O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica e reatividade da matéria orgânica do solo (MOS) e substâncias húmicas (SH) em duas situações distintas, no que concerne ao manejo de solo, práticas agroflorestais e condições climáticas, avaliando o potencial de sequestro de C e mitigação de efeitos do aumento do efeito estufa. O estudo foi conduzido em dois campos experimentais, sendo o primeiro, instalado em Beltsville - Maryland, Estados Unidos, sob coordenação do Departamento de Agricultura norte-americano (USDA/ARS), composto por sistemas agrícolas convencionais com manejo mínimo (PC), plantio direto sem manejo (PD) e orgânicos com plantio direto (2, 3 e 6 anos, com adição de esterco aviário). O segundo campo experimental, instalado em Itatinga - São Paulo, Brasil, compreende área de reflorestamento de floresta de eucalipto, em duas fazendas (Entre Rios - ER - e Areona - AN) com perfis de solo diferentes (Latossolo e Neossolo quartzarênico, respectivamente) com e sem adição de biossólido. Para o primeiro campo foram coletadas amostras de solo até 30 cm em 5 incrementos, sendo realizado, em seguida, o fracionamento físico da MOS, em matéria orgânica particulada livre (MOPl) e oclusa (MOPo) para análises de espectroscopia na região do infravermelho (MIR) e pirólise acoplada a GC/MS (PY-GC/MS). Para o segundo campo experimental foram coletadas amostras de solo até 20 cm, seguindo de extração de SH para análises espectroscópicas. No campo experimental americano, observou-se maior teor de C nos sistemas de plantio direto, sobretudo nos sistemas orgânicos, em comparação ao sistema convencional (cerca de 24% de aumento). Os dados obtidos através da espectroscopia de MIR mostraram maiores graus de condensação e hidrofobicidade, influindo em maior humificação e resistência à atividade microbiana para as amostras nos sistemas orgânicos. Os resultados de PY-GC/MS foram analisados por testes não paramétricos de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney, sendo observada a maior incidência de estruturas moleculares de caráter fenólico aromático em amostras de MOPo para os sistemas orgânicos considerados, e a maior ocorrência de núcleos condensados, oriundos de lignina e outras fontes, ligados a cadeias alifáticas em amostras de MOPl para os mesmos sistemas, em relação aos demais analisados em estudo. Os resultados obtidos para o campo experimental americano ilustrou maior impacto do manejo orgânico do solo, frente aos demais considerados, no que concerne ao potencial acumulo de carbono e incidência de estruturas mais condensadas e de maior recalcitrância. Os dados do segundo campo experimental, em áreas de reflorestamento de eucalipto no estado de São Paulo, demonstraram comportamentos distintos com maior teor de C e menor grau de humificação (cerca de 25 e 30%, respectivamente) para áreas submetidas à adição de biossólido para a fazenda Areona (AN), sendo observado perfil inverso para a fazenda Entre Rios (ER) (decréscimo de cerca de 20% para C e aumento de, aproximadamente, 100% no grau de humificação). Através dos dados obtidos através de espectroscopia de infravermelho, pôde-se observar maiores índices de condensação (grau de humificação), em ambas as fazendas, nas áreas sob adição de biossólido, ao passo que somente na fazenda ER foram observados maiores índices de hidrofobicidade (resistência à degradação microbiana) nestas mesmas áreas. Assim como nos resultados obtidos as amostras de solo intacto, foi observado maior grau de humificação para amostras de AH na fazenda ER, em áreas condicionadas com biossólido, ao passo que menor grau de humificação para as mesmas áreas na fazenda AN. Assim sendo, conforme mencionado, uma das áreas de reflorestamento tratada com biossólido mostrou aumento no teor de carbono no solo (em solo arenoso) e a outra mostrou decréscimo (solo com teor mediano de argila). As análises qualitativas, como determinação do grau de humificação da matéria orgânica em amostras de solos e substâncias húmicas, foram coerentes com o aumento ou decréscimo dos teores de carbono nos dois solos, dando consistência as observações das duas situações de campo analisadas. Dessa maneira, verificou-se o maior impacto da adição da aplicação de biossólido em Latossolos em relação à área de Neossolo quartzarênico. O entendimento e avaliação da resposta da matéria orgânica e seus constituintes húmicos frente a diferentes situações é de extrema importância para obtenção de sustentabilidade ambiental, no que concerne à mitigação de efeitos inerentes às mudanças climáticas globais. / The aim of the following study was to evaluate the dynamics and reactivity of soil organic matter (SOM) and humic substances (HS) in two different situations, regarding soil tillage, forestry practices and climate conditions, considering C sequestration potential and greenhouse effects mitigation. The study was conducted in two different field experiments, being the first one a long-term field trial project installed in Beltsville, Maryland - United States, coordinated by the United States Department of Agriculture (USDA), comprising different soil tillage systems as it follows: chiesel till (CT), no till (NT) and 2, 3 and 6-year organic agriculture (with poultry manure addition). The second experimental field was installed in Itatinga, São Paulo - Brazil, comprising an eucalyptus forestry system being two farms (Entre Rios - ER, and Areona - AN), presenting different soil prolife (Oxisol and Quartzarenic Neosoil) and sewage sludge (SS) amended areas. For the first experimental field soil samples were collected to 30 cm depth in 5 increments, followed by SOM physical fractionation in occluded and free particulate organic matter (oPOM and fPOM, respectively) for mid infrared (MIR) spectroscopy and pyrolysis coupled with gas chromatography/mass spectrometry (PY-GC/MS) analysis. For the second experimental field, soil samples were collected to 20 cm depth, followed by HS extraction and spectroscopic analysis. The results for the first experimental field showed a C content increase (about 24%) for the organic systems, comparing to the others considered. Data obtained by MIR spectroscopy showed higher condensation and hydrophobicity degrees, resulting in higher humification and microbial decomposition resistance, for the organic systems samples. The results obtained by PY-GC/MS were analyzed by Kruskal-Wallis and Mann-Whitney non parametric tests and it was observed a higher incidence of phenolic and aromatic molecular structures in oPOM samples, and a higher occurrence of condensed structures, derived from lignin and other sources, bonded to aliphatic chains, in fPOM samples for the organic systems analyzed, comparing to the others systems considered. This way, the results obtained for the American experimental field showed a higher impact of organic tillage systems, regarding the soil carbon accumulation potential and the incidence of more condensed and recalcitrant structures. The results regarding the second experimental field showed an interesting behavior with C content increase and humification degree decrease in the SS amended areas (about 25 and 30%, respectively) for the Areona (AN) farm, nevertheless, being observed an inverse behavior for the Entre Rios (ER) farm samples (about 20% C content decrease and nearly 100% humification degree increase). From the infrared spectroscopy data it could be observed higher condensation degree (inferring higher humification degree) in the SS amended areas for both farms considered, however only for the ER samples it was noted a higher hydrophobicity degree (higher microbial decomposition resistance). The same way noted for the soil samples, it was observed higher humification degree for humic acids samples in the SS amended areas for the ER farm, while for the AN samples it was noted smaller humification degree for its respective SS amended area. This way, as mentioned before, one of the SS amended forestry areas showed an increase in the soil C content (in the quartzarenic neosoil) while the other one presented soil C content decrease (oxisoil, with about 20% clay content). The qualitative analysis, such as organic matter humification degree determination for soil and HS samples were coherent to the C content increase or decrease observed for both soil profiles, being consistent to the results obtained on the field experiment scenario. This way, the results for the Brazilian experimental field showed a higher impact of the sewage sludge application in the Oxisol area, comparing to the Quartzarenic Neosoil one. The understanding and evaluation about organic matter and humic constituents response regarding different field situations is extremely important to achieve environmental sustainability and climate change effects mitigation.

