Na Região Metropolitana de Porto Alegre, os solos hidromórficos são utilizados intensivamente na atividade agropecuária, constituindo um recurso de importância social, econômica e ambiental. Este estudo teve por objetivo discutir aspectos pedogenéticos e de uso e manejo de solos hidromórficos, pela avaliação de características morfológicas, físicas e químicas dos solos, bem como da composição estrutural e das frações físicas e químicas da matéria orgânica do solo (MOS). Foram coletadas amostras de seis perfis de solos hidromórficos, sendo quatro sob dois tipos de uso ou manejo. No primeiro estudo foram estudados quanto às suas características morfológicas, físicas e químicas, incluindo o ataque sulfúrico e dissolução seletiva de óxidos de ferro. No segundo estudo foram determinados o carbono orgânico total (COT), o C presente em frações físicas e químicas da MOS, e a composição estrutural e o grau de humificação da MOS pelas técnicas espectroscópicas de fluorescência induzida por laser (FIL), infra-vermelho com transformada de Fourier (FTIR) e ressonância magnética nuclear do 13C (RMN 13C CP-MAS). Os solos hidromórficos mostraram diferenças devido à pedogênese e variações devido à alteração de manejo dos solos. A alta relação silte/argila, argila de atividade alta em subsuperfície e valores de Ki elevados indicaram um baixo grau de intemperismo dos solos. O pH, teor de COT, saturação por bases, grau de hidromorfismo, e distribuição granulométrica foram mais sensíveis às alterações induzidas pelo uso e manejo, influenciando na classificação final dos solos. O teor de COT foi inferior em solos sob usos mais intensivos, representando, em alguns casos, impacto na qualidade dos solos e no meio ambiente. A distribuição das frações físicas da MOS foi alterada pelo uso e manejo do solo, sendo o carbono orgânico particulado associado ao cultivo com arroz. A distribuição das frações químicas da MOS mostrou um predomínio de humina em todos os solos, e abundância de frações orgânicas de baixo peso molecular e ácidos húmicos em solos sob uso mais intensivo. Os resultados revelaram forte associação dos aspectos estruturais da MOS com a pedogênese. Dentro de um mesmo solo diferentes formas de utilização (tipo de cobertura vegetal, sistema de manejo e práticas de fertilização) alteraram a composição estrutural da MO dos solos hidromórficos. O grau de humificação da MOS avaliado pela técnica de FIL e o índice de decomposição avaliado por RMN 13C CP-MAS, variaram de acordo com os pedoambientes avaliados, sendo maiores nos perfis sob uso mais intensivo. / Paddy soils of Porto Alegre region are intensively used in agriculture, showing social, economic and environmental importance. The aim of this work was study pedogenetic and management aspects of paddy soils by the evaluation of morphological, physical and chemical soil characteristics, structural composition and physical and chemical fractions of soil organic matter (SOM). We collected samples of six paddy soil profiles, four of these with two distinct use or management. In the first study we study morphological, physical and chemical soil characteristics, including sulfuric acid attack and iron oxides selective dissolutions. In the second study, were determined the total organic carbon (TOC), carbon of physical and chemical SOM fractions, and the structural composition and humification degree of SOM through laser induced fluorescence spectroscopy (LIF), Fourier transformed infra-red (FTIR) and solid state 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy (13C NMR). Paddy soils showed differences due to pedogenetic and variations due to management processes. The high value of silt/clay, subsurface high activity clay and high ki indicated a low soil weathering degree. The pH, TOC, base saturation, hidromorfic degree and particle-size distribution were more sensible to soil management induced alterations, influencing the soil classification. The TOC content was inferior in intensive managed soils, constituting an impact in soil quality and environment. The SOM physical fractions distribution was altered by the soil management, with particulate organic carbon associated to rice cultivation. The SOM chemical fractions distribution showed humin predominance in all the soils, and low weight carbon and humic acids in intensive managed soils. The results showed great association of SOM structural aspects with pedogenesis. Within the same soil, different uses (cover crop, management system and fertilization practices) changed the structural composition of SOM. The humification degree evaluate by LIF and the index of decomposition by 13C NMR varied according environment of soil, and were higher in intensive managed paddy soils.

