Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-18T12:16:04Z No. of bitstreams: 1 Vania Soares de Carvalho.pdf: 3276279 bytes, checksum: 46bfca2a321dd11901baaca442d22cf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T12:16:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vania Soares de Carvalho.pdf: 3276279 bytes, checksum: 46bfca2a321dd11901baaca442d22cf0 (MD5) Previous issue date: 2011-03-23 / Studies on Brazilian Spodosols in marine terraces and in the low coastal tablelands are still scarce. The objective of this work was to characterize Spodosols in these environments, in the states of Pernambuco and Paraiba, getting information that could support possible changes and / or additions in the taxonomy of these soils, at suborder level in the Brazilian System of Soil Classification.The study included the examination of the contribution of iron and aluminum in the process of podzolization, the characterization of the organic matter functional groups and their relations with the spodic B horizon. Fourteen Spodosol profiles were morphologically described in selected areas of the marine terraces and costal tablelands. Samples were collected and submitted to physical, chemical and mineralogical routine analysis, selective extractions for aluminum and iron with dithionite citrate bicarbonate, ammonium oxalate and sodium pyrophosphate, in addition to the chemical fractionation of humic substances. The results showed that although some horizons, identified as Bs, due to the presence of vivid colors, not indicative of organic matter presence, presented sometimes higher organic matter content than some darker horizons classified as Bhs suggesting that the color criterion is not enough for identification of spodic B horizons. With respect to physical and chemical routine analysis, there were no differences between Spodosols developed in marine sands and low coastal tablelands. Soil mineralogy was also similar in both environments, with a predominance of kaolinite and quartz in the clay fraction and small amounts of illite, gibbsite, feldspar and anatase. In the terciary tablelands, goethite was also observed. In the silt fraction there was a predominance of quartz and kaolinite in all soils, with smaller peaks of anatase, feldspar, goethite and gibbsite. Quartz was the predominant mineral in the sand fraction of all soil profiles, with traces of feldspar. The chemical fractionation of organic matter showed that the carbon of the fulvic acid increased in the Spodic horizons of all soils, as well as the carbon fraction of the humic acids, but in smaller quantity, reinforcing the theory of organic matter complexation, verified by high relations Alp + Fep / C. The carbon of the humin fraction generally was lower than the other fractions and decreased with depth, confirming its low solubility, with concentration on the suface layers. The results of the optical density of oxalate extract (ODOE) of Alo +0.5 Feo and pH in water (1:1), showed that the soils met Soil Taxonomy (U.S.) and WRB (FAO) criteria for defining Spodic materials. The results of aluminum and iron selective extractions showed that the levels of iron were lower in comparison with aluminum levels in almost all profiles, suggesting a greater involvement of aluminum in relation to iron in the active forms of Al-humus and poorly crystalline inorganic compounds and consequently in the process of podzolization of these soils. This observation suggests the inconsistency of the terms “ferrilúvico” and “ferrihumilúvico” in the classification of Spodosols suborders in the Brazilian System of Soil Classification. The development of research aiming a new structure for the suborder level, with the classification of the different spodic