelas de 600 m2 dentro de cada aacuterea de estudo onde foram

abertas trincheiras e as amostras de solo coletadas nas profundidades de 0-005 005-01 01-02

02-03 03-04 04-05 05-06 06-08 e 08-10 m para fins de se medir a composiccedilatildeo isotoacutepica

(15N e 13C) quantificar os teores de areia silte e argila determinar a densidade do solo (Ds) e

posteriormente calcular os estoques de C e N ateacute 1 metro de profundidade atraveacutes da metodologia

da massa equivalente (Ellert amp Bettany 1995 Sisti et al 2004) Os teores de COT foram

determinados segundo metodologia de Yeomans amp Bremner (1988) e N total segundo Tedesco et

al (1995) A abundacircncia isotoacutepica de δ15N e δ13C foi determinada em amostras de

aproximadamente 300 mg de cada amostra de TFSA As amostras foram avaliadas por meio de um

espectrocircmetro de massa isotoacutepica de fluxo contiacutenuo (espectrocircmetro de massa Finnigan DeltaPlus

acoplado em um auto-analisador de C e N total Carlo Erba EA 1108 ndashFinnigan MAT Bremen

Alemanha) no serviccedilo de apoio a investigaccedilatildeo (SAI) na universidade da Coruna- Espanha Os

resultados seratildeo expressos na forma de δ15N e δ13C (permil) sendo o C em relaccedilatildeo ao padratildeo

internacional PDB e o N em relaccedilatildeo agrave composiccedilatildeo atmosfeacuterica

Fracionamento densimeacutetrico da MOS

As fraccedilotildees leves da MOS foram obtidas pelo procedimento proposto por Sohi et al (2001)

As fraccedilotildees leves seratildeo extraiacutedas do solo por meio de uma soluccedilatildeo de NaI a uma densidade de 180 g

cm-3 ( 002) Os meacutetodos tradicionais de separaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve normalmente utilizam soluccedilotildees

com densidade ajustada para 20 g cm-3 poreacutem neste estudo seraacute adotada uma densidade menor por

dois motivos 1) permite o uso de soluccedilotildees inorgacircnicas que oferecem vantagens em termos de

seguranccedila e conveniecircncia sobre as orgacircnicas 2) evita a contaminaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve com partiacuteculas

minerais que apresentam densidade de 20 g cm-3

Para isto foram pesadas 5g de TFSA em frascos de centriacutefuga de 50 mL sendo adicionados

35 mL de NaI Os frascos foram agitados manualmente por 30 segundos de maneira que as fraccedilotildees

orgacircnicas menos densas fiquem na superfiacutecie da soluccedilatildeo A seguir as amostras foram centrifugadas

a 18000 rpm por 15 minutos em temperatura de 18o C a fim de promover a sedimentaccedilatildeo das

partiacuteculas minerais do solo A fraccedilatildeo orgacircnica sobrenadante presente na soluccedilatildeo (fraccedilatildeo leve livre)

seraacute succionada juntamente com a soluccedilatildeo de NaI e imediatamente separada por filtraccedilatildeo a vaacutecuo

(Sistema Asseacuteptico Sterifil 47 mm ndash Millipore) com filtros de fibra de vidro (47 mm de diacircmetro 2

microns ndash Whatman tipo GFA) previamente pesados

As fraccedilotildees coletadas foram lavadas com aacutegua destilada visando eliminar o excesso de NaI

presente na fraccedilatildeo e no filtro A fraccedilatildeo orgacircnica juntamente com o filtro foi posteriormente seca a

65o C pesada e macerada em almofariz Sendo analisado o carbono posteriormente no CHN

(Elementar Analysensysteme GmbH Hanau Alemanha)

Carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC)

Para quantificar o carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC) foi pesado 25

g de TFSA em tubo de centriacutefuga de 50 mL posteriormente foi adicionado 20 mL de aacutegua

destilada e 18 mL de KMnO4 (02 mol L-1) em seguida as amostras foram submetidas a agitaccedilatildeo

por 2 minutos e 120 rpm Cessado o periacuteodo de agitaccedilatildeo as amostras ficaram em repouso por 10

minutos Decorrido o periacuteodo de repouso pipetou-se uma aliacutequota de 050 mL da soluccedilatildeo de

equiliacutebrio e 4950 mL de aacutegua destilada totalizando 50 ml de soluccedilatildeo Procedeu-se a leitura em

espectrofotocircmetro modelo Nova 2000 UV do Laboratoacuterio de Gecircnese e Classificaccedilatildeo de Solos da

UFRRJ A faixa espectral examinada foi de 550 nm Tambeacutem foi realizada leitura em 4 padrotildees

com concentraccedilotildees KMnO4 de 0005 001 0015 e 002 mol L-1

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 7: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

aproximadamente 300 mg de cada amostra de TFSA As amostras foram avaliadas por meio de um

espectrocircmetro de massa isotoacutepica de fluxo contiacutenuo (espectrocircmetro de massa Finnigan DeltaPlus

acoplado em um auto-analisador de C e N total Carlo Erba EA 1108 ndashFinnigan MAT Bremen

Alemanha) no serviccedilo de apoio a investigaccedilatildeo (SAI) na universidade da Coruna- Espanha Os

resultados seratildeo expressos na forma de δ15N e δ13C (permil) sendo o C em relaccedilatildeo ao padratildeo

internacional PDB e o N em relaccedilatildeo agrave composiccedilatildeo atmosfeacuterica

Fracionamento densimeacutetrico da MOS

As fraccedilotildees leves da MOS foram obtidas pelo procedimento proposto por Sohi et al (2001)

As fraccedilotildees leves seratildeo extraiacutedas do solo por meio de uma soluccedilatildeo de NaI a uma densidade de 180 g

cm-3 ( 002) Os meacutetodos tradicionais de separaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve normalmente utilizam soluccedilotildees

com densidade ajustada para 20 g cm-3 poreacutem neste estudo seraacute adotada uma densidade menor por

dois motivos 1) permite o uso de soluccedilotildees inorgacircnicas que oferecem vantagens em termos de

seguranccedila e conveniecircncia sobre as orgacircnicas 2) evita a contaminaccedilatildeo da fraccedilatildeo leve com partiacuteculas

minerais que apresentam densidade de 20 g cm-3

Para isto foram pesadas 5g de TFSA em frascos de centriacutefuga de 50 mL sendo adicionados

35 mL de NaI Os frascos foram agitados manualmente por 30 segundos de maneira que as fraccedilotildees

orgacircnicas menos densas fiquem na superfiacutecie da soluccedilatildeo A seguir as amostras foram centrifugadas

a 18000 rpm por 15 minutos em temperatura de 18o C a fim de promover a sedimentaccedilatildeo das

partiacuteculas minerais do solo A fraccedilatildeo orgacircnica sobrenadante presente na soluccedilatildeo (fraccedilatildeo leve livre)

seraacute succionada juntamente com a soluccedilatildeo de NaI e imediatamente separada por filtraccedilatildeo a vaacutecuo

(Sistema Asseacuteptico Sterifil 47 mm ndash Millipore) com filtros de fibra de vidro (47 mm de diacircmetro 2

microns ndash Whatman tipo GFA) previamente pesados

As fraccedilotildees coletadas foram lavadas com aacutegua destilada visando eliminar o excesso de NaI

presente na fraccedilatildeo e no filtro A fraccedilatildeo orgacircnica juntamente com o filtro foi posteriormente seca a

65o C pesada e macerada em almofariz Sendo analisado o carbono posteriormente no CHN

(Elementar Analysensysteme GmbH Hanau Alemanha)

Carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC)