Sistemas de preparo do solo e fontes de adubação podem afetar a dinâmica da matéria orgânica, as perdas de solo, água e nutrientes no escoamento superficial. A redução do revolvimento do solo e o incremento de resíduos orgânicos pela adubação podem contribuir para aumentar os estoques de carbono do solo, melhorando as propriedades físicas e reduzindo as perdas por erosão hídrica. O objetivo do trabalho foi avaliar em experimento conduzido há cinco anos, a influência de diferentes sistemas de preparo do solo e fontes de adubação na proteção física da matéria orgânica (MO) e nas perdas de solo, água e nutrientes por erosão hídrica em um Argissolo Vermelho Amarelo distrófico típico. Em parcelas instaladas a campo em área com declividade média de 0,081 m m-1 mantidas sob os sistemas de manejo do solo em preparo convencional (PC) e plantio direto (PD), foram aplicadas quatro repetições dos tratamentos com adubação mineral (M), adubação orgânica com composto de lixo urbano (C), adubação orgânica com dejeto de suínos (D) e sem adubação (T). Quarenta e cinco dias após a semeadura da cultura do milho aplicou-se chuva simulada com intensidade de 120 mm h-1 durante noventa minutos. Durante a aplicação das chuvas simuladas, foram feitas amostragens de água do escoamento superficial para determinar as taxas de escoamento, bem como as perdas totais de água, solo e nutrientes. Após a colheita da cultura do milho, foram realizadas as coletas para o estudo da proteção física da matéria orgânica no solo e análises de agregados. Em ambos os sistemas de preparo do solo, pode-se verificar a tendência das adubações orgânicas proporcionarem maior incremento de carbono orgânico no solo e proteção física da M. O., acarretando em melhoria da estabilidade de agregados. O PD apresentou menores perdas de solo por erosão em todos os tratamentos com adubação quando comparado ao PC, porém apresentou as maiores perdas de água por escoamento o que acabou se refletindo em maiores perdas de nutrientes. O uso de adubos orgânicos, associado ao preparo do solo com mínimo revolvimento é uma alternativa de manejo do solo capaz de alterar a dinâmica da matéria orgânica no solo e de contribuir para a recuperação da qualidade do solo. / Tillage systems and fertilizer sources can affect the dynamics of organic matter, and soil, water and nutrients losses in runoff. The reduction of soil disturbance and the application of organic residues as fertilizer may increase carbon stocks in soil, improving the physical properties and reducing water erosion losses. The objective of this study was to evaluate in five years experimental area the influence of different tillage systems and fertilizer sources in the physical protection of organic matter (OM) and soil, water and nutrients losses by water erosion in an Alfisol Red Yellow Latosol. In field plots with 0.081 m m-1 slope under management systems of in conventional tillage (CT) and no-tillage (NT). were applied four replications of the treatments with mineral fertilizer (M), organic fertilization with urban waste compost (C), organic fertilization with pig manure (D) and unfertilized (T). Forty-five days after sowing the maize crop simulated rainfall was applied with an intensity of 120 mm h-1 for ninety minutes. During the application of simulated rainfall, runoff samples were taken to determine flow rates, as well as the total water, soil and nutrients losses. After harvesting the maize, soil samples were taken to study the physical protection of organic matter in soil and aggregate analysis. Both tillage systems shows a trend of organic fertilizers provide greater increase in soil organic carbon and physical protection of O. M., resulting in improved aggregate stability. The NT had lower soil loss by erosion in all fertilization treatments when compared to the CT, but had the highest water loss by runoff which was reflected in greater nutrients losses. The use of organic fertilizers and minimum tillage are good alternatives to modify the dynamics of soil organic matter and may contribute to improve soil quality.