A crescente demanda de água nas cidades tem feito o homem buscar diferentes fontes de irrigação de culturas na agricultura, em se tratando de uma atividade que requer um grande montante de água. Neste contexto, o uso de efluente de esgoto tratado (EET), industrial ou doméstico, substituindo a água utilizada na irrigação de várias culturas, tem se mostrado ser uma medida promissora para preservá-la para o consumo humano.O propósito deste trabalho foi avaliar através de técnicas espectroscópicas (Infravermelho com Transformada de Fourier - FTIR, Espectroscopia de Fluorescência, Espectroscopia de Absorção de UV-Visível, Ressonância Paramagnética Eletrônica - RPE), as mudanças na matéria orgânica do solo (MOS) e ácidos húmicos (AH) extraídos de solo irrigado ou não com efluente de esgoto tratado, nas seguintes condições de irrigação: SI (sem irrigação com EET), 100 (irrigação com EET e umidade de solo na capacidade de campo) e 200 (irrigação com EET e umidade de solo 100% acima da capacidade de solo). Além dessas técnicas foi determinada a porcentagem de carbono e utilizada a espectroscopia de Fluorescência Induzida por Laser (FIL) para medir o grau de humificação de amostras de solo intacto, irrigados ou não com EET. As amostras de solo, sob cultura de cana-de-açúcar, foram coletadas em campo experimental situado em Lins-SP, em diferentes profundidades até 100 cm. As análises das amostras de solo demonstraram um decréscimo de porcentagem de carbono na faixa de 2 a 15% para as condições de irrigação com EET. O resultado é preocupante considerando tratar-se de solos com menos de 1% de conteúdo de carbono, e que tem com a aplicação do EET uma diminuição adicional na MOS, o que pode ser altamente limitante para a fertilidade e estrutura do solo. Os resultados obtidos por FIL para as mesmas amostras mostraram um aumento no grau de humificação variando de 9 a 30% nas áreas irrigadas com EET em relação às áreas não irrigadas com EET. Esse aumento do grau de humificação MOS é consistente com a diminuição de carbono do solo que mais provavelmente perde frações mais lábeis, permanecendo as mais recalcitrantes. Os espectros obtidos pela espectroscopia de FTIR para os AH analisados foram típicos, não mostrando diferença significativa, considerando as diferentes camadas de profundidade e irrigação ou não com EET. Os resultados obtidos por espectroscopia de fluorescência, usando três diferentes metodologias, de AH em solução mostraram, assim como a espectroscopia de FIL para amostras de solo, aumento no grau de humificação conforme aplicação de EET Assim como no caso da MOS, tal aumento no grau de humificação pode ser atribuído à degradação de frações de carbono mais lábeis e permanência das mais recalcitrantes dos ácidos húmicos analisados. Os resultados de razão E4/E6 (razão entre as intensidades de absorbância em 465 e 665 nm) para os AH analisados obtidos através da espectroscopia de absorção de UV-Visível denotaram decréscimo em seus valores nas camadas superficiais, comparando-se as três condições analisadas. Os resultados obtidos pela espectroscopia de RPE mostraram um aumento na concentração de RLS (radicais livres semiquinona) nos AH nas duas condições de irrigação, 100 e 200, sendo mais pronunciado na segunda. Corroborando com os resultados obtidos através das demais espectroscopias utilizadas, tal aumento da concentração de RLS provavelmente é oriundo de aumento de grau de humificação. Dessa forma, de acordo com os dados obtidos, o emprego de ET como fonte de irrigação em substituição à água, nas condições de solo analisadas são preocupantes, pois pode trazer limitações para a fertilidade e estrutura do solo, conforme evidenciado pelo decréscimo no conteúdo de MOS.Contudo, os experimentos devem ser continuados para confirmar e validar as tendências iniciais detectadas, bem como para buscar as alternativas de manejo dos solos e culturas para viabilizar a aplicação do EET em condições que sejam sustentáveis. / The increasing demand of water sources in the cities has done the man search for other different sources for irrigation of cultures in agricultural fields, hence it\'s an activity that demands a large amount of water. In this context, the use of treated sewage effluent (TSE), industrial or domestic, instead of water for irrigation of several cultures, has been shown to be a very promising way to save water for human consume.The purpose of this study is to evaluate by spectroscopic techniques (Fourier Transformed Infra-Red - FTIR, Fluorescence Spectroscopy, UV-Visible Spectroscopy and Electron Paramagnetic Resonance - EPR) the changes in the soil organic matter (SOM) and humic acids (HA) extracted from soils irrigated or not with treated sewage effluent, in the following concentrations of irrigation: SI (soil non-irrigated with TSE), 100 (soil irrigated with TSE and soil humidity in the same level of field capacity) and 200 (soil irrigated with TSE and soil humidity 100 % above field capacity). Besides these techniques, it was also determined the carbon percentage and used the Laser-Induced Fluorescence (LIF) spectroscopy to measure the degree of humification in samples of whole soil, irrigated or not with TSE. The soil samples analyzed in this study were collected from an experimental field in the city of Lins - SP, from a sugarcane culture soil, in the depth till 100 cm. The analysis of samples of whole soil showed a decrease in the carbon percentage in the range of 2 to 15% in the irrigation conditions comparing with the non - irrigated area. These results are preoccupying considering that it\'s a soil with less of 1% of carbon content, and has an additional decrease in the SOM when irrigated with TSE, what may cause limiting in the soil fertility and structure. The results obtained by LIF for the same samples, showed an increase in the humification degree varying from 9 to 30% in the irrigated area. This increase in the humification degree of soil organic matter (SOM) is consistent with carbon percentage decreasing in soil, which probably loses more labile fractions, remaining the most recalcitrant ones. The spectra obtained by the FTIR spectroscopy for HA analyzed were typical, not showing a significative difference, considering different layers of depth and treatment or not with TSE. The data obtained by fluorescence spectroscopy, using three different methodologies, of HA in solution showed, as well as the LIF spectroscopy for whole soils, an increment in the humification degree according to application of TSE. At the same