Para quantificar o carbono oxidaacutevel com Permanganato de Potaacutessio (POXC) foi pesado 25

g de TFSA em tubo de centriacutefuga de 50 mL posteriormente foi adicionado 20 mL de aacutegua

destilada e 18 mL de KMnO4 (02 mol L-1) em seguida as amostras foram submetidas a agitaccedilatildeo

por 2 minutos e 120 rpm Cessado o periacuteodo de agitaccedilatildeo as amostras ficaram em repouso por 10

minutos Decorrido o periacuteodo de repouso pipetou-se uma aliacutequota de 050 mL da soluccedilatildeo de

equiliacutebrio e 4950 mL de aacutegua destilada totalizando 50 ml de soluccedilatildeo Procedeu-se a leitura em

espectrofotocircmetro modelo Nova 2000 UV do Laboratoacuterio de Gecircnese e Classificaccedilatildeo de Solos da

UFRRJ A faixa espectral examinada foi de 550 nm Tambeacutem foi realizada leitura em 4 padrotildees

com concentraccedilotildees KMnO4 de 0005 001 0015 e 002 mol L-1

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 8: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

O caacutelculo das quantidades de carbono laacutebil foi realizado pela seguinte equaccedilatildeo

POXC (mg kg) = [002 mol L (a + b x Abs)] times (900 mg C mol) times (002 L soluccedilatildeo p)

Em que

002 mol L-1 = concentraccedilatildeo da soluccedilatildeo inicial

A = ordenada na origem da curva padratildeo

b = declive da curva padratildeo

Abs = absorbacircncia

900 = miligramas de carbono oxidado por um mol de MnO4 mudando de Mn+7 a Mn+2

002 L = volume da soluccedilatildeo que reagiu (em litros)

PM= peso de TFSA ao ar em kg

Analises Espectroscoacutepicas Isolamento e Purificaccedilatildeo dos Aacutecidos Huacutemicos (AH)

Os AH foram obtidos segundo a Sociedade Internacional de Substacircncias Huacutemicas (IHSS) e

de acordo com o protocolo metodoloacutegico descrito por Swift (1996) Foram realizadas trecircs pseudo-

repeticcedilotildees para cada sistema de manejo e aacuterea de referecircncia na camada superficial do solo (010 m)

Os solos foram previamente tratados com uma soluccedilatildeo de HCl (01 molL-1) posteriormente

lavados com aacutegua destilada ateacute pH neutro e em seguida 500 mL de NaOH (01 molL-1) foram

adicionados a 50 g de massa de solo (proporccedilatildeo 110 vm) em atmosfera de N2 O sobrenadante

(liacutequido) foi coletado e centrifugado a 10000 g por 30 min Os HA foram separados por adiccedilatildeo de

HC1 (6 molL-1) por gotejamento ateacute atingir um pH de 20 e o material foi posteriormente

centrifugado a 5000 g por 10 min A fraccedilatildeo precipitada (HA) foi purificada com uma mistura de

soluccedilatildeo de HF (03 molL-1) + HCl (01 molL-1) sob agitaccedilatildeo constante durante 24 h

Subsequentemente o HA foi dialisado com aacutegua desionizada utilizando tubos de diaacutelise

SPECTRAPORreg 7 com uma membrana de 1 kD posteriormente o AH foi mantido sob

temperatura de -80deg e em seguida liofilizado

Espectroscopia de infravermelho (FTIR) e Espectroscopia de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear

(13C-CPMAS NMR)

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo de espectroscopia de Infravermelho (FTIR) e espectroscopia

de Ressonacircncia Magneacutetica Nuclear de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico

(13C-CPMAS NMR) Para a obtenccedilatildeo dos espectros na regiatildeo do infravermelho (FTIR) foi

utilizada a faixa de 4000 - 400 cm-1 em espectrocircmetro de infravermelho da marca NICOLET (FT-

IR) modelo 6700 com transformada de Fourier (FTIR) utilizando pastilhas de KBr (5 mg de AH

liofilizado + 200 mg de KBr)

A espectroscopia de polarizaccedilatildeo cruzada com rotaccedilatildeo em torno do acircngulo maacutegico CP MAS

13C-RMN foi realizada no aparelho Bruker AVANCE II RMN a 400 MHz equipado com probe de

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 9: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

4 mm Narrow MAS e operando em sequecircncia de ressonacircncia de 13C a 100163 MHz Para a

obtenccedilatildeo dos espectros as amostras dos materiais humificados satildeo colocadas em um rotor (porta-

amostra) de Dioacutexido de zircoacutenio (ZrO2) com tampas de Kel-F sendo a frequecircncia de giro de 8 plusmn 1

kHz Os espectros satildeo obtidos pela coleta de 2048 data points para igual nuacutemero de scans a um

tempo de aquisiccedilatildeo de 34 ms e com recycle delay de 5 s O tempo de contato para a sequecircncia em

rampa de 1H ramp eacute de 2 ms A coleta e elaboraccedilatildeo espectral foi realizada utilizando o Software

Bruker Topspin 21 Os decaimentos livres de induccedilatildeo (FID) foram transformados aplicando um

zero filling igual a 4 k e posteriormente um ajuste por funccedilatildeo exponencial (line broadening) de 70

Hz

Anaacutelises Estatiacutesticas

Os resultados estatildeo sendo analisados utilizando o teste de Kuskall Wallis (equivalente natildeo

parameacutetrico do teste Anova) no caso de diferenccedilas significativas entre os sistemas de manejo as

medianas de cada grupo seratildeo comparadas entre si pelo teste de Nemenyi a 5 Posteriormente seraacute

realizada uma anaacutelise multivariada para resumir e agrupas as variaacuteveis similares nos diferentes tipos

de manejo

Anaacutelises de dados e quimiometria

Foi realizado anaacutelise multivariada de componentes principais (PCA) no TOC POXC

fraccedilotildees humicas e densimeacutetricasos dados foram padronizados e analisados utilizando o pograma

R331 com auxilio dos seguintes pacotes ade4 vegangclus e ape As anaacutelises quimiomeacutetricas de

componentes principais (PCA) nos dados espectrais de 13C-CPMAS NMR e FTIR de todas as

fraccedilotildees huacutemicas foram realizadas utilizando o programa Unscramblerreg X 103 package (Camo

Software AS Inc Oslo Norway) Os espectros 13C-NMR e FTIR das fraccedilotildees huacutemicas froam

carregados a partir do software e normalizados segundo a normalizaccedilatildeo por area (area

normalization) A faixa selecionada para conformar as matrizes de dados espectrais 13C-NMR foi de

-50 ppm ateacute 250 ppm os valores fora desta faixa seratildeo descartados para evitar falsas contribuiccedilotildees

nas anaacutelises Nas anaacutelises PCA de cada fraccedilatildeo huacutemica seratildeo realizadas utilizando um algoritmo

NIPALS meacutetodo de validaccedilatildeo CROSS VALIDATION com o nuacutemero maacuteximo de componentes

Oito regiotildees de deslocamentos quiacutemicos foram consideradas nos espectros a saber C-alquil (CAlk-

H R) 0-46 ppm C-metoxil e N-alquil (CAk-O N) 46-59 ppm O-alquil-C (CAlk-O) 59-91 ppm

C di-O-alquil (anoacutemeros C-alquil-di-O) 91-110 ppm C-aromaacutetico (CAr-H R) 110-142 ppm C

O N-aromaacutetico (CAr-O N) 142-156 ppm C-carboxilos (CCOO-H R) 156-186 ppm e C-carbonil

(CC = O) 186-230 ppm Os indices de aromaticidade e alifaticidade foram calculadas da seguinte

forma aromaticidade = [(CAr-H R + CAr-O N) (aacuterea total)] times 100 e alifaticidade = (100 -

aromaticidade) Para as anaacutelises PCA FTIR foi selecionada uma faixa entre 400 cm-1 e 3800 cm-1 e

foi adoptado o mesmo procedimento que em PCA13C-NMR

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 10: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

RESULTADOS E SUA DISCUSSAtildeO

Carbono orgacircnico total

Na Tabela 2 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico total (COT) das diferentes aacutereas estudadas

Tabela 2 Carbono orgacircnico total (COT) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutea - PR