A matéria orgânica do solo (MOS) constitui importante componente dos solos de regiões tropicais e subtropicais, tendo papel importante em suas propriedades químicas e físicas. Com objetivo de avaliar as características da MOS em Latossolos brasileiros sob vegetação nativa e sua relação com a profundidade e com as características mineralógicas e texturais dos solos, foram realizados dois estudos. No primeiro estudo foi investigou-se o efeito do tratamento com solução de HF 10% na resolução espectral de RMN 13C e na qualidade da MOS em amostras de horizontes A e B de quatro Latossolos brasileiros. Os sucessivos tratamentos com HF melhoraram a resolução espectral em ambos os horizontes. As perdas de C ao longo dos tratamentos foram da ordem de 39 a 48% no horizonte A e 71 a 85% no horizonte B, porém não foram seletivas para nenhum dos grupos funcionais determinados por RMN 13C. No segundo estudo, amostras do horizonte A de oito Latossolos, sendo seis do Rio Grande do Sul sob vegetação de campo nativo, um do Distrito Federal sob vegetação de cerrado e um do Amazonas sob vegetação de floresta tropical foram submetidas ao fracionamento físico da MOS As frações obtidas foram analisadas por análise elementar e espectroscopia de RMN 13C CP/MAS. Microagregados de argila contendo óxidos de ferro, resistiram à dispersão de ultrassom a 450J mL-1. A proporção dos grupos C-O-alquil aumentou com a diminuição do tamanho de partícula e a razão C alquil/ C-O-alquil diminuiu, evidenciando o mecanismo de proteção da MOS devido à interação com a superfície dos minerais. Este comportamento foi mais acentuado nos solos argilosos do Rio Grande do Sul. A variação dos grupos funcionais da MOS em função do tamanho de partícula foi diferenciada entre os solos estudados, indicando que a comparação direta da qualidade e dinâmica da MOS em diferentes ambientes é limitada.

O fracionamento físico é freqüentemente empregado, em estudos sobre a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS), sendo que não existe um consenso quanto à energia adequada para a dispersão máxima de um determinado tipo do solo. Os principais objetivos deste trabalho foram determinar a energia de sonicação para a dispersão máxima do solo no fracionamento físico da MOS; avaliar o efeito do aumento da energia de sonicação e da separação prévia da matéria orgânica leve livre (MOLL) na dispersão do solo; e investigar a distribuição e qualidade das substâncias húmicas (SH´s) nas frações silte e argila obtidas na dispersão máxima do solo. O fracionamento físico em seis níveis de energia (200, 400, 800, 1200, 1600 e 2000 J mL-1) foi realizado em amostras do horizonte A de três Latossolos brasileiros sob vegetação nativa: Latossolo Vermelho (LVdf), Latossolo Bruno (LBd) e Latossolo Amarelo (LAw). A não separação da MOLL com solução de NaI, previamente à aplicação de ultra-som, causou redistribuição de carbono nas frações silte e argila, mostrando ser este um procedimento importante no fracionamento da MOS. Em geral, o aumento da energia de sonicação provocou aumento do teor da fração argila, porém a redistribuição do carbono não foi observada. A energia de máxima dispersão foi de 800, 1200 e acima de 2000 J mL-1, respectivamente para os solos LVdf, LAw e LBd, e este comportamento foi relacionado com as características de cada solo A proporção de SH´s em relação ao teor de carbono total da fração, nas frações argila e silte dos solos LVdf e LAw foi superior à verificada para o solo inteiro, enquanto que no solo LBd o comportamento foi inverso. A razão E4/E6 nos ácidos húmicos (AH) na fração argila dos solos LVdf e LBd foi inferior à dos ácidos fúlvicos (AF) correspondentes, indicando que os AH apresentam grau de condensação mais elevado do que AF. Os valores obtidos para a razão E4/E6 foram inferiores aos usualmente citados na literatura. Os resultados obtidos no fracionamento químico indicam que o fracionamento físico afetou a distribuição e qualidade das substâncias húmicas fracionadas quimicamente.