B horizons types based in colors and in chemical parameters (content of C, Alo+0,5 Feo , DOEO, pH) is suggested in this work. / Os Estudos dos Espodossolos no Brasil, nas áreas de restinga e tabuleiros costeiros ainda são escassos. Este trabalho visou caracterizar os Espodossolos nestes ambientes, com enfâse nos tabuleiros, nos Estados de Pernambuco e Paraíba, levantando informações que possam subsidiar possíveis alterações e/ou complementações na taxonomia destes solos, no nível de subordem do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). O estudo incluiu a verificação da contribuição do ferro e do alumínio no processo de podzolização nos diferentes ambientes; a caracterização dos grupos funcionais da matéria orgânica e suas relações com o B espódico. Foram coletados 14 perfis de Espodossolos distribuídos entre as áreas da baixada litorânea e dos tabuleiros terciários, nos quais foram realizadas análises físicas, químicas e mineralógicas de rotina, extrações seletivas para alumínio e ferro com ditionito citrato bicarbonato, oxalato ácido de amônio e pirofosfato de sódio, além do fracionamento químico das substâncias húmicas. Os resultados mostraram que embora alguns horizontes, classificados como Bs, em virtude das cores claras e vivas, não indicativas da presença de matéria orgânica, apresentaram, algumas vezes, teores de matéria orgânica mais altos que alguns horizontes mais escuros, identificados como Bhs, mostrando que apenas o critério da cor não é suficiente para a identificação dos mesmos. Com relação às características físicas e químicas de rotina, não foram encontradas diferenças entre os Espodossolos dos tabuleiros terciários e o de restinga. A mineralogia dos solos também foi semelhante na área de restinga e nos tabuleiros, com predominância de caulinita e quartzo na fração argila e pequena representação de ilita, gibbsita, feldspato e anatásio. Nos tabuleiros, além destes também ocorreu a goethita. Na fração silte verificou-se a predominância de quartzo e caulinita em todos os solos, com picos mais sutis de anatásio, feldspato, goethita e gibbsita. Na fração areia houve predominância do quartzo em todos os perfis, com traços de feldspato. O fracionamento químico da matéria orgânica mostrou que o carbono da fração ácidos fúlvicos aumentou nos horizontes espódicos em praticamente todos os solos, assim como o carbono da fração dos ácidos húmicos, só que em menores quantitativos, reforçando a teoria da complexação orgânica, verificada pelas altas relações Alp+Fep/C. O carbono da fração humina de forma geral apresentou-se menor que as outras frações e diminuiu em profundidade, atestando sua natureza pouco solúvel, concentrando-se nas camadas superficiais. Os resultados da densidade ótica do extrato em oxalato (DOEA), do Alo+ 0,5 Feo e do pH em água (1:1), de forma geral demonstraram que os solos estudados atendem aos critérios da Soil Taxonomy (EUA) e da WRB (FAO) para materiais espódicos. Nos resultados das extrações seletivas para alumínio e ferro com os três extratores, observou-se que os teores de ferro foram menores em relação aos teores de alumínio, praticamente em todos os perfis, sugerindo uma maior participação do alumínio, em relação ao ferro, no processo de podzolização destes solos, nas formas ativas de Al-húmus e nos compostos inorgânicos pouco cristalinos. Tal observação sugere a inconsistência da priorização dos termos ferrilúvico e ferrihumilúvico na subdivisão das ordens dos Espodossolos no SiBCS. Sugere-se realização de pesquisas visando uma reestruturação das subordens dos Espodossolos, com a redefinição das cores dos diversos tipos de B espódico e a inclusão de parâmetros químicos (teor de C, Alo+0,5 Feo , DOEO, pH) na identificação destes horizontes.