COT (g kg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 3531 a 2653 a 2658 a 1694 a Pasto 2043 b 1932 b 1773 b 1237 b PC 1236 c 1226 c 1087 c 874 c PP 2250 b 1862 b 1697 b 1263 b F 19233 3247 23100 4345 CV 677 1194 528 998

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Os teores de COT variaram de 35 31 a 12 36 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 2653 a

1226 g kg-1 Na profundidade de 5-10 cm de 2658 a 1087 g kg-1 Na profundidade de 10-20 cm e

de 1694 a 874 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O COT foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

De acordo com os resultados da (Tabela 2) eacute possiacutevel notar que a aacuterea de mata apresentou as

maiores quantidades de COT quando comparada com as demais aacutereas para todas as profundidades

avaliadas Este padratildeo eacute comumente observado em estudos em que aacutereas de cultivo satildeo comparadas

com aacutereas de mata nativa Os sistemas naturais por serem isentos de accedilatildeo antroacutepica permanecem em

equiliacutebrio dinacircmico mantendo suas funcionalidades

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores de COT

em profundidade este comportamento eacute considerado normal em funccedilatildeo da maior entrada de

material vegetal nas camadas mais superficiais do solo

Em todas as profundidades avaliadas as aacutereas de pasto e PP apresentaram as maiores meacutedias

de COT quando comparadas com o PC Demonstrando assim que sistemas de cultivo que

preconiza o natildeo revolvimento solo a manutenccedilatildeo de palhada e o constante aporte de material

vegetal satildeo mais eficientes no acuacutemulo de COT quando comparados com sistemas convencionais

Os sistemas conservacionistas contribuem para promover melhorias na fertilidade do solo e reduz as

perdas de carbono (Aziz et al 2013) uma vez que esses sistemas se aproximam dos ecossistemas

naturais como as florestas nativas (Saacute et al 2015)

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 11: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Carbono orgacircnico oxidaacutevel

Na Tabela 3 satildeo apresentados os resultados do carbono orgacircnico oxidaacutevel com

permanganato de potaacutessio (POXC) nas diferentes aacutereas estudadas

Os teores de POXC variaram de 1 13 a 068 g kg-1 na profundidade de 0-5 cm de 091 a

053 g kg-1na profundidade de 5-10 cm De 091 a 051 g kg-1 na profundidade de 10-20 cm e de

066 a 044 g kg-1 na profundidade de 20-40 cm O POXC foi sensiacutevel aos diferentes sistemas de

manejo adotado apresentando diferenccedilas significativas a 5 de significacircncia para todas as

profundidades avaliadas

Os resultados do COX (Tabela 3) foram semelhantes aos encontrados para o COT De

maneira geral a aacuterea de mata apresentou os maiores valores seguido da aacuterea de pasto e do PP para

todas as profundidades avaliadas a aacuterea de PC apresentou as menores quantidades

Estes resultados podem ter ocorrido em funccedilatildeo do constante revolvimento do solo na aacuterea de

PC a araccedilatildeo e gradagem expotildee o material vegetal que se encontra no solo deixando-o mais

expostos a accedilatildeo do intemperismo contribuindo assim para sua degradaccedilatildeo Segundo Frazatildeo et al

(2010) as fraccedilotildees laacutebeis da mateacuteria orgacircnica (MO) satildeo mais sensiacuteveis as alteraccedilotildees de manejo

O COX pode ser afetado por fatores ambientais muacuteltiplos e fatores ligados ao manejo do

solo podendo funcionar como indicador de alteraccedilotildees em experimentos de campo (Culmam et al

2012) Desta maneira a utilizaccedilatildeo de sistemas de manejo que preconizam o natildeo revolvimento do

solo e a cobertura do mesmo como material vegetal ou restos culturais eacute desejaacutevel Visto que os

restos de cultura anteriores aleacutem de oferecerem proteccedilatildeo ao solo contra agentes climaacuteticos

apresentam potencial para manter ou elevar as quantidades de mateacuteria orgacircnica no solo ateacute mesmo

o cabarno mais laacutebil como o COX

Tabela 3 Carbono orgacircnico oxidaacutevel (COX) em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

COT (gkg-1)

TRAT 0-005 m 005-010 m 010-020 m 020-040m

Mata 113 a 091 a 076 b 066 a Pasto 090 b 081 a 091 a 056 ab PC 068 c 053 b 051 c 044 b PP 098 b 078 a 073 b 063 a F 1990 1837 170 1043 CV 1017 1053 110 120

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de carbono orgacircnico

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 12: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Na Tabela 4 satildeo apresentados os resultados do estoque de carbono orgacircnico total (Est Cot)

ateacute 1m de profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Os resultados do EstCot foi semelhante aos observados para o COT e COX a aacuterea Mata

apresentou as maiores quantidades de EstCot na acamada supercial (0-30 cm de profundidade)

seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema de SPC apresentou as menores meacutedias quando

comparadas com as demais

Ocorreu decliacutenio nas quantidades de EstCot a medida que a profundidade foi aumentando

para todos os manejos avaliados Esse paratildeo eacute normal em estudos desta natureza em funccedilatildeo da

maior entrada de material vegetal nas camadas mais superficiais do solo A similaridade no estoque

de C entre as aacutereas de vegetaccedilatildeo natural e sistema plantio de direto nas camadas superficiais do solo

satildeo decorrentes do maior aporte de resiacuteduos vegetais depositados na superfiacutecie do solo (Gazolla et

al 2013)

Os resultados encontrado neste estudo corroboram em parte com os observados por Siqueira

Neto et al (2010) segundo esses autores os estoques de C em Latossolo Vermelho-Amarelo foram

maiores no cerrado e no plantio direto durante 12 anos (PD 12) enquanto os valores mais baixos

foram encontrados sob pasto preparo convencional e com um e quatro anos de plantio direto jovem

(lt 4 anos) Poreacutem neste estudo natildeo houve diferenccedila entre a aacuterea de pastagem e PP O que pode ser

explicado por Conceiccedilatildeo et al (2013) para esses autores as quantidades de EstCot nos sistemas

conservacionistas com o PP em solos subtropicais depende do estabelecimento da diversidade de

culturas empregadas na cobertura do solo ao inveacutes da simples conversatildeo de sistemas convencionias

em sistemas conservacionistas

Tabela 4 Estoque de carbono orgacircnico em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est cot (Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 2156 a 1754 a 1315 a 1047 a 982 a 894 a 865 a 2087 a 21 25 a

Pastagem 875 1186 b 1002 b 612 b 912 a 784 a 601 a 1572 a 1381 a

PP 978 b 1374 ab 989 b 651 b 846 a 772 a 710 a 1642 a 1481 a

PC 535 c 1117 b 635 c 402 c 810 a 699 a 767 a 1581 a 16 42 a

F 12485 768 1843 776 138 085 1476 686 386

CV 470 814 851 962 1260 1920 979 786 1501

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 13: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Estoque de nitrogecircnio

Na Tabela 5 satildeo apresentados os resultados do estoque de nitrogecircnio total (Est N) ateacute 1m de

profundidade nas diferentes aacutereas estudadas

Assim como para o EstCot o EstN apresentou diferenccedila significativa apenas nas camadas

superficiais (0-20 cm de profundidade) Aacuterea de Mata apresentou as maiores quantidades de EstCot

na acamada superficial (0-20 cm de profundidade) seguidas das aacutereas de pastagem e PP o sistema

de SPC apresentou as menores meacutedias quando comparadas com as demais

De maneira geral para todas as aacutereas avaliadas ocorreu uma diminuiccedilatildeo dos teores do EstN

em profundidade este comportamento eacute considerado normal uma vez que as maiores contribuiccedilotildees

de nitrogecircnio presente no solo eacute a MOS pois o nitrogecircnio mineral aplicado no solo e facilmente

perdido devido sua raacutepida liberaccedilatildeo e em funccedilatildeo da elevada mobilidade e mecanismos de perdas

