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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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
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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
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
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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
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
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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
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
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
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
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
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
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