A gênese dos Espodossolos na planície hidromórfica amazônica está associada à duas hipóteses principais: primeiro à transformação de uma cobertura argilosa preexistente, cuja dinâmica lateral a podzolização remontante promoveria a dissolução das argilas e deixaria como resíduo o esqueleto quartzoso e segundo, ter sua gênese associada com depósitos de sedimentos aluviais e uma podzolização hidromórfica com importante adição lateral de carbono orgânico dissolvido. Fora das planícies hidromórficas, nas zonas de transição floresta-savana, também há ocorrência de Espodossolos, como ocorre em Roraima, estado no extremo norte da Amazônia brasileira. O que motivou essa investigação foram questões como: a gênese destes solos está associada à transição de uma cobertura argilosa para arenosa ou é proveniente de depósitos arenosos aluvionares passados, assim como ocorre nas planícies hidromórficas? Outra curiosidade é a ocorrência de um horizonte endurecido não cimentado por matéria orgânica nos perfis estudados. A área está situada no centro-leste de Roraima, foram estudadas três sequências com espodossolos e realizadas as seguintes análises: parâmetros granulométricos, datação 14C, análise isotópica (δC13), luminescência opticamente estimulada (LOE) e micromorfologia. A matéria orgânica (MO) apresentou idade de 1620 ± 29 AP, o resultado calibrado foi de 1538-1381 anos cal AP (95.4%) e a razão isotópica de - 26,66 ± 0,24 ‰., evidenciando o predomínio de plantas de ciclo fotossintético C3. A idade desses depósitos foi de 57.300 ± 6.940 anos para a base do Bhm e de 21.100 ± 1.870 anos para o topo. Foi possível ver processos de degradação da MO no topo do Bh e avanço do horizonte E, além de processos de pedoturbação, evidenciados pela distribuição alinhada de grãos e MO polimórfica nos preenchimentos. Os grãos possuem arredondamento subangular, mostrando que houve transporte. O relevo e o tempo foram os dois fatores de formação mais atuantes para a conformação atual da paisagem na área estudada. A deposição dos sedimentos ocorreu em função de fortes ventos no período seco no último máximo glacial, transportando sedimentos fluviais da bacia do médio Rio Branco, que por sua vez, foram depositados nas áreas de relevo plano e com ocorrência de depressões. Essa agradação é pleistocênica e ocorre até o último máximo glacial, que foi o período mais intenso de deposição. Após a estabilização dos campos dunares, oscilações climáticas sazonais favoreceram o estabelecimento da vegetação e podzolização. Essas oscilações também favoreceram a formação do duripã com a deposição de sílica. Atualmente está ocorrendo um processo de degradação do horizonte endurecido (duripã) em função do rebaixamento do lençol freático nas áreas de topo. / The genesis of the Spodosols in the Amazonian hydromorphic plain is associated with two main hypotheses: first, the transformation of a preexisting clayey layer, whose lateral dynamics and the present podzolization would promote the clay dissolution and leave a quartz skeleton as a residue, and the second hypotheses, to have its genesis associated of alluvial sediments deposits and a hydromorphic podzolization with important lateral addition of dissolved organic carbon. Outside the hydromorphic plains, in forest-savanna transition zones, there is also occurrence of Spodosols, as occurs in Roraima, state at the extreme north of the Brazilian Amazon. The motivation of this investigation were the following questions: is the genesis of these soils associated with the transition from a clayey to a sandy soil cover or is it from past alluvial sandy deposits, just as it occurs in the hydromorphic plains? Another curiosity is the occurrence of a hardened horizon not cemented by organic matter in the studied profiles. The area is located in the center-east of Roraima, three sequences were studied with Spodossols and the following analyzes were performed: granulometric parameters, 14C dating, isotopic analysis (δC13), optically stimulated luminescence (OSL) and micromorphology. The organic matter (OM) presented an age of 1620 ± 29 (BP), the calibrated result was 1538-1381 years (BP) lime (95.4%) and the isotopic ratio of -26.66 ± 0.24 ‰, evidencing the predominance of C3 photosynthetic cycle plants. The age of these deposits was 57,300 ± 6,940 years for the Bhm base and 21,100 ± 1,870 years for the top. It was possible to see processes of degradation of OM at the top of Bh and advance of horizon E, in addition to pedoturbation processes evidenced by the aligned distribution of grains and polymorphic OM in the fills. The grains have subangular rounding, showing that there was transportation. Relief and time were the two most influential formation factors for the current landscape conformation in the studied area. Sediment deposition occurred due to strong winds in the dry period in the last glacial maximum, transporting fluvial sediments from the Rio Branco basin, which in turn were deposited in areas of flat relief and occurring depressions. This pleistocene deposition occurs until the last glacial maximum, which was the most intense deposition period. After stabilization of the dune fields, seasonal climatic oscillations favored the establishment of vegetation and podzolization. These oscillations also favored the formation of the duripan with the deposition of silica. Currently, a process of degradation of the hardened horizon (duripan) is occurring due to the lowering of the water table in the top areas.