Os resultados desse estudo diferem daqueles encontrados por DAndreacutea et al (2004) esses

autores natildeo encontraram diferenccedila significativa nos teores e no estoque de C e N totais do solo em

sistemas de manejo implementados em aacuterea de cerrado nativo num Latossolo Vermelho distroacutefico

tiacutepico textura argilosa A diferenccedila nos resultados encontrados pode ser explicada em funccedilatildeo da

diferenccedila climaacutetica entre as aacutereas de estudo segundo Costa et al (2008) o aumento da quantidade

de MOS depende tambeacutem de vaacuterios fatores como aqueles associados ao clima (principalmente

temperatura e precipitaccedilatildeo) Como na aacuterea do presente estudo predominam temperaturas mais

amenas e maiores quantidades de precipitaccedilatildeo isso pode ter contribuindo para um maior aporte de N

nas aacutereas

Tabela 5 Estoque de nitrogecircnio em diferentes sistemas de manejo do solo no municiacutepio de Guaiacutera-Paranaacute

Est N(Mg ha-1)

Profundidade (cm)

Trat 0-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-80 80-100

Mata 686 a 833 a 637 a 478 a 383 a 352 a 304 a 539 a 545 a

Pastagem 442 bc 511 bc 567 b 40 a 328 a 304 a 291 a 466 a 448 a

PP 555 b 753 ab 60 b 451 a 328 a 287 a 274 a 490 a 382 a

PC 437 c 474 c 426 c 353 a 304 a 275 a 273 a 461 a 367 a

F 1976 895 1913 073 595 209 012 093 238

CV 836 915 743 1232 704 1336 898 1308 1020

Meacutedias seguidas de mesma letra na coluna natildeo diferem entre si pelo teste Tukey a 5 de probabilidade PC= plantio convencional PP= plantio na palha = Significativo CV= Coeficiente de variaccedilatildeo

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 14: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Evoluccedilatildeo da vegetaccedilatildeo da aacuterea obtida a partir da composiccedilatildeo isotoacutepica de 13C

Os valores da composiccedilatildeo isotoacutepica (13C) para a aacuterea de referecircncia (F) e as aacutereas de cultivo

(NT P e T) no perfil do solo satildeo apresentados na Figura 2 Nas aacutereas de F NT e T foram

observados valores de 13C de aproximadamente -26 (permil) caracteriacutesticos de plantas do ciclo C3

para as camadas superficiais

A aacuterea de P apresentou as maiores variaccedilotildees do 13C com valores de aproximadamente -

20(permil) nas camadas mais superficiais e chegando a valores de -18(permil) ateacute 10 m de profundidade

Valores menos negativos de 13C satildeo indicativos de transiccedilatildeo entre plantas do ciclo C3 Os

resultados obtidos para a aacuterea de P demonstra que a utilizaccedilatildeo de pastagem nesta aacuterea por 41 anos

contribuiu gradativamente para mudanccedilas da composiccedilatildeo isotoacutepica do carbono

O sinal isotoacutepico 13C confirmou que as aacutereas estudadas apresentaram no passado

predomiacutenio de vegetaccedilatildeo tipo gramiacuteneas O sinal isotoacutepico nos solos indica que nos uacuteltimos 41 anos

houve mudanccedila de vegetaccedilatildeo predominantes em funccedilatildeo do tipo de manejo adoptado na atualidade

A presenccedila de Floresta Estacional Semidecidual Aluvial nessa aacuterea propiciou mudanccedila do sinal

isotoacutepico 13C de planta de ciclo fotossinteacutetico C4 para sinal 13C de planta C3 A presenccedila no solo

do manejo NT sob culturas de plantas de soja e milho (inverno e veratildeo respetivamente) e o solo sob

manejo T com cultivo de aveia e feijatildeo mudou o sinal isotoacutepico de planta de ciclo fotossinteacutetico C4

para planta C3 A variaccedilatildeo e mudanccedilas de sinal isotoacutepico em funccedilatildeo do tipo de carbono eacute

dependente de fatores do solo e do clima e ocorre gradativamente (Ulloa et al 2005)

13C ( permil)

-26 -24 -22 -20 -18

De

ph

t (m

)

005

010

020

030

040

050

060

080

100

Forest

Pasture

NT

T

Figure 2 Composiccedilatildeo isotoacutepica do solo 13C composition nas aacutereas sob diferentes coberturas e formas de manejo Efeito do manejo do solo no estoque de Carbono (ETOC) Nitrogecircnio (ETN) e fraccedilotildees

humificadas da MOS

A anaacutelises de ETOC e ETN eacute feita a partir do criteacuterio utilizado para a amostragem do solo

uma vez que ateacute os 010 m a amostragem foi realizada a intervalos de 5 cm a partir dos 010 m e ateacute

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 15: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

060 m a amostragem foi realizada a intervalos de 10 cm e ateacute 10 m a intervalos de 20 cm

Mesmo com as carateriacutesticas especiacuteficas no desenho de amostragem a floresta constitui o

sistema que maior quantidade TOC incorpora ao solo em todas as profundidades superando os 20

Mgha-1 na superfiacutecie O manejo com NT tambeacutem incorpora maior TOC nas menores profundidades

(000 ndash 010 m) quando comparado com os manejos de pastagem e plantio convencional chegando

a 14 Mgha-1 O manejo do solo com P tambeacutem incorpora TOC ao solo fundamentalmente nas

camadas mais subsuperficiais (010 m ndash 050 m) Entre todos os manejos o plantio convencional

(T) incorporou menor quantidade de TOC (Figura 3A)

O nitrogecircnio estocado na superfiacutecie do solo eacute maior quando manejado com pastagem e

plantio direto (000 ndash 005 m) superando os 8 Mg ha-1 no solo manejado com P O solo com floresta

estoca maior quantidade de TN agrave profundidade de 005-010 m De maneira geral os solos com

sistema de pastagem e plantio direto mostram maior quantidade de TN estocado na maioria das

profundidades (Figura 3B)

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TO

C s

tock (

gkg

-1)

0

5

10

15

20

25

Forest

Pasture

NT

T

Depht (m)

000-005

005-010

010-020

020-030

030-040

040-050

050-060

060-080

080-10

TN

sto

ck (

gkg

-1)

0

2

4

6

8

10

Forest

Pasture

NT

T

Figure 3 Estoque de carbono orgacircnico total (A) e nitrogecircnio (B) nos perfis de solo nas aacutereas submetidas aos diferentes tipos de manejo ou cobertura

O solo com floresta possui maior conteuacutedo de TOC entre todos os manejos ateacute os 020 m de

profundidade (ateacute 35 gkg-1 na camada mais superficial) O manejo do solo com plantio

convencional apresentou os menores valores de TOC entre 10 ndash 1236 gkg-1 ateacute os 020 m de

profundidade Os manejos de pastagem e plantio direto apresentaram valores semelhantes entre eles

e chegando a 20 gkg-1 e 22 gkg-1 respetivamente na superfiacutecie (000 ndash 005 m) O conteuacutedo de C

nas formas de substacircncias huacutemicas (aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas) foram tambeacutem superiores

nos solos com floresta e pastagem ateacute os 020 m de profundidade Os solos com manejos de plantio

direto e convencional apresentaram menores conteuacutedos de aacutecidos huacutemicos fuacutelvicos e huminas

A maior quantidade de carbono oxidaacutevel (POXC) presente no solo pelo aporte vegetal

continua sendo no manejo floresta (ateacute 113 gkg-1) na superfiacutecie (000 ndash 005 m) Assim mesmo os

manejos de plantio direto e pastagem tambeacutem aportam quantidades de POXC (ateacute 098 e 090 gkg-1

respetivamente) proacuteximos aos valores da floresta

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 16: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

A floresta e o plantio direto fornecem maior quantidade de material vegetal laacutebil na

superfiacutecie (000 ndash 020 gkg-1) a massa da fraccedilatildeo leve livre (Mass-FLF) eacute maior nos solos com

nestes manejos (236 e 131 gkg-1 respetivamente) Os solos manejados com plantio convencional e

pastagem natildeo possuem uma elevada Mass-FLF A quantidade de carbono da fraccedilatildeo leve livre (C-