way that happens with SOM, this increase in the humification degree may be attributed to degradation of carbon more labile fractions and remaining of the most recalcitrant ones in the humic acids. The results of E4/E6 ratio (ratio between the absorbance intensities at 465 and 665 nm) obtained by UV-Visible spectroscopy showed a decrease in the superficial layers, comparing the three conditions analyzed. The results obtained by the EPR spectroscopy showed an increase in the concentration of SFR (semiquinone free-radicals) in the HA with the increase of depth in the two conditions of irrigation, 100 and 200, being more pronunciated in the second treatment. Corroborating with the results obtained by the others spectroscopies, this increase in the SFR concentration probably may be attributed to the increase in the humification degree. In this manner, according with the obtained data, the use of TSE as source of irrigation replacing the water in the soil condition analyzed are preoccupying, hence it may cause limitations in soil fertility and structure, as evidenced by the decrease of the SOM content. However, the experiments must continue to confirm and validate the initials tendencies detected, and to search new alternatives for soil and culture tillage to make possible the TSE application in sustainable conditions.

Orientador: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Eny Maria Vieira / Banca: Christine Laure Marie Bourotte / Resumo: Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, HPAs, também usualmente denominados "poliaromáticos" são compostos que possuem dois ou mais anéis aromáticos condensados em sua estrutura. Essas substâncias constituem um grupo de micro poluentes e encontram-se amplamente distribuídas no ambiente, podendo ser detectadas no solo, principalmente devido aos processos de deposição atmosférica. A interação dos HPAs com o solo ocorre através da matéria orgânica aderida às partículas do solo, e essa interação será maior quanto maior for à superfície de contato. A importância ambiental da presença de HPAs em solo pode ser avaliada segundo duas perspectivas: a de impacto à biota do solo (micro e macroorganismos) e a potencial contaminação de água superficial pelo carreamento de partículas do solo pela chuva, ou processos de irrigação, até os mananciais. Atualmente, diversos órgãos ambientais, tanto de âmbito nacional quanto internacional, reconhecem os perigos em potencial da presença dos "poliaromáticos" distribuídos no ambiente, devido às características toxicológicas destes compostos e por serem altamente recalcitrantes. No Brasil uma das fontes mais importantes de HPAs, em algumas regiões de baixa circulação de veículos, é a queima da cana-de- açúcar. Esta cultura está presente em mais de 70% da área agricultável do Estado de São Paulo e, portanto a abrangência do impacto da queimada de cana-de-açúcar é considerável, sendo de grande importância o monitoramento dessas substâncias. Neste trabalho, foi desenvolvido um método para a análise de HPAs em solo, que inclui a dispersão em fase sólida com alumina seguida da eluição com hexano:acetona (1:1) (v:v) e cleanup adicional com Na2SO4:sílica gel:alumina (1:1:2) (m:m). O extrato obtido foi analisado por HPLC/Fluorescência. O desempenho deste método foi avaliado utilizando-se amostras ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs, also usually called "polyaromatics" are compounds that possess two or more condensed aromatical rings in its structure. These substances constitute a group of micro polluntants and meet widely distributed in the environment, being able to be detected in the soil, mainly due to processes of atmospheric deposition. The interaction of the PAHs with the soil occurs through the organic substance adhered to particles of the soil, and this interaction will be bigger how much bigger it will be to the faying surface. The ambient importance of the presence of PAHs in soil can be evaluated according to two perspectives: of impact to biota of the soil (micro and macroorganisms) and the potential superficial water contamination for the particle carry of the soil through rain, or processes of irrigation, until the sources. Currently, several environmental agencies, both nationally and internationally, recognize the dangerous potential of the presence of the "polyaromatics" distributed in the environment, due toxicological characteristics of these composites and for being highly recalcitrant. In Brazil one of the sources most important of PAHs, in some regions of low circulation of vehicles, it is the burning of the sugar cane. This culture is present in more than 70% of the arable land of the state of São Paulo and, therefore the extent of the impact of the sugar cane burning, is considerable, being of great importance the monitoring of these substances. In this work, was developed a method for the analysis of HPAs in soil, including solid-phase dispersion with alumina followed by elution with hexane:acetone (1:1) (v:v) and additional cleanup with Na2SO4:silica gel:alumina (1: 1: 2) (m:m). The extract was analyzed by HPLC/Fluorescence detection. The performance of this method was evaluated using ground samples ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Ana Maria Rodrigues Cassiolato / Banca: Francisco Maximino Fernandes / Banca: Daniela Tiago da Silva Campos / Resumo: Práticas agrícolas inadequadas estão tornando as maiores ameaças a degradação dos solos e à biodiversidade. O plantio direto se apresenta como um sistema de cultivo que reduz os impactos causados pelos sistemas convencionais, mantendo ou melhorando a fertilidade do solo. O presente trabalho teve como objetivo avaliar, ao final do segundo ano de cultivo a influência de plantas de coberturas e doses de fósforo sobre os atributos químicos e biológicos de um solo de cerrado cultivado com feijoeiro, em sistema de plantio direto. O estudo foi realizado na fazenda da UNESP-Universidade Estadual Paulista, Campus de Ilha Solteira, localizada no município de Selvíria - MS. O delineamento utilizado foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas, sendo 8 tratamentos com plantas de cobertura (milheto; crotalária; guandu; mucuna; pousio; milheto + guandu; milheto + crotalária e milheto + mucuna-preta) caracterizando as parcelas e 3 doses de fósforo (0, 60 e 90 kg ha-1 de P2O5 na forma de monoamônio fosfato) nas subparcelas, totalizando 24 tratamentos, com 3 repetições. O fósforo foi aplicado no sulco de semeadura do feijoeiro em sucessão as plantas de