Estudos anteriores têm mostrado performance satisfatória do modelo Century de Dinâmica da Matéria Orgânica aplicado às condições edafoclimáticas do Rio Grande do Sul, porém os estoques de N do solo foram normalmente superestimados. O objetivo deste trabalho foi parametrizar o submodelo do ciclo do N do Century para que este possa ser considerado uma ferramenta útil no estudo da dinâmica do N em nosso meio. As simulações foram realizadas com dados experimentais de um estudo de longo prazo instalado em um Argissolo Vermelho distrófico da EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul (RS). A parametrização inicial consistiu na entrada de dados de solo e clima, ajuste de parâmetros relacionados à adição de N por fixação não-simbiótica, perdas de N por volatilização e relação C/N de resíduos de culturas que entram nos compartimentos lento e passivo da matéria orgânica do solo (MOS). O modelo foi executado por um período de 6000 anos nas condições do bioma de campos nativos do Sul do Brasil para obtenção dos valores estáveis do carbono orgânico total (COT) e nitrogênio total (NT) e dos compartimentos de C e N orgânicos do solo. Em seguida simularam-se dois tratamentos (correspondentes a sistemas de manejo convencional e plantio direto) selecionados do experimento de longo prazo, conforme o histórico do estudo, alterando-se o parâmetro de cultivo CLTEFF(2) (multiplicador para decomposição do compartimento lento), o qual depende do potencial de adição de C pelas culturas e grau de revolvimento do solo. Adicionalmente, foram acrescentados às seqüências de eventos de manejo de solo sob preparo convencional um “efeito adicional de cultivo”, persistindo por dois meses após cada evento de revolvimento do solo. Este prolongamento do efeito do revolvimento do solo permitiu melhor ajuste da dinâmica do C e do N no solo sob sistema de preparo convencional, pois refletiu a maior decomposição da MOS observada nas condições locais. De uma maneira geral, a aplicação do modelo Century com a parametrização proposta demonstrou bom ajuste das estimativas de COT e NT em relação aos valores observados em 1998, evidenciando que o modelo Century tem potencial para ser utilizado no planejamento e definição de estratégias de manejo de solo. / Previous studies have shown satisfactory performance of the Century Soil Organic Matter Model as applied to climatic and edaphic conditions of Rio Grande do Sul. However, soil N stocks were usually overestimated in these simulations. The objective of this study was to parametrize the N cycle submodel of Century so that it can be employed successfully in N dynamics studies in Southern Brazil. Simulations were performed utilizing data from the long-term experiment established in an Acrisol (Argissolo Vermelho distrófico) at EEA-UFRGS (Eldorado Agricultural Experimental Station - UFRGS) in 1985. Initial parametrization included soil and climate attributes, adjusted non-symbiotic N inputs, N losses from volatilization and C/N ratios of plant residues entering the Century slow and passive N pools. Next, Century was run for 6,000 years to steady state for baseline soil organic C and N stocks using site and crop parameters adjusted to the Southern Brazilian grasslands biome. Subsequently, selected treatments of the long-term study (comprising conventional and no-tillage soil managements) were simulated according to historical soil management data, with appropriate changes in the cultivation parameter CLTEFF(2) (slow pool decomposition multiplier), which was affected by crop C inputs and soil cultivation intensity. Additionally an “enhanced cultivation effect” was included for two months after each plowing event in the conventional soil management schedules. This inclusion reflected higher soil organic matter decomposition observed in the long term experiment. In general, model runs with the abovementioned parametrization showed good agreement between model estimates and field data measured in 1998. The Century model adjustments proposed indicate its feasibility as a tool in soil use and management planning and forecasting.

A vegetação nativa da região dos Campos de Cima da Serra, RS, é constituída por áreas de mata de Araucária intercaladas com pastagens, cujo manejo tradicional tem sido a queima da vegetação após o inverno. Tendo em vista que as informações sobre a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) nessa região são escassas, este trabalho teve como objetivo principal avaliar o efeito do manejo da pastagem e do tipo de vegetação nos seus estoques, sua distribuição em compartimentos e sua composição química em Neossolos Litólicos de São José dos Ausentes, RS. No primeiro estudo foi determinado o teor MOS em 4 profundidades nos ambientes de campo nativo pastejado sem queima há 22 anos (22SQ) e há um ano sem queima (1SQ) e de mata nativa (MN). A composição química da MOS foi avaliada por espectroscopia de FTIR e por análise termogravimétrica (TGA) em atmosfera inerte. A queima periódica da pastagem nativa promoveu aumento do teor de C em camadas subsuperficiais, comparativamente à 22SQ. No ambiente afetado regularmente pelo fogo a MOS apresentou maior proporção de estruturas quimicamente mais lábeis em sua composição. Para o segundo estudo foram coletadas amostras de outras áreas sob tratamentos semelhantes: pastagem há 23 anos sem queima (23SF) e há 1 ano sem queima (1SF) e floresta de Araucária (FA), sendo avaliados a agregação do solo, os estoques de carbono orgânico (COT) e nitrogênio (NT) do solo e das frações físicas da MOS (FLL-fração leve livre, FLO-fração leve oclusa, e FP-fração pesada) e a composição química dessas frações nos respectivos ambientes, empregando-se análises de FTIR e TGA. Os estoques de COT e de NT do solo não diferiram entre os ambientes 1SF e 23SF. A menor proporção de agregados de diâmetro entre 9,51-4,76 mm na camada superficial em 23SF em comparação a 1SF resultou em menor estoque de C na FLO do ambiente sem queima. Esses resultados foram atribuídos ao pastejo mais intensivo no ambiente 23SF que dificultaria a formação e manutenção de macroagregados. O ambiente FA apresentou os maiores estoques de COT e NT no solo e nas três frações físicas da MOS das áreas estudadas. A recalcitrância química da MOS da FLO foi mais acentuada em 1SF do que em 23SF, porém a presença de carvão não foi comprovada nesta fração no ambiente afetado periodicamente pelo fogo. / The native vegetation of the Campos de Cima da Serra, RS, consists of areas of Araucária Forest intercalated with pastures, which are traditionally submitted to vegetation burning at the end of the winter. Information about soil organic matter (SOM) dynamics in that region is scarce, hence, the present work aimed to investigate the effect of pasture management and of vegetation type on its stocks, on its distribution in physical compartments and on its chemical composition in Leptosls from São José dos Ausentes, RS. In the first study, the SOM content was determined in 4 soil depths in the following environments: native pasture under grazing without burning for the last 22 years (22SQ) and under periodic burning (1SQ) and native forest (MN). The SOM chemical composition was evaluated by means of FTIR spectroscopy and by thermogravimetric analyses under inert atmosphere. The periodic burning of the pasture lead to a C content increase in sub-surface layers between 5 and 15 cm in 1SF, comparatively to the 22SQ environment. Furthermore, the SOM from the fire affected environment showed a higher proportion of chemically labile structures in its composition, than the 22SQ SOM. For the second study, soil samples were collected from other plots under similar treatments: native pasture under grazing without burning for the last 23 years (23SF) and periodic burning (1SF) and native forest (MN). The following attributes were evaluated: soil aggregation, stocks of organic carbon and nitrogen in whole soil (COT and NT) and in physical fractions (free light fraction - FLF, occluded light fraction - OLF, and heavy fraction - HF) and the chemical composition of these fractions, by means of FTIR and TGA under oxidizing atmosphere. COT and NT stocks did not differ among the investigated environments. The lower proportion of aggregates with 9,51-4,76 mm diameter in the surface of 23SF in comparison to the 1SF environment, promoted a lower C stock in OLF of the not-burned pasture. These results were related to the higher grazing intensity in 23SF, that hinders the formation of macroaggregates. The FA environment presented the greatest stocks of C in the whole soil and in the three physical fractions, among the studied site. The SOM chemical recalcitrance in OLF was more pronounced in the 1SF environment in comparison to 23SF. Nevertheless, the presence of black carbon in this fraction in the fire-affected environment was not evident.

O carbono pirogênico (CPi) pode entrar no solo via adição de carvão vegetal ou via queima de vegetação, e sua recalcitrância bioquímica sugere que o mesmo pode elevar o sequestro de carbono (C) no solo. No Brasil, existem 2 contextos relacionados ao CPi: altas quantidades de carvão vegetal são descartadas e a frequente queima de Floresta Amazônica (FA). Objetivando avaliar o efeito do CPi sobre a matéria orgânica do solo (MOS) de um Cambissolo e de um Argissolo no Brasil, 3 estudos foram realizados. Os Estudos 1 e 2 objetivaram avaliar o efeito de doses (T1=0, T2=10, T3=20, T4=40 Mg ha-1) de finos de carvão vegetal sobre a composição e a biodegradabilidade da MOS de um Cambissolo. Após 20 meses da aplicação do carvão, amostras de solo foram coletadas nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Na camada de 