FLF) seguiu este mesmo comportamento para todos os manejos

A proteccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica mais laacutebil que eacute depositada no solo pode ser quantificada a

partir de seu conteuacutedo nos agregados do solo A massa da fraccedilatildeo da mateacuteria orgacircnica leve livre

intra-agregado (Mass-IALF) se incorpora nos agregados em maior quantidade nos solos com

manejo de floresta pastagem e plantio direto em toda a profundidade avaliada O plantio

convencional constitui o manejo que menos propicia massa de fraccedilotildees laacutebeis nos agregados O

carbono da fraccedilatildeo leve livre intra-agregado (C-IALF) teve um comportamento semelhante

Anaacutelises de componentes principais (PCA) permite encontrar padrotildees de semelhanccedila entre

os dados analisados Na PCA se identificam dois grupos que relaciona a profundidade com a

natureza quiacutemica da MOS (Figura 4) Na PC-1 (812 da variacircncia total explicada) indica uma

relaccedilatildeo entre os manejos de floresta pastagem e plantio direto agraves menores profundidades (ciacuterculo

azul) com todas as formas de carbono laacutebil (POXC e fraccedilotildees densimeacutetricas) aportado no solo assim

como com as fraccedilotildees huacutemicas Natildeo houve nenhum padratildeo de agrupamento que mostre relaccedilatildeo entre

qualquer profundidade no manejo de plantio convencional e as formas de carbono (ciacuterculo

amarelo) A anaacutelise de PCA confirma o discutido anteriormente

Figura 4 Anaacutelise dos componentes principais das diferentes fraccedilotildees de MOS nas aacutereas cultivadas e florestais F amostras florestais (F1 0-005 m F2 005-010 m F3 010-020 m) NT Amostras de plantio direto (NT1 0-005 m NT2 005-010 m NT3 010-020 m) P amostras de pastagens (P1 0-005 m P2 005-010 m P3 010-020 m) T amostras de preparo convencional (T1 0-005 m T2 005-010 m T3 010-020 m) Massa-FLF = massa da fraccedilatildeo leve livre Massa-IALF = massa da fraccedilatildeo leve intra-agregada C-FLL = carbono da fraccedilatildeo leve livre C-IALF = carbono da fraccedilatildeo leve intra-agregado TOC = carbono orgacircnico total POXC = carbono orgacircnico extraiacutedo com

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 17: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

permanganato de potaacutessio C-AF = carbono em aacutecido fuacutelvico C-AH = carbono em aacutecido huacutemico e C-Hum = carbono na humina

O natildeo revolvimento do solo como consequecircncia do tipo de manejo de P e NT contribui para

um maior acuacutemulo de TOC nas camadas superficiais do perfil do solo quando comparado com o

manejo T Isto estaacute relacionado ao maior aporte de biomassa na superfiacutecie aliado agrave reduccedilatildeo no uso

de implementos agriacutecolas para o preparo do solo que promove o acuacutemulo de MOS e reduz as perdas

de C em funccedilatildeo da proteccedilatildeo fiacutesica dos agregados do solo e o tipo de estrutura quiacutemica que se forma

nas substacircncias huacutemicas (Jantalia et al 2007 Shrestha et al 205 Conceiccedilatildeo et al 2013 Benbi et

al 2015)

O aporte de resiacuteduos superior a 6 Mg ha-1 associado ao menor revolvimento do solo resulta

na diminuiccedilatildeo de CO2 da atmosfera e sua maior retenccedilatildeo no solo na forma de carbono orgacircnico

(Mazurana et al 2013) Assim eacute possiacutevel afirmar que as aacutereas de F NT e P se comportam de forma

mais conservacionistas que a aacuterea de T uma vez que para F NT e P as quantidades do estoque de

carbono foram maiores que 6 Mg ha-1 ateacute um 10 m enquanto que para o T apenas nas duas camadas

superficiais

O estoque de TN do solo seguiu tendecircncia similar agrave observada para o estoque de TOC a

reduccedilatildeo de TN em profundidade em todas as aacutereas avaliadas eacute atribuiacuteda as entradas de C na camada

mais superficial em relaccedilatildeo agraves camadas mais sub-superficiais O acreacutescimo nos teores de TOC e TN

em aacutereas natildeo submetidas a revolvimento ocorreram principalmente na camada superficial (Liu et

al 2018) Mesmo padratildeo observado por Ross et et al (2014 2016) em aacutereas de NT cultivadas por

6 14 e 22 anos na mesma regiatildeo deste estudo Jaacute no manejo P este acuacutemulo responde agrave eficiecircncia

das gramiacuteneas no acumulo de resiacuteduos vegetais (DrsquoAndreacutea et al 2004) No manejo T o intenso

revolvimento do solo aliado a uma biomassa de baixa relaccedilatildeo CN contribuem para uma intensa

mineralizaccedilatildeo do nitrogecircnio dos resiacuteduos incorporados ao solo (Bonanomi et al 2013)

Efeito do tipo de manejo na presenccedila de grupamento funcionais utilizando FTIR e

quimiometria

A espectroscopia FTIR mostrou padrotildees espectrais semelhantes para todos os AH extraiacutedos

dos solos (Figura 5) As bandas de absorccedilatildeo em ~3200 cm-1 indicam presenccedila de -OH eou -NH

(aacutelcoois aacutecidos carboxiacutelicos e aminas) As bandas de absorccedilatildeo posicionadas em ~2920 cm-1 e 2850

cm-1 se correspondem com a presenccedila de () -CH simeacutetrica e assimeacutetrica respectivamente (-CH3

alifaacuteticos) Bandas entorno a 1690-1621 cm-1 indicam a presenccedila de grupamento C=C e C=O

correspondente a sistemas aromaacuteticos olefiacutenicos amidas I cetonas e quinonas As bandas presentes

em ~1510-1530 cm-1 junto agraves bandas em ~1417 cm-1 se correspondem com estiramento s simeacutetricos

e assimeacutetricos que mostram a presenccedila de grupamento -COO- em todos os HA As bandas em

~1218 cm-1 correspondem a estiramento e desdobramentos de C-O de grupos -COOH Jaacute as bandas

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 18: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

em -1030 cm-1 mostram a presenccedila de -OH pertencentes a aacutelcoois alifaacuteticos e polissacaacuterideos (Baes

e Bloom 1989 Niemeyer et al 1992 Stevenson 1994)

Figura 5 Espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

Leves variaccedilotildees no nuacutemero de onda foram observadas indicando leve diferenccedilas na posiccedilatildeo

das bandas de absorccedilatildeo Estas diferenccedilas dificilmente observadas pela inspeccedilatildeo visual espectral

pode ser visualizada por meio de uma PCA-FTIR (Figura 6)

Os scores na PCA (que explica o 95 da variacircncia total explicada) mostra um padratildeo de

agrupamento a valores positivos da PC-1 (91 da variacircncia explicada) entre os manejos de floresta

e pastagem (Figura 6A) e a valores negativos entre os manejos de plantio direto e convencional

(Figura 6A) Os loadings espectrais mostram que a maioria dos grupamentos funcionais presentes

influencia com peso semelhante o agrupamento observado nos scores (Figura 6B) Estes resultados

evidenciam os efeitos do manejo do solo na presenccedila de grupamentos funcionais nos AH Solos

menos manejados possuem formaccedilatildeo de AH com funcionalidade mais proacutexima

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 19: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Figura 6 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de FTIR de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T plantio convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em diamante em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) cargas de espectros puros Efeito do tipo de manejo na estrutura do HA utilizando 13C NMR CPMAS e quimiometria

Os espectros 13C NMR CPMAS dos HA pertencentes aos diferentes sistemas de manejo satildeo

apresentados na Figura 7 Os espectros dos HA mostram na regiatildeo de 0-45 ppm (picos entorno a 14