cobertura. Das plantas de cobertura avaliou-se a produção de massa seca. Ao final do cultivo do feijoeiro, uma amostra composta, de cinco amostras simples, de solo tratado foi coletada por subparcela, na profundidade de 0,10 m, sendo posteriormente peneirada e homogeneizada. As raízes encontradas foram separadas, lavadas e preservadas temporariamente. Foram avaliados os atributos químicos e biológicos: carbono do CO2 (C-CO2) liberado, carbono da biomassa microbiana (CBM), número de esporos e colonização por fungos micorrízicos arbusculares (FMA). Das plantas de feijoeiro foi avaliada a atividade da enzima fosfatase ácida e a produtividade. Das plantas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Inappropriate agricultural practices are becoming the greatest threats to soil degradation and biodiversity. No-till is presented as a farming system, once reduces the negative impacts of conventional systems while maintaining or improving soil fertility. In that sense, this study aimed to evaluate the influence of cover crops and doses of phosphorus on the chemical attributes and biological of a soil, under no-tillage system. The experiment was carried out in a farm belonging to UNESP/Campus of Ilha Solteira, located in Selvíria - MS. The experimental was conducted as a complete randomized blocks design, in split plot scheme, with eight treatments with cover crops (millet, pigeon pea, crotalaria, velvet bean, millet + pigeonpea, millet + crotalaria and millet + velvet bean) characterizing the plots and three phosphorus levels (0, 60 and 90 kg ha-1 of P2O5, applied as phosphate monoammonium) as the subplots, totalizing 24 treatments, with three replications. Phosphorus was applied in furrow at sowing bean, in succession to cover crops. Cover crops were evaluated for the dry matter production. At the end of the second year of experiment, a soil sample, composed by five single samples, was collected per plot at a depth of 0-0.10 m, and then sieved and homogenized. The found roots were separated, washed and preserved temporarily. The soil chemical and microbiological activity by the contents of carbon of released CO2 (CO2-C), microbial biomass carbon (MBC), number of spores and colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) were evaluated. The cover crops dry matter production was assessed as well as the acid phosphatase enzyme and productivity of bean plants. With the exception of soil phosphorus levels, cover crops did not differ in their effects on soil chemical properties. The phosphorus rates applied at... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O processo Humifert de produção de fertilizantes pode constituir-se em uma nova alternativa de aproveitamento desses materiais, pois fabrica compostos a partir de minérios inadequados aos processos industriais atualmente em uso, e ainda utiliza material orgânico, favorecendo e ampliando o uso de resíduos orgânicos. Além disso, os compostos organo-fosfatados podem apresentar características mais apropriadas ao clima tropical, com liberação mais lenta de P2O5 e ainda, acrescentando matéria orgânica nos solos, melhorando suas características físico-químicas e possibilitando um aumento de produtividade. Assim, os objetivos principais desta tese foram a (1) fabricação de fertilizantes organo-fosfatados a partir do minério fosfático de Angico dos Dias, (BA) e de dois tipos de lodo de esgoto doméstico (biossólido) antes e depois das alterações realizadas no reator, para avaliar se as mudanças promoveram modificações nos compostos; e a (2) caracterização dos compostos obtidos por métodos químicos (pH, Análise Elementar, Fracionamento Seqüencial do P e Solubilidade do P); mineralógicos (DRX, MEV/EDS e TG); e espectroscópicos (FTIR, FIL e RPE). Os resultados obtidos indicaram que as alterações realizadas no reator promoveram significativas mudanças nas características químicas dos compostos, especialmente na solubilidade do P. A caracterização dos compostos Humifert mostrou que o processo foi capaz de modificar tanto a rocha fosfática quanto a matéria orgânica, transformando as formas menos solúveis presentes nesses materiais para formas mais solúveis. A disponibilização do P da rocha fosfática e a possível formação de humic-like substances devido à degradação da matéria orgânica promovida pelo ataque ácido permitiram a formação de complexos humato fosfato, que resultaram na precipitação de brushite-like. / The Humifert process has been to improve utilization of phosphatic rocks considered by manufactures as low-grade ore. In addition, this process utilizes organic waste such as biosolid to create an organic phosphate compound. The Humifert process involves reacting phosphate rock with organic waste in a bench reactor, with nitric acid that is just generated when nitric oxides come into the mixture (Sternicha 1980; Silverol et al. 2007). The apatite grains from the phosphatic rock are partially dissolved, releasing PO43-, which can associate with organic phases present or transformed during the nitric reactions. Then, organic phosphatic compounds are generated, more soluble than natural phosphate rocks, but less soluble than traditional fertilizers. The aims of this study were (1) to make phosphate-organic fertilizers with igneous phosphatic rock from Angico dos Dias, Bahia, Brazil and two kinds of biosolids (non-composted and composted); (2) to evaluate Humifert compounds produced before and after modifications in Humiferts reactor and if this modification promoted an improve on P solubility and (3) to characterize compounds obtained by several techniques (pH, elemental composition, sequential P fractionation, P solubility, X Ray Diffaction, Scanning Electron Microscopy, Fourier Transformer Infrared Spectroscopy, Termogravimetry, Electron Paramagnetic Resonance and Laser-Induced Fluorescence Spectroscopy. The results obtained indicate that Humifert process had effectively converted P from phosphatic rock to more soluble forms and new P compounds associated with inorganic and organic phases. The characterization of Humifert compounds showed that process modified phosphate rock as well as organic matter. Compounds demonstrated some transformations, from less soluble forms to more soluble forms and we were supposed that during Humifert process was formed humic-like substances and also brushite-like precipitation. This transformation is significant, because the acid attack from Humifret process was capable to degrade organic matter and thus formed new humato-phosphate complex.