0-5, o T4 aumentou o teor de C total (CT) e o teor de C na fração particulada da MOS em 38 e 127%, respectivamente. Na camada de 10-20 cm, o T4 aumentou os teores de CT e de C na fração silte+argila em 23 e 26%, respectivamente, comparado ao T1. Os dados de δ13C e de microscopia eletrônica confirmaram que fragmentos coloidais de carvão foram lixiviados para a camada de 10-20 cm e que fragmentos maiores permaneceram na camada de 0-5 cm. Maior teor de C nas frações ácido húmico (CAH) e ácido fúlvico (CAF) foram observados na camada de 20-30 cm em T4, o que aparentemente está relacionado ao estímulo da humificação da MOS endógena, uma vez que não foi observada presença de carvão nessa camada. O T4 aumentou os teores de CAH nas camadas de 0-5 e 10-20 cm e os teores de CAF na camada de 10-20 cm, provavelmente devido à presença de carvão humificado nessa camadas. O T4 aumentou o teor de C na humina e tornou a MOS mais aromática na camada de 0-5 cm, explicando o maior (11%) tempo médio de residência da MOS de lenta ciclagem em comparação ao T1. O fracionamento virtual dos espectros de 13C RMN confirmou que estruturas aromáticas do carvão foram preferencialmente preservadas durante 5 meses e meio de experimento de incubação. O estudo 3 investigou o efeito da queima de FA na composição da MOS e na retenção de C nas frações minerais de um Argissolo. Neste estudo, 4 ha de FA nativa foram queimados de forma controlada. Após 2 anos, amostras de solo foram coletadas em 11 camadas (0-200 cm) em 3 áreas: FA nativa (FAN), FA queimada (FAQ) e pastagem (PT) (FAN queimada há 23 anos). A FAQ apresentou maior teor de CT em relação à FAN e PT na camada de 0-5 cm. Isto foi atribuído à entrada de CPi em FAQ e à perda de C do solo após a conversão FAN-PT. Em FAQ, a argila apresentou limite de saturação (81 g kg-1), parcialmente atribuído ao aquecimento da superfície do solo pela queimada. Possivelmente, a queima diminuiu a área superficial e os sítios de interação organo-mineral da argila, facilitando sua saturação. / Pyrogenic carbon (PyC) usually enters the soil via charcoal addition or via vegetation burning, and its biochemical recalcitrance suggests that this material has potential to enhance carbon (C) sequestration into the soil. In Brazil there are 2 important scenarios related to PyC: great amounts of fine charcoal residues are usually discarded and Amazon Forest (AF) burning is frequent. In order to evaluate the effects of PyC on soil organic matter (SOM) of Brazilian Cambisol and Acrisol, 3 studies were performed. Study 1 and Study 2 aimed to evaluate the effect of doses (T1=0, T2=10, T3=20 and T4=40 Mg ha-1) of charcoal fines on SOM composition and biodegradability of a Cambisol. Twenty months after the charcoal application, soil samples were collected at 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm depths. At 0-5 cm depth, T4 increased the total C (TC) content and the C content in the particulate SOM fraction by 38 and 127%, respectively. At 10-20 cm depth, T4 increased TC and the C content in the silt+clay fraction by 23 and 26%, respectively, in comparison to T1. The δ13C and the scanning electron microscopy data confirmed that colloidal charcoal fragments were leached to 10-20 cm depth and that coarser fragments remained at 0-5 cm depth. Higher C content in the humic acid (CHA) and in the fulvic acid (CFA) was observed at 20-30 cm depth in T4. It is apparently related to the stimulation of the endogenous SOM humification, since charcoal presence was not observed at this depth. The T4 increased the CHA at 0-5 and 10-20 cm depths, and the CFA content at 10-20 cm depth, probably due to the presence of humified charcoal at these depths. The T4 increased the C content in the humin and shifted SOM composition toward higher aromaticity at 0-5 cm depth, explaining the higher (11%) mean residence time of the slow SOM pool in comparison to T1. The virtual 13C NMR spectra fractionation confirmed that charcoal aromatic structures were preferably preserved during a 5.5 month incubation experiment. Study 3 aimed to investigate the effect of AF burning on SOM composition and C retention in mineral fractions of an Acrisol. In this study, 4 ha of native AF were burned under controlled conditions. After 2 years, soil samples were collected at 11 depths (0-200 cm) in 3 areas: native AF (NAF), burned AF (BAF) and grassland (GA) (OAF burned 23 earlier). The BAF presented higher TC content than OAF and GA at 0-5 cm depth. It was attributed to the input of PyC in BAF and also to the soil C loss after the conversion AF-GA. The clay fraction of BAF presented a C saturation limit (81 g kg-1), partially attributed to the soil surface heating due to the burning. Possibly, it decreased the surface area of the clay and its available sites for organomineral interactions, facilitating its saturation.