18 25 e 33) presenccedila de estruturas -CH3 terminais pertencentes a cadeias alifaacuteticas e de

grupamentos acetiacutelicos (R-C=OCH3) aleacutem -CH2 de cadeias alifaacuteticas de polipeptiacutedios A presenccedila

de carbono pertencentes a metoxilas (-OCH3) eou Cα em polipeptiacutedios (R-C=O-CH-NH) estatildeo

presentes na regiatildeo entre 45-60 ppm (picos entorno a 5067 ppm) Os AH tambeacutem estatildeo compostos

por carbonos de natureza carbinol (-C-OH) pertencentes a fragmentos de celulose e hemicelulose e

presentes na regiatildeo entre 60-90 ppm (~68 ppm) assim como a estruturas O-alkyl de fragmentos

ligniacutenicos A presenccedila de carboidratos e lignina na estrutura dos AH se confirma pelo sinal na

regiatildeo de 90-110 ppm (104 ppm) que se corresponde com o carbono anomeacuterico (C-alky-di-O) e C2

em fragmentos de guaiacyl e syringyl A aromaticidade natildeo funcionalizada nos AH se deve a

presenccedila de C aromaacuteticos pertencentes a C1 de fragmentos de guaiacyl e syringyl na regiatildeo entre

110-142 ppm (sinal em ~123 ppm) Jaacute a presenccedila de aneacuteis aromaacuteticos funcionalizados Carom-

(ON) nos AH se deve a presenccedila de sinais na regiatildeo de 140-156 ppm (sinal em ~147 ppm) O sinal

intenso em ~167 ppm se corresponde com a abundante presenccedila de C carboxiacutelicos em todos os AH

e o sinal em ~200 ppm com a presenccedila de C carboniacutelico (Deshmukh et al 2005 Johnson et al

2005 Baldock amp Smernik 2002 Inbar et al 1990)

A) B)

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 20: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Figura 7 Espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados do solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados

As quantidades relativas de estruturas presentes nos HA em funccedilatildeo do tipo de carbono satildeo

apresentadas na Figura 8 As diferenccedilas estruturais nos HA formados nos diferentes manejos

indicam tipos de estruturas recalcitrantes ou mais preservadas durante o processo de transformaccedilatildeo

da MOS em MO humificada No caso dos solos com floresta os HA estatildeo predominantemente

formados por estruturas alifaacuteticas natildeo funcionalizadas (Calkyl-HR) e uma baixa contribuiccedilatildeo de C

aromaacuteticos natildeo funcionalizados (Figura 8A) Este comportamento eacute diferente nos outros manejos

tanto na pastagem quanto no plantio direto e convencional a quantidade de C aromaacuteticos que

compotildeem os HA eacute maior do que na floresta (Figura 8A) Estaacute elevada contribuiccedilatildeo de C alifaacuteticos

na formaccedilatildeo de HA pode estar relacionada com o intenso aporte de material vegetal discutido

anteriormente Estas diferenccedilas nas quantidades de estrutura geram HA nos manejos de pastagem

NT e T mais aromaacuteticos do que na floresta (Figura 8B) A disposiccedilatildeo destas estruturas na

supramoleacutecula huacutemica parece ser semelhante nos HA formados nos manejos de F e P isto porque o

HI nestes HA forma iguais (063) assim como tambeacutem o PI (144) (Figura 8C) Estes resultados

reforccedilam o padratildeo de agrupamento estrutural mostrado na PCA-FTIR (figura 7)

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 21: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Figura 8 A) Quantidade relativa de carbono tipo obtido da integraccedilatildeo da regiatildeo em 13C RMN CP MAS B) Iacutendice de aromaacutetico alifaticidade C) hidrofobicidade (IH) e polaridade (IP) de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos na profundidade de 010m

A anaacutelise quimiomeacutetrica PCA-13C NMR CPMAS permite aprofundar sobre a presenccedila

estrutural dos HA formados nos diferentes manejos A PCA realizada a partir dos espectros puros

de RMN (85 da variacircncia total explicada) satildeo mostrados na Figura 9

A PC-1 (63 da variacircncia total explicada) separa os HA da floresta (valores positivos) dos

manejos de P NT e T (valores negativos) (figura 9A) Esta separaccedilatildeo entre F e o restante dos

manejos se deve ao predomiacutenio nos HA jaacute discutido de estruturas tipo CAlk-(HR) CAlk-(NO) CAlk-

O e alifaticidade (Figura 9C e D)

Os loadings espectrais mostram que os C correspondentes agraves estruturas alifaacuteticas

funcionalizadas e natildeo satildeo determinantes nestas diferenccedilas confirmando a importacircncia do aporte de

material laacutebil e fresco ao solo em funccedilatildeo da vegetaccedilatildeo Na PC-2 (23 da variacircncia total explicada)

tambeacutem houve separaccedilatildeo em dois grupos um grupo com valores negativos consistindo nos HA da

aacuterea de cultivo T e outro grupo com valores positivos consistindo nos HA das aacutereas de cultivo NT e

P

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 22: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

Figura 9 Anaacutelise de componentes principais (PCA) realizada com espectros de RMN de 13C CP MAS de aacutecidos huacutemicos isolados de solo sob diferentes manejos F floresta T cultivo convencional P Pastagem NT plantio direto Os espectros meacutedios satildeo mostrados em preto em cada caso de gerenciamento R1 R2 e R3 satildeo a simbologia usada para nomear os espectros replicados A) PCA pontuaccedilatildeo de espectros puros B) PCA cargas de espectros puros C) PCA e cargas (graacuteficos bi-plot) realizados pela quantidade relativa de estrutura

Confirmando a quantidade C acumulado no solo discutido anteriormente o aporte

diferenciado de biomassa ao solo nos manejos de F e NT propicia maior quantidade de fraccedilotildees

laacutebeis da mateacuteria orgacircnica nas camadas mais superficiais dos solos e ao mesmo tempo a

possibilidade de maior mineralizaccedilatildeo Na floresta parece haver um balanccedilo adequado entre o

carbono mineralizado e o acumulado na forma de SH no entanto no manejo NT parece estar

ocorrendo maior mineralizaccedilatildeo do que formaccedilatildeo de C estaacutevel na forma de SH Contrariamente o

solo sob pastagem existe preservaccedilatildeo das fraccedilotildees huacutemicas formadas O manejo T mostrou o pior

balanccedilo entre a biomassa aportada e a quantidade de fraccedilotildees huacutemicas quando comparado com

outros manejos

Em relaccedilatildeo ao aporte de C ao solo em funccedilatildeo do tipo de manejo eacute sabido que as florestas

possuem um constante aporte de serrapilhera na superfiacutecie do solo e que estas estruturas de C mais

laacutebeis satildeo preferencialmente degradas pelos microorganismos poreacutem a constante renovaccedilatildeo de

material vegetal no solo propicia acuacutemulo e incorporaccedilatildeo destas fraccedilotildees (Guene et al 2010) De

forma semelhante a constante adiccedilatildeo de palhada no manejo NT que contribui para um maior aporte

A) B)

C) D)

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 23: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

de estruturas laacutebeis faz esse sistema se aproxime mais aos naturais (Saacute et al 2015 Rosset et al

2016)

O sistema de manejo T contribuiu pouco para a manutenccedilatildeo do carbono no solo em

comparaccedilatildeo com os outros manejos Em funccedilatildeo do revolvimento do solo diversos trabalhos da

literatura tecircm comprovado um efeito de baixa preservaccedilatildeo e acuacutemulo de C (Boddey et al 2010

Conceiccedilatildeo et al 2013 Aacutelvaro-Fuentes et al 2013 Saacute et al 2015 Sherestha et al 2015 Rosset et

al 2016 Liu et al 2018)

A forma em que o aporte de C e o tipo de manejo contribui para a estabilizaccedilatildeo quiacutemica da

MOS eacute ainda motivo de intensa pesquisa cientiacutefica Neste estudo foi observado que a formaccedilatildeo de

HA eacute um processo complexo que natildeo depende da origem do carbono Foi observado que embora os