Os Vertissolos apresentam alto potencial para a produção agrícola e para estocar carbono. No entanto, diversos aspectos sobre sua gênese, fundamentais para qualidade e sustentabilidade do solo, permanecem incompreendidos. As várias lacunas sobre suas características particulares estão relacionadas ao incomum teor de alumínio trocável; a manifestação de feições morfológicas e vérticas em uma matriz inorgânica dominada por fases cauliníticas; e a preservação e estoque de carbono em condições climáticas de semiárido e temperado. Dessa forma, os objetivos deste estudo foram (i) investigar a gênese de um Vertissolo ácido, bem como os fatores e mecanismos da geração dessa acidez, (ii) compreender o papel dos interestratificados no desenvolvimento das feições vérticas em Vertissolo com predomínio de caulinita na fração argila, e (iii) investigar os fatores e mecanismos que promovem a gênese de Vertissolos Ebânicos sob diferentes condições climáticas no Brasil. Amostras de seis perfis de Vertissolos foram utilizadas, sendo quatro Ebânicos e dois Háplicos, ambos localizados entre as regiões nordeste, sudeste e sul do Brasil. Análises morfológica, físicas, químicas, mineralógicas e isotópicas foram realizadas. Na modelagem dos difratogramas foi utilizado o programa Newmod. Para identificação dos grupos funcionais orgânicos do solo realizou-se a ressonância magnética nuclear da fração ácido húmico, e a subtração espectral. Todos os Vertissolos apresentaram textura de argilosa a muito argilosa, consistência seca variando de dura a extremante dura e consistência molhada entre muito plástica e muito pegajosa. Os valores de pH variaram entre ácido e alcalino. Foram eutróficos, com predomínio de cálcio no complexo de troca na maioria dos perfis. O teor de carbono reduziu em profundidade, não mascarou o potencial de contração e expansão, e promoveu melhorias na agregação, principalmente nos horizontes superficiais. Houve autigênese de minerais, os minerais primários predominaram nas frações areia e silte, e na fração argila espécies de esmectitas dioctaedrais. Independente da espécie esmectítica e do tipo de vegetação (plantas C3 e/ou C4) houve maior diversidade de grupos funcionais nos horizontes superficiais. O mecanismo de estabilização do carbono nos Vertissolos Ebânicos ocorreu por meio da interação entre as fases inorgânicas e orgânicas, mediada por pontes de cátions polivalentes não metálicos e metálicos, e também por interação eletrostática entre os constituintes inorgânicos e orgânicos. A manifestação das feições morfológicas e vérticas no Vertissolo com predomínio de caulinita na fração argila foi gerada pelos interestratificados caulinita-montmorilonita resultantes da perda da lâmina tetraedral das esmectitas via transformações no estado sólido. A acidez no Vertissolo ácido foi gerada pela hidrólise e dissolução das fases minerais mediados por um clima passado mais úmido e continuado pelo clima atual úmido, sendo os teores de alumínio trocável naturais. Nesse contexto, esse estudo contribui com avanços na gênese, mineralogia e mecanismos de estabilização do carbono no solo, os quais são temáticas relevantes desse milênio e contribui a outras áreas cientificas. / Vertisols have high potential for agricultural production and for carbon stocking. However, several aspects about its genesis, fundamental to soil quality and sustainability, remain misunderstood. The various gaps on its particular characteristics are related to the unusual exchangeable aluminum content; the manifestation of morphological and vertic features in an inorganic matrix dominated by kaolinitic phases; and the preservation and stocking of carbon in semi-arid and temperate climatic conditions. Thus, the aims in this study were to (i) investigate the genesis of an acidic Vertisol, as well as the factors and mechanisms of the acidity generation, (ii) understand the role of the interstratified clay minerals in the development of vertic features in a kaolinitic Vertisol, and iii) investigate the factors and mechanisms that promote the genesis of Pellic Vertisols under different climatic conditions in Brazil. Samples of six profiles of Vertisols were used, being four Pellic and two Haplic, both located between the northeast and southern regions of Brazil. Morphological, physical, chemical, mineralogical and isotopic analyzes were performed. In the modeling of the diffractograms, the Newmod program was used. For the identification of the organic functional groups of the soil, the nuclear magnetic resonance of the humic acid fraction and the spectral subtraction were performed. All the Vertisols presented a texture of clayey to very clayey, dry consistency ranging from hard to extremely hard and wet consistency between very plastic and very sticky. The pH values varied between acid and alkaline. They exhibit high base saturation, with the predominance of calcium in the exchangeable complex in most of the profiles. The carbon content reduced in depth; did not overlap the shrinking-swelling potential; and promoted improvements in aggregation, especially in the upper horizons. There was autigenesis of minerals, primary minerals predominated in the sand and silt fractions, and in the clay fraction species of dioctahedral smectites. Regardless of the smectic species and the type of vegetation (C3 and/or C4 plants), there was a greater diversity of functional groups in the superficial horizons. The mechanism of carbon stabilization in the Pellic Vertisols occurred through the interaction between inorganic and organic phases, mediated by bridges of non-metallic and metallic polyvalent cations, and by electrostatic interaction between inorganic and organic constituents. The manifestation of the morphological and vertic features in the kaolinitic Vertisol was generated by the interstratified kaolinite-montmorillonite resulting from the loss of the tetrahedral sheet of smectites by solid-state transformations. The acidity in the acid Vertisols was generated by the hydrolysis and dissolution of the mineral phases mediated by a humid past climate and continued by the current humid climate, being the exchangeable aluminum contents natural. In this context, this study contributes to advances in the genesis, mineralogy, and mechanisms of soil carbon stabilization, which are relevant themes of this millennium and contribute to other scientific areas.