A matéria orgânica do solo (MOS) constitui importante componente dos solos de regiões tropicais e subtropicais, tendo papel importante em suas propriedades químicas e físicas. Com objetivo de avaliar as características da MOS em Latossolos brasileiros sob vegetação nativa e sua relação com a profundidade e com as características mineralógicas e texturais dos solos, foram realizados dois estudos. No primeiro estudo foi investigou-se o efeito do tratamento com solução de HF 10% na resolução espectral de RMN 13C e na qualidade da MOS em amostras de horizontes A e B de quatro Latossolos brasileiros. Os sucessivos tratamentos com HF melhoraram a resolução espectral em ambos os horizontes. As perdas de C ao longo dos tratamentos foram da ordem de 39 a 48% no horizonte A e 71 a 85% no horizonte B, porém não foram seletivas para nenhum dos grupos funcionais determinados por RMN 13C. No segundo estudo, amostras do horizonte A de oito Latossolos, sendo seis do Rio Grande do Sul sob vegetação de campo nativo, um do Distrito Federal sob vegetação de cerrado e um do Amazonas sob vegetação de floresta tropical foram submetidas ao fracionamento físico da MOS As frações obtidas foram analisadas por análise elementar e espectroscopia de RMN 13C CP/MAS. Microagregados de argila contendo óxidos de ferro, resistiram à dispersão de ultrassom a 450J mL-1. A proporção dos grupos C-O-alquil aumentou com a diminuição do tamanho de partícula e a razão C alquil/ C-O-alquil diminuiu, evidenciando o mecanismo de proteção da MOS devido à interação com a superfície dos minerais. Este comportamento foi mais acentuado nos solos argilosos do Rio Grande do Sul. A variação dos grupos funcionais da MOS em função do tamanho de partícula foi diferenciada entre os solos estudados, indicando que a comparação direta da qualidade e dinâmica da MOS em diferentes ambientes é limitada.

O fracionamento físico é freqüentemente empregado, em estudos sobre a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS), sendo que não existe um consenso quanto à energia adequada para a dispersão máxima de um determinado tipo do solo. Os principais objetivos deste trabalho foram determinar a energia de sonicação para a dispersão máxima do solo no fracionamento físico da MOS; avaliar o efeito do aumento da energia de sonicação e da separação prévia da matéria orgânica leve livre (MOLL) na dispersão do solo; e investigar a distribuição e qualidade das substâncias húmicas (SH´s) nas frações silte e argila obtidas na dispersão máxima do solo. O fracionamento físico em seis níveis de energia (200, 400, 800, 1200, 1600 e 2000 J mL-1) foi realizado em amostras do horizonte A de três Latossolos brasileiros sob vegetação nativa: Latossolo Vermelho (LVdf), Latossolo Bruno (LBd) e Latossolo Amarelo (LAw). A não separação da MOLL com solução de NaI, previamente à aplicação de ultra-som, causou redistribuição de carbono nas frações silte e argila, mostrando ser este um procedimento importante no fracionamento da MOS. Em geral, o aumento da energia de sonicação provocou aumento do teor da fração argila, porém a redistribuição do carbono não foi observada. A energia de máxima dispersão foi de 800, 1200 e acima de 2000 J mL-1, respectivamente para os solos LVdf, LAw e LBd, e este comportamento foi relacionado com as características de cada solo A proporção de SH´s em relação ao teor de carbono total da fração, nas frações argila e silte dos solos LVdf e LAw foi superior à verificada para o solo inteiro, enquanto que no solo LBd o comportamento foi inverso. A razão E4/E6 nos ácidos húmicos (AH) na fração argila dos solos LVdf e LBd foi inferior à dos ácidos fúlvicos (AF) correspondentes, indicando que os AH apresentam grau de condensação mais elevado do que AF. Os valores obtidos para a razão E4/E6 foram inferiores aos usualmente citados na literatura. Os resultados obtidos no fracionamento químico indicam que o fracionamento físico afetou a distribuição e qualidade das substâncias húmicas fracionadas quimicamente.