HA formados em solos sob floresta e pastagem recebam a contribuiccedilatildeo de C3 e C4 a composiccedilatildeo

em grupos funcionais eacute semelhante isto jaacute foi observado em Garciacutea et al (2016) e Gomez et al

(2018)

Neste estudo foi observado que em termos de balanccedilo estrutural quantitativo presentes na

supramoleacutecula huacutemica a qual eacute semelhante nos HA formados nos sistemas de manejo de F e P as

suas propriedades quiacutemicas de hidrofobicidade e polaridade satildeo semelhantes No entanto ficou

evidente que o manejo de floresta pelas suas carateriacutesticas propicia a formaccedilatildeo nos solos de HA

diferentes aos formados em solos sob manejos de P NT e T A formaccedilatildeo de HA em todos os

sistemas de manejos estaacute relacionada com a evoluccedilatildeo eou transformaccedilatildeo de estruturas mais

alifaacuteticas aportadas pela vegetaccedilatildeo presente Este estudo mostra que o solo sob manejo com T

aporta a menor quantidade C ao solo assim os HA formados apresentam uma estrutura tambeacutem

diferente em comparaccedilatildeo com os restantes manejos

Finalmente este estudo aporta resultados relevantes que demostram a diferenccedila entre o

aporte do carbono e funccedilatildeo do tipo de vegetaccedilatildeo e manejo e a sua estabilizaccedilatildeo na forma de mateacuteria

orgacircnica humificadas

CONCLUSOtildeES

Para as aacutereas experimentais testadas o sistema PP e aacuterea de pastagem foram mais proacuteximos

da aacuterea de referecircncia quando comparadas com o SPC em todas as profundidades testadasO sistema

PP e a aacuterea de pastagem acumularam mais COT COX quando comparado com o SPC em todas as

profundidades testadas Para os estoques de carbono e nitrogecircnio o sistema PP e a aacuterea de pastagem

foram mais eficientes que o SPC apenas nas camadas superficiais

A estabilizaccedilatildeo do carbono orgacircnico em solos sob diferentes tipos de manejo depende da

quantidade de carbono estocada no solo mas tambeacutem do balaccedilo da quantidade e tipo de estrutura

que eacute depositada no solo Assim a profundidade tambeacutem tem um papel importante no estoque tanto

de carbono como de nitrogecircnio e das caracteriacutesticas estruturais

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 24: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

O sistema de floresta permite um elevado acuacutemulo de C orgacircnico na superfiacutecie e com isso a

estrutura dos HA formados nesses solos possui uma elevada quantidade de C-alifaacuteticos De forma

diferente o manejo NT embora possua aporte de biomassa pouca ou baixa incorporaccedilatildeo de

estruturas alifaacuteticas foi observada nos HA indicando que esta praacutetica pode estar favorecendo a

mineralizaccedilatildeo do carbono em maior extensatildeo do que a humificaccedilatildeo A P constitui o tipo de manejo

que contribui para a formaccedilatildeo de HA com carateriacutesticas mais semelhantes agraves observadas no manejo

de F Jaacute o manejo de T possui a menor incorporaccedilatildeo de TOC e TN assim como a formaccedilatildeo de HA

mais diferenciados em comparaccedilatildeo com os outros tratamentos

Os resultados possibilitam afirmar que em solos com sistemas pouco manejados e mais

estabilizados produzem HA com semelhanccedila composicional e estrutural independente da natureza

do carbono (C3 e C4) por outro lado em solos onde se desenvolve plantio de cultura com ou sem

maior aporte de carbono se formam HA mais diferenciados estruturalmente quando comparados

com P e F Outros estudos de modelagem experimental estatildeo sendo desenvolvido para encontrar

repostas mais especiacuteficas sobre a relaccedilatildeo entre o aporte de C o manejo e a formaccedilatildeo de substacircncias

huacutemicas

DESCRICcedilAtildeO DAS DIFICULDADES E MEDIDAS CORRETIVAS

Natildeo foram verificadas dificuldades e espera-se encaminhar todos os dados no relatoacuterio final

DATA E NOME DO COORDENADOR

Seropeacutedica 02012019 ndash Marcos Gervasio Pereira PRINCIPAIS REFEREcircNCIAS ADL S IRON D KOLOKOLNIKOV T A threshold area ratio of organic to conventional agriculture causes recurrent pathogen outbreaks in organic agriculture Science of the Total Environment v409 p2192ndash2197 2011 ALMEIDA V P ALVES M C SILVA E C OLIVEIRA S A Rotaccedilatildeo de culturas e propriedades fiacutesicas e quiacutemicas em latossolo vermelho de cerrado sob preparo convencional e semeadura direta em adoccedilatildeo Revista Brasileira de Ciecircncias do Solov32 p1227-1237 2008 AacuteLVARO-FUENTES J et al Soil biochemical properties in a semiarid Mediterranean agroecosystem as affected by long-term tillage and N fertilization Soil amp Tillage Research 129 69ndash74 2013 httpsdoiorg101016jstill201301005

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 25: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

AZADIA H SCHOONBEEKB S MAHMOUDIC D H DERUDDERA B MAEYERA P WITLOXA F Organic agriculture and sustainable food production system Main potentials Science of the Total Environment v 409 p 2192ndash2197 2011 AZIZ I MAHMOOD T ISLAM K R Effect of long term no-till and conventional tillage practices on soil quality Soil amp Tillage Research Amsterdam v 131 n 7 p 28-35 2013 BAES AU BLOOM PR Diffuse reflectance and transmission fourier transform infrared (DRIFT) spectrocopy of humic and fulvic acids Soil Science Society American Journal 53 695-700 1989 https102136sssaj198903615995005300030008x BALDOCK J PRESTON C M Assessing the extent of decomposition of natural organic materials using solid state 13C NMR spectroscopy Australian Journal of Soil Research 35 1061-1083 1992 httpsdoiorg101071S97004 BENBI D K et al Total and labile pools of soil organic carbon in cultivated and undisturbed soils in northern India Geoderma Amsterdam 237- 238 1 149-158 2015 httpsdoiorg101016jgeoderma201409002 BENITES V M MADARI B MACHADO P L O A Extraccedilatildeo e fracionamento quantitativo de substacircncias huacutemicas do solo um procedimento simplificado de baixo custo Rio de Janeiro Embrapa Solos 2003 7p BEUTLER AN SILVA MLN CURI N FERREIRA MM CRUZ JC PEREIRA FILHO IA Resistecircncia agrave penetraccedilatildeo e permeabilidade de Latossolo Vermelho distroacutefico tiacutepico sob sistemas de manejo na Regiatildeo dos Cerrados Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v25 p167-177 2001 BONANOMI G et al Litter quality assessed by solid state 13C NMR spectroscopy predicts decay rate better than CN and ligninN ratios Soil Biology and Biochemistry 56 40-48 2013 httpsdoiorg101016jsoilbio201203003 BODDEY R M et al Carbon accumulation at depth in Ferralsols under zero-till subtropical agriculture Global Change Biology 16 784ndash795 2010 httpsdoiorg101111j1365-2486200902020x CAMBARDELLA C A ELLIOTT E T Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions Geoderma v56 p 449-457 1993 CONCEICcedilAtildeO P C DIECKOW J BAYER C Combined role of no-tillage and cropping systems in soil carbon stocks and stabilization Soil and Tillage Research v129 p40-47 2013 httpdxdoi org101016jstill201301006 2013 COSTA E A GOEDERT W SOUSA D M G Qualidade de solo submetido a sistemas de cultivo com preparo convencional e plantio direto Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v41 n7 p1185-1191 jul 2006 COSTA F S BAYER C ZANATTA J A MIELNICZUK J Estoque de carbono orgacircnico no solo e emissotildees de dioacutexido de carbono influenciadas por sistemas de manejo no sul do Brasil Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v32 p323-332 2008

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 26: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