A Floresta Atlântica é considerada um dos mais importantes conjuntos de ecossistemas e apesar de ser caracterizada pela alta diversidade de espécies e elevado grau de endemismo, os conhecimentos acumulados sobre a sua fauna ainda são incipientes. Com a anurofauna poucos estudos enfocam a distribuição, os padrões ecológicos e a utilização de ambientes alterados por ação antrópica. O Estado de São Paulo apresenta uma extensa área de plantios de Eucalyptus spp. em áreas anteriormente ocupadas por Floresta Atlântica; no entanto, informações de como os anuros de serapilheira utilizam esses ambientes ainda não foram abordadas nessas regiões. O presente estudo foi desenvolvido em um mosaico de remanescentes de Floresta Atlântica e plantios de Eucalyptus saligna na Fazenda João XXIII, localizada no Município de Pilar do Sul – SP, objetivando caracterizar a riqueza, a composição específica e a diversidade de anuros de serapilheira existente na área, incluindo os plantios. Para a coleta dos anuros utilizou-se armadilhas de interceptação e queda com cercas-guias distribuídas em três ambientes – floresta contínua, fragmentos circundados por plantios de E. saligna e os próprios plantios. Durante os 12 meses de coleta, com um esforço amostral de 1728 armadilhas-dia, foram registradas 23 espécies na área de estudo, das quais seis foram consideradas capturas acidentais; sendo analisados os dados referentes a 1454 capturas. A taxocenose de anuros de serapilheira na Fazenda João XXIII é composta de pelo menos quatro espécies relativamente comuns e nove espécies raras. As espécies com maior abundância relativa em ambientes de floresta nativa foram Crossodactylus caramaschii, Eleutherodactylus guentheri, Bufo crucifer e Adenomera marmorata. Nos plantios de E. saligna, B. crucifer foi responsável por 60,85 % da abundância relativa de espécies. Um total de 18 espécies foi estimado para a localidade; o método utilizado amostrou aproximadamente 94,4 % da riqueza estimada de anuros de serapilheira. No entanto, poucas espécies de lagartos e serpentes foram registradas, indicando que o método é apropriado para a amostragem de anuros de serapilheira, mas deve ser combinado a outros métodos para melhor caracterização da riqueza total de espécies da herpetofauna de serapilheira. A diversidade de espécies foi semelhante nos dois ambientes de floresta nativa e menor nos plantios de E. saligna. Os resultados obtidos, aliados ao atual contexto de fragmentação e degradação da Floresta Atlântica, demonstram que os plantios de E. saligna na Fazenda João XXIII, se devidamente manejados, podem ser localmente importantes para a conservação de anuros de serapilheira, visto que o ambiente parece ser utilizado como hábitat por muitas das espécies registradas em ambientes florestais, ainda que em menor abundância. / The Atlantic Forest is considered one of the most important sets of ecosystems being characterized by the high diversity of species and high degree of endemisms. In spite of the high diversity of anuran amphibians, information on the distribution, ecological patterns, and use of altered environments are incipient. The State of São Paulo presents an extensive area of Eucalyptus spp. plantations. In areas previously covered by the Atlantic Forest. However, information of the way litter frogs still use these environments have not been obtained in these areas. The present study was developed in a mosaic of Atlantic Forest remnants and Eucalyptus saligna plantations in the Fazenda João XXIII, located in the Municipality of Pilar do Sul – São Paulo State. The goal of this study was to survey the anuran species of litter to verify its richness and diversity in the forest fragments and in the E. saligna plantations. For the collection of the litter frogs were used pitfall with drift-fences distributed in three environments: continuous forest, fragments surrounded by E. saligna and E. saligna plantations. During the 12 months of work, with a sampling effort of 1728 trap-day, in the studied site 23 species were registered, of wich six were considered accidental captures, being analyzed 1454 captures. The litter frog assemblage at Fazenda João XXIII has at least four relatively common species and nine rare species. The species with higher relative abundance in environments of native forest were Crossodactylus caramaschii, Eleutherodactylus guentheri, Bufo crucifer, and Adenomera marmorata. In the E. saligna plantations, B. crucifer was responsible for 60.85 % of the relative abundance of species. A total of 18 species was estimated for the locality, the used method showed approximately 94.4 % of the estimated richness of litter frogs. However, few species of lizards and snakes were registered, indicating that the method is appropriate for the sampling of litter frogs, but must be combined to other methods for a better characterization of the total herpetofauna. The species diversity was similar in the two environments of native forest and lesser in the E. saligna plantations. The results obtained in the present context of fragmentation and degradation of the Atlantic Forest demonstrate that the E. saligna plantations in the Fazenda João XXIII, if duly handled, represent an important role in the local conservation of litter anuran species, because most of these species use this environment as habitat, although in lesser abundance that in the environments of native forest.