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:44:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312306.pdf: 6788618 bytes, checksum: 4f283fb597c40c49feeb13c043f59796 (MD5) / A filtração em margem, FM, consiste em induzir o escoamento da água das fontes superficiais, localizadas em formações geológicas de tipo aluvião ou não consolidadas, até poços e galerias adjacentes. A fim de estudar e comparar a FM com a filtração direta (FD), foi realizado um estudo de FM no nível piloto, no manancial Lagoa do Peri em Santa Catarina. Para isso, foram construídos três sistemas diferentes: piezômetros, colunas preenchidas com sedimento do fundo da Lagoa e bio filtro de pedra pomes, test filter (TF). Nesses sistemas, foram estudadas as variações da qualidade da água, características redox, remoção de matéria orgânica natural (MON) e remoção dos precursores de trialometanos (TAM). Paralelamente, foi caracterizada a água, obtida por FD, no local. A hidrogeologia local é do tipo depósito litorâneo com textura arenosa, condutividade hidráulica média de 10-4 m/s e profundidade do aquífero (18 m), apropriados para a FM. A cor e turbidez foram removidos atingindo valores abaixo das exigidas pela norma, nos primeiros centímetros de infiltração (1 dia de percurso). Da mesma forma, a maioria da MON foi removida ao início da infiltração, acompanhada pela aparição de condições redutoras, que comprometeram a qualidade da água, pela presença de ferro, manganês e sulfeto de hidrogênio. A remoção de MON e precursores de TAM foi próxima de 45-35% de carbono orgânico dissolvido e total (COD e COT) e 70% de precursores, após 100 dias de percurso. Porém, a dessorção/dissolução de carbono orgânico sólido (COS), previamente depositado no subsolo, reduziu a remoção, especialmente durante os meses mais quentes. Houve uma redução preferencial dos precursores de TAMs, em relação à MON total. A remoção da MON e de precursores, sem o fenômeno de dessorção/dissolução, mostraram uma cinética de primeira ordem. O COD e os precursores de TAM, relacionados com uma fração de MON facilmente biodegradável, foi removido em menos de 2 dias de percurso; outra fração menor, moderadamente degradável, precisou de 100 dias. A MON e precursores residuais foram não degradáveis, em condições práticas de FM. Dessa forma, a maior capacidade da FM foi atingida após 100 dias de percurso. As condições redox da água tratada por FM se apresentaram como a principal desvantagem da mesma, frente à FD. No entanto, a infraestrutura do sistema de FD poderia ser utilizada como pós-tratamento da água provinda por FM, em condições anaeróbias.<br> / Abstract : Bank filtration, BF, consists into induced surface water, located on alluvial and non-consolidated geological formation, to flow to pumping wells and galleries installed on their banks. BF was studied and compare with direct filtration (DF) in pilot scale in Lagoa do Peri Lake, Santa Catarina. Three diferent systems were constructed: a piezometer on the banks, columns filled with sand from the lake bottom and a pumice stone bio-filter, test filter (TF). The systems permit to study water quality parameters, redox conditions and the remval of natural organic matter (NOM) and thrihalomethanes (THM) precursors. At the same time BF treated water from the same lake was monitored. Sandy littoral deposits form the local hydrology of the study site; with mean hydraulic conductivity of 10-4 m/s and 18 m aquifer depth, typical characteristics for BF application. Turbidity and apparent color were removed in the first centimeters of infiltration (1 day of nitration). In a similar way most of the NOM was also removed at the beginning of the infiltration. A shift to reductive conditions was also observed with the presence of iron, manganese and hydrogen sulphide in the filtrate water. NOM (as total and dissolved organic carbon) and THM precursor removal was about 45-35% and 70% respectively, after 100 days of infiltration. However, desorption/dissolution of organic carbon from the subsoil was observed principally during the warmer months. There was a preferential THM precursor removal in relation to the total NOM. The NOM and precursors removal showed a first order kinetics during the nom desorption/dissolution period. The dissolved organic carbon and the precursors corresponding with an easily degradable fraction were removed during the first 2 days of infiltration. A second, moderately degradable fraction was removed in 100 days. The residual NOM and precursors were considered nom degradable in practical conditions. Therefore, the highest BF capacity was at 100 days of travel time. Finally, comparing BF with DF, the reduced redox conditions seem to be the principal disadvantage of the former. However, the existing DF infrastructure could be used to treat the BF water.