CULMAN S W SNAPP S S FREEMAN M A SCHIPANSKI M E BENISTON J LAL R amp LEE J Permanganate oxidizable carbon reflects a processed soil fraction that is sensitive to management Soil Science Society of America Journal v 76 n 2 p 494-504 2012 DrsquoANDREacuteA A FSILVAM L N CURIN GUILHERMEL R G Estoque de carbono e nitrogecircnio e formas de nitrogecircnio mineral em um solo submetido a diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuacutearia Brasileira v39 n2 p179-186 2004 DESHMUKH AP et al Insights into the structure of cutin and cutan from Agave americana leaf cuticle using HRMAS NMR spectroscopy Organic Geochemistry 36 1072ndash1085 2005 httpsdoiorg101016jorggeochem200502005 DERPSCH R SIDIRAS N ROTH CH Results of studies made from 1977 to 1984 to control erosion by cover crops and no-tillage techniques in Paranaacute Brazil Soil Tillage Researchv 8 p253-263 1986 DUFRANC G DECHEN SCF FREITAS SS CAMARGO OA Atributos fiacutesicos quiacutemicos e bioloacutegicos relacionados com a estabilidade de agregados de dois latossolos em plantio direto no Estado de Satildeo Paulo Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v28 p505-517 2004 EMBRAPA CNPS Manual de meacutetodos de anaacutelise de solos Rio de Janeiro EMBRAPA Solos 1997 212p FIDELIS R R ROCHA R N C LEITE U T TANCREDI F D Alguns aspectos para do plantio direto para a cultura da soja Bioscience Journal v19 p23-31 2003 FRAZAtildeO L A SANTANA I K S CAMPOS D V B FEIGL B J Estoques de carbono e nitrogecircnio e fraccedilatildeo leve da mateacuteria orgacircnica em Neossolo Quartzarecircnico sob uso agriacutecola Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira v45 p1198-1204 2010 GARCIacuteA A C et al Structure-property-function relationship in humic substances to explain the biological activity in plants Scientific reports 6 20798 2016 httpdxdoiorg101038srep20798 GAZOLLA P R GUARESCHI R F PERIN A Estoque de carbono e atributos fiacutesicos de um Latossolo Vermelho em diferentes sistemas de manejo Revista Brasileira de Ciecircncias Agraacuterias v8 p229-235 2013 httpdxdoiorg105039agrariav8i2a2545 GOMES T M et al Effects of farmed managements in sandy soils on composition and stabilization of soil humic substances Land degradation amp development 29 68ndash79 2018 httpsdoiorg101002ldr2839 GUENET B et al Is there a linear relationship between priming effect intensity and the amount of organic matter input Applied Soil Ecology 46 436-442 2010 httpsdoiorg101016japsoil201009006 INBAR Y et al Humic substances formed during the composting of organic matter Soil Science Society of American Journal 54 1316ndash1323 1990 httpsdoiorg102136sssaj199003615995005400050019x JANTAacuteLIA CP et al Tillage effect on Cstocks of a clayey Oxisol under a soybean based croprotation in the Brazilian Cerrado region Soil amp Tillage Research 95 97-109 2007 httpsdoiorg101016jstill200611005 JOHNSON CE et al Using 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy for the study of

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 27: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

northern hardwood tissues Canadian Journal of Forest Research 35 1821ndash1831 2005 httpsdoiorg101139x05-122 KAMIYAMA A MARIA I C SOUZA D C C SILVEIRA A P D Percepccedilatildeo ambiental dos produtores e qualidade do solo em propriedades orgacircnicas e convencionais Bragantia Campinas v 70 n 1 p176-184 2011 LANDERS J N Associaccedilatildeo Brasileira de Educaccedilatildeo Agriacutecola Superior ABEAS Histoacuterico caracteriacutestica e benefiacutecios do plantio direto Brasiacutelia DF ABEAS Universidade de Brasiacutelia (ABEAS Curso Plantio Direto Moacutedulo 1) p113 2005 LIU S et al Ridge tillage is likely better than no tillage for 14-year field experiment in black soils Insights from a 15N-tracing study Soil amp Tillage Research 179 38ndash46 2018 httpsdoiorg101016jstill201801011 MAZURANA M et al Estoque de carbono e atividade microbiana em sistema de plantio direto consolidado no Sul do Brasil Revista de Ciecircncias Agraacuterias 36 3288-296 2013 NIEMEYER J et al Characterization of humic acids composts and peat by diffuse reflectance fourier transform infrared spectroscopy Soil Science Society of America Journal Madison 56 135-140 1992 httpsdoi102136sssaj199203615995005600010021x NUNES RS LOPES AAC SOUSA DMG MENDES IC Sistemas de manejo e os estoques de carbono e nitrogecircnio em Latossolo de cerrado com a sucessatildeo soja-milho Revista Brasileira de Ciecircncia do Solo v35 p1407-1419 2011 PEREIRA M G LOSS A BEUTLER S J TORRES J L R Carbono mateacuteria orgacircnica leve e foacutesforo remanescente em diferentes sistemas de manejo do solo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacutelia v45 n5 p508-514 maio 2010 PIMENTEL D BURGESS M Soil Erosion Threatens Food Production Agriculture v3 p443-463 2013 doi103390agriculture3030443 ROSSET S J et al Fraccedilotildees quiacutemicas e oxidaacuteveis da mateacuteria orgacircnica do solo sob diferentes sistemas de manejo em Latossolo Vermelho Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira 51 9 2016 httpdxdoiorg101590s0100-204x2016000900052 SAacute J C M SEacuteGUY L TIVET F LAL R BOUZINAC S BORSZOWSKEI R BRIEDIS C SANTOS J B HARTMAN D C BERTOLINI C G ROSA J FRIEDRICH T Carbon depletion by plowing and its restoration by no-till cropping systems in oxisols of subtropical and tropical agro-ecoregions in Brazil Land Degradation amp Developmentv-26 p 531ndash543 2015 doi 101002ldr2218 SALTON J C HERNANI L C FONTES C Z Sistema Plantio Direto O produtor pergunta a Embrapa responde ndash Brasiacutelia Embrapa-SPI Dourados p248 (Coleccedilatildeo 500 Perguntas 500 Respostas) 1998 SIQUEIRA NETO M SCOPEL E CORBEELS M CARDOSO A N DONZET J-M FELLER C PICCOLO M C CERRI C C BERNOUX M Soil carbon stocks under no-tillage mulch-based cropping systems in the Brazilian Cerrado An on-farm synchronic assessment Soil and Tillage Research v110 p187-195 2010 httpdxdoi org101016jstill201007010 SCHIAVO J A ROSSET J S PEREIRA M GSALTON J C Iacutendice de manejo de carbono e atributos quiacutemicos de Latossolo Vermelho sob diferentes sistemas de manejo Pesquisa Agropecuaacuteria Brasileira Brasiacuteliav 46 n 10 p 1332-1338 2011

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988

Page 28: RELATÓRIO PARA AUXÍLIO DE PESQUISAal., 2003) os primeiros a aderir a esse tipo de manejo foram os agricultores, pois os impactos negativos causados pelo SPC no solo foram tão severos,

SHRESTHA B M et al Long-term effects of tillage nutrient application and crop rotation on soil organic matter quality assessed by NMR spectroscopy Soil Use and Management 31 358ndash366 2015 httpsdoiorg101111sum12198 SOHI SP MAHIEU N ARAH JRM POWLSON DS MADARI B GAUNT JL A procedure for isolating soil organic matter fractions suitable for modeling Soil Science Society American Journal v65 p1121-1128 2001 STEVENSON F J Humus chemistry genesis composition reactions 2nd ed New York J Wiley p 496 1994 SWIFT R S Organic matter characterization In SPARKS D L (Ed) Methods of soil analysis part 3 Madison America Society of Agronomy 1996 p1011-1020 ULLOA L M et al Soil Carbon Stabilization in Converted Tropical Pastures and Forests Depends on Soil Type Soil Science Society American Journal 69 1110ndash1117 2005 httpsdoi102136sssaj20040353 YEOMANS JC BREMNER JM A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil Communications Soil Science and Plant Analysis v 19 p1467-1476 New York 1988