Em regiões agrícolas próximas dos grandes centros urbanos e onde há o uso intensivo de recursos naturais, em especial do solo, a reciclagem para fins agrícolas de lodos de esgotos aparece como alternativa promissora. Contudo, a sustentabilidade dessa prática deve ser avaliada, ainda mais se considerado a escassez de informações sobre possíveis impactos ambientais em áreas tropicais. Com esse objetivo esse trabalho avaliou os efeitos da adição de lodo de esgoto em dois solos, Latossolo Vermelho eutroférrico e Latossolo Vermelho distrófico, coletados no 7º ano de um experimento em campo, instalado em 1997 na Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da Unesp, em Jaboticabal-SP. O lodo de esgoto foi proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto da Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo, em Barueri-SP. Para observar os efeitos da adição do lodo de esgoto foram analisados os ácidos húmicos extraídos dos solos utilizando absorção de radiação no UV-Visível, infravermelho com transformada de Fourier, ressonância magnética nuclear, ressonância paramagnética eletrônica, fluorescência e análise elementar. Para a análise do solo intacto utilizou-se a fluorescência induzida por laser, e para as frações físicas e químicas a emissão atômica com plasma indutivamente acoplado. Experimentos de infravermelho com transformada de Fourier e ressonância magnética nuclear forneceram espectros com bandas características de grupos alifáticos para o ácido húmico extraído do lodo, comprovando seu alto grau de alifaticidade. O nível de radicais livres do tipo semiquinona determinado por ressonância paramagnética eletrônica diminuiu significativamente para os solos submetidos à adição de lodo. Dados de fluorescência utilizando diferentes metodologias (Zolnay et al., 1999; Milori et al., 2002; Kalbitz et al., 1999) e fluorescência induzida por laser, de amostras de solo intacto, apresentaram comportamento similar. De forma geral, os resultados obtidos por análises espectroscópicas mostraram à incorporação de compostos menos humificados, com um alto grau de alifaticidade e baixo grau de aromaticidade. A análise de metais em solos tratados com lodo de esgoto em algumas situações não tem evidenciado o aumento destes elementos, mesmo quando o lodo apresenta níveis superiores aos valores encontrados no solo. Assim fica a pergunta, onde e como estão os metais pesados oriundos do lodo e que deveriam ser detectados em níveis maiores nos solos tratados. Neste trabalho procuramos ampliar as avaliações para além dos procedimentos convencionais com análises das frações físicas e químicas. Os metais pesados estudados foram: Cd, Cr, Cu, Fe, Co, Mn, Mo, V e Zn. Os resultados obtidos mostraram maior afinidade dos metais pelas frações físicas de menor tamanho (argila e silte fino). Contudo, maiores teores de metais foram observados nas frações químicas do solo, sugerindo maior poder de complexação das substâncias húmicas do solo. A concentração de Zn observada na água de lavagem da humina foi superior a encontrada na fração humina, mostrando maior afinidade desse metal pela matéria orgânica dissolvida. Esse resultado é importante, pois evidencia a perda desse metal durante o processo de fracionamento químico, visto que essa água é descartada. As frações de ácido fúlvico 1 e 2 apresentaram concentrações significativas de metais, principalmente Cd, Cu, Mn e Zn, sendo as maiores encontradas para o ácido fúlvico 1. O ácido húmico, devido a grande quantidade de grupos reativos (carboxílicos e fenólicos), mostrou ser um forte agente complexante de metais. Esses resultados indicam diferente afinidade dos metais pelas frações físicas e químicas do solo, ressaltando a importância do estudo do destino dos metais nas diferentes frações do solo. / In agricultural regions near big urban areas and where the intensive use of natural resources exists, in particular of the soil, recycling sewage sludge with agricultural finality appears as a promising alternative. However, the sustainability of this practice needs to be further assessed, even more so when considering there is lack of information on environmental impacts in tropical areas. The present work evaluated the effects of sewage sludge addition to two soils, Rhodic Eutrodox and Rhodic Hapludox by FAO Taxonomy) colleted from a field experiment, installed in 1997 in the city of Jaboticabal, São Paulo State. Sewage sludge was obtained from the Barueri sewage sludge treatment plant, located in the metropolitan region of São Paulo State, Brazil, operated by the Basic Sanitation Company of the State of São Paulo. In order to observe the effects of the sewage sludge addition, the humic acids extracted from soils were analyzed by absorption of ultraviolet and visible radiation, Fourier transform infrared, nuclear magnetic resonance, eletronic paramagnetic resonance, fluorescence and elementar analyses. To analyse the intact soil laser induced fluorescence was used, and for physics and chemical inductively coupled plasma atomic emission was used. The results obtained by Fourier transformed infrared and nuclear magnetic resonance showed spectra with characteristic bands from aliphaticity groups for humic acid from sewage sludge, confirming their high aliphacitity degree. The level of the semiquinona free radicals determined by electronic paramagnetic resonance decreased for soils under sewage sludge application. Data from fluorescence utilizing different methodologies (Zolnay et al., 1999; Milori et al., 2002; Kalbitz et al., 1999) and laser induced fluorescence, from intact soil, showed similar results. In a general manner, the results obtained for spectroscopy analyses showed incorporation of less humified compounds, with high aliphaticity degree and lower aromaticity degree. Analyses of the metals in soils under sewage sludge application in some cases have not evidenced the increase of these elements, even when the sewage show higher levels to those found in the soils. Thus, the question remains, where and how are the heavy metals from sewage sludge? Which, should have been detected in higher levels in soils under sewage sludge application? The objective of this work was to amplify the valuations beyond the conventional proceedings with analyses of physics and chemical fractions. The heavy metals studied were: Cd, Cr, Cu, Fe, Co, Mn, Mo, V and Zn. The results obtained showed higher affinity of metals for physical fractions that have smaller size (clay and fine silt). However, higher heavy metals concentrations were observed in the chemical fractions of the soils, due to higher complexity power of the humic substances of soils. The Zn concentration observed in the water of the humin wash was higher than what was observed in the humina fraction, showing higher affinity of this metal for dissolved organic matter. This result is important, because it evidences the loss of this metal during the extraction process of the humic substances, since this water is discarded. The fractions of fulvic acids 1 and 2 showed significative concentrations of the metals, mainly Cd, Cu, Mn and Zn, being that the biggest were for humic acids, because the most quantity of the reactive groups (charboxilics and phenolics), showed to be a strong complex agent of the metals. Such results indicate different affinity of metals for physics and chemical fractions from soils, emphasizing the importance of the study of the course of heavy metals in the different fractions of the soil.

A Bacia hidrográfica do Rio Sorocá-Mirim encontra-se no Planalto de Ibiúna, que faz parte de um conjunto de blocos falhados formando grábens e meio grábens, que compõem um sistema de bloqueio estrutural onde a água é aprisionada em sub superfície criando as condições ideais para a formação de turfeiras. Características como a geometria dos interflúvios, a assimetria das vertentes e das planícies de inundação e também a disposição da rede de drenagem, denotam a grande influência das estruturas geológicas nesta bacia hidrográfica. As zonas de acumulação de matéria orgânica encontradas na Bacia do Sorocá-Mirim estão vinculadas à ambientes fluviais particulares, relacionados ao controle estrutural, que é característica marcante da área. O presente trabalho teve como objetivo estudar turfeiras, em dois ambientes fluviais diferentes (terraço e anfiteatro) em relação às suas características físicas, químicas, orgânicas e sua distribuição areolar para entender como a formação destas turfeiras foi influenciada por esses ambientes. O levantamento topográfico das duas áreas, assim como uma série de ensaios e análises laboratoriais demonstraram que as turfeiras dos dois ambientes apresentam idades diferentes em aproximadamente 1000 anos (turfeira da área 2, terraço, mais antiga do que a turfeira da área 1, anfiteatro), mesmo tipo de plantas acumuladas ao longo destes anos e diferenças principalmente no que se refere à posição preferencial ao acúmulo da matéria orgânica e à variações, no sentido das maiores profundidades, de diversos parâmetros observados. Verificou-se que a área 1 sofreu maiores alterações do modelado, e consequentemente nas suas condições hidrológicas ao longo dos tempos, passando a ser um ambiente mais drenado, mais oxigenado, com uma turfeira que apresentou resultados laboratoriais mais heterogêneos, com concentrações de matéria orgânica e dos elementos vinculados a ela, variando bastante ao longo da feição. A área 2 não sofreu grandes alterações no modelado, mantendo-se mais úmida ao longo do tempo o que acarretou em uma turfeira mais homogênea com valores mais constantes de matéria orgânica e dos elementos vinculados a ela, ao longo da feição. Essas diferenças são reflexo da influência do modelado nos processos de acumulação da matéria orgânica, onde em cada feição (terraço, ou anfiteatro) a matéria orgânica é acumulada em posições específicas, sofrendo maior ou menor interferência de materiais minerais adjacentes; e principalmente o modelado controla as condições hidrológicas, diferentes, em cada uma das feições, fazendo com o que o ambiente seja mais ou menos úmido e desta forma sendo o elemento principal de controle dos processos de evolução da matéria orgânica. / The Sorocá-Mirim River basin is located on the Ibiúna Plateau, wich is part of a set of failed blocks forming grabens and half grabens, which makes up a structural block system where water is trapped in sub-surface creating the ideal conditions for the formation of peatlands. Characteristics such as the geometry of interfluves, the asymmetry of slopes and flood plains and also the layout of the drainage network, denote the great influence of the geological structures in this basin. The areas of accumulation of organic matter found in the Sorocá-Mirim Basin are linked to particular fluvial environments, related to structural control, which is a characteristic feature of the area. The present study aimed to study peatlands in two different fluvial environments (terrace and amphitheater) in relation to their physical, chemical, and organic characteristics and their areolar distribution to understand how the formation of these peatlands was influenced by these environments. The topographic survey of the two areas, as well as a series of laboratory tests and analyzes showed that the peatlands of the two environments present different ages in approximately 1000 years (peatland of area 2 older than the peatland of area 1), same type of plants, accumulated along these years and differences mainly with respect to the preferential position to the accumulation of the organic matter and the variations, in the direction of the greater depths, of several observed parameters. It was verified that area 1 underwent major alterations in the landform, and consequently in its hydrological conditions over time, becoming a more drained, more oxygenated environment, with a peatland that presented more heterogenous laboratory results, with concentrations of organic matter and the elements attached to it, varying greatly throughout the feature. Area 2 did not undergo major alterations in the landform, remaining wetter over time which resulted in a more homogeneous peat with more constant values of organic matter and the elements bound to it, along the feature. These differences reflect the influence of landform on the processes of organic matter accumulation, where in each feature (terrace or amphitheater) the organic matter is accumulated in specific positions, suffering more or less interference of adjacent mineral materials; and mainly the landform controls the different hydrological conditions in each of the features, making the environment more or less moist and thus being the main element of control of the evolution processes of organic matter. The work showed that landform is the main conditioning element of the humidity of the environments and consequently of the processes of evolution and the characteristics of the peatlands.

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) são poluentes formados por dois ou mais anéis aromáticos que podem causar efeitos mutagênicos, carcinogênicos e teratogênicos aos seres humanos. Os HPA não são suscetíveis à degradação pela maioria dos micro-organismos devido a sua baixa solubilidade em água e a sorção destes poluentes na parte mineral e orgânica do solo. Uma forma de tratamento é o uso de processos oxidativos que podem degradar inúmeros contaminantes orgânicos e minerizá-los a gás carbônico e água. Neste trabalho foi avaliada a eficiência da degradação do isômeros fenantreno e antraceno, dois tipos de HPA, em areia padrão, utilizando-se como oxidantes o permanganato, peróxido de hidrogênio e persulfato ativado. De acordo com a matriz e o contaminante, após 24 horas de tratamento, verificou-se a degradação de 95 a 98% utilizando-se como oxidantes permanganato e de 34 a 62% utilizando-se a reação de Fenton. Foi identificada a antraquinona como produto do antraceno, independentemente do oxidante utilizado. Dentre os oxidantes, avaliou-se o persulfato ativado com ferro para a aplicação em solos arenosos contaminados com HPA. Quando se utilizou persulfato ativado com ferro em areia padrão houve a decomposição, após 24 horas de tratamento, de 60 e 95%, de fenantreno e antraceno, respectivamente. Em solos arenosos utilizando-se o persulfato, a degradação dos contaminantes foi predominantemente inferior devido ao possível efeito de matriz. Em contrapartida praticamente não houve a decomposição das substâncias húmicas. Esta é característica favorável, pois não houve a competição da matéria orgânica com o contaminante pelo persulfato, além de não promover alterações no teor de carbono presente no solo / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are pollutants formed by two or more aromatic rings that can be mutagenic, carcinogenic and teratogenic to humans. PAH do not undergo degradation by most microorganisms due to this low water solubility and adsorption in the mineral and organic soil phase. One form of treatment is the use of oxidative processes that can degrade numerous organic contaminants and mineralize them to carbon dioxide and water. In this study, it was evaluated the efficiency of phenanthrene and anthracene degradation, in standard sand soil using permanganate, hydrogen peroxide and activated persulfate as oxidants. Depending on the contaminant and the matrix, over 24h of treatment, it was found the degradation 95 to 98% using permanganate and 34 to 62% using reaction Fenton. Anthraquinone was identified as product of anthracene, independent of the oxidant used. Among the oxidants, persulfate activated with iron was evaluated in the degradation of PAH in sandy soils. In standard sand, this process promoted,over 24 hours of treatment, a degradation level up to 60 % phenanthrene and 95% for anthracene. In sand soils, the degradation of the contaminants was lower due to possible matrix effect. In constrast there was no decomposition of humic substances, indicating no competition between the organic matter and the PAH by persulfate, and no change in the soil carbon content