Submitted by BRUNA GOMES ROSSIN null (brurossin@yahoo.com.br) on 2018-01-16T21:28:42Z No. of bitstreams: 1 tese_rossin__revisada.pdf: 2060097 bytes, checksum: ccf018e79ba7d548495e8a9622085918 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Aparecida Puerta null (dripuerta@rc.unesp.br) on 2018-01-17T17:03:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rossin_bg_dr_rcla.pdf: 2036057 bytes, checksum: 0b476182ea6a3e7de27d4108efe72124 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-17T17:03:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rossin_bg_dr_rcla.pdf: 2036057 bytes, checksum: 0b476182ea6a3e7de27d4108efe72124 (MD5) Previous issue date: 2017-11-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / L'Amazonie est la plus grande forêt tropicale du monde, principalement en raison de sa biodiversité et contribue par exemple, à la dynamique du climat, séquestration du carbone et la régulation du cycle des éléments nutritifs et de l'eau à l'échelle mondiale. Les sols présents dans cet écosystème ont une participation importante à l'équilibre de l'eau et au transport du carbone. Ainsi, le but de cette étude était de comprendre la répartition des sols dans un micro-bassin d'eau sombre, le comportement des matériaux organiques en mettant l'accent sur les fractions d'acide fulvique et des acides humiques dans système podzolizé de sol en tenant compte des caractéristiques du sol et d'étudier la capacité de complexation des substances humiques avec Cu2 + et Al3 +. Pour cela, conséquent, nous avons utilisé des méthodes classiques de pédologique et des méthodes spectroscopiques, Infrarouge à transformèe de Fourier (FTIR), absorbance UV-visible et Fluorescence Quenching avec le traitement CP / PARAFAC pour atteindre les objectifs: (i) déterminer les étapes de traitement de pedo -paisage à travers l'étude des sols et la distribution spatiale des sols podzolisés et du gleysol dans un bassin versant (ii) caractériser substances humiques et comprendre les schémas de distribution des acides fulviens et humiques dans une séquence de sol podzols le long des profils et dans les horizons du sols en tenant compte des caractéristiques morphologiques, de la texture, du pH, carbone variation total et souterraine dans les horizons des sols d'une séquence de sols podzols; (iii) étudier la capacite de complexation des substances humiques (acides fulviques et humiques) des échantillons de sol de podzols dans le bassin du Alto Rio Negro, en identifiant les composants fluorescents des substances humiques, en évaluant les capacités et les constantes complexantes de ces substances avec les métaux Cu 2+ et Al 3+ et la comparaison avec les groupes fonctionnels avec la fluorescence infrarouge à transformée de Fourier (FTIR).Les résultats indiquent que le courant de masse du micro correspondent à une deuxième génération podzols qui se superposent sur gleysols et caractéristiques de distribution des acides fulviques et humiques sont liées à une partie des caractéristiques du sol telles que la texture et la variation de la nappe phréatique, de ce fait la distribution de substances humiques dans les différences de provaca du sol dans la dynamique de complexation des métaux entre l'acide fulvique et d'acide humique. Ainsi, alors que l'évolution des pédo-paysage n'a pas de lien direct avec les caractéristiques des substances humiques différences géochimiques entre l'acide fulvique et l'acide humique accompagner les transformations des sols présents dans le micro-bassin et sont importantes pour maintenir l'équilibre de pédo- paysage. / A Amazônia é a maior floresta tropical do mundo devido principalmente a sua biodiversidade, e contribui por exemplo, para a dinâmica do clima, sequestro de carbono e regulação do ciclo de nutrientes e água em escala global. Os solos presente neste ecossistema possuem significativa participação no balanço da água e transporte de carbono. Dessa maneira, o propósito deste estudo foi compreender a distribuição dos solos em uma micro-bacia de águas escuras, o comportamento das matérias orgânicas com o foco nas frações de ácidos fúlvicos e ácidos húmicos em sistema de solos podzolizados levando em conta as características dos solos e investigar a capacidade de complexação das substâncias húmicas, com Cu2+ e Al3+. Para tanto foram usados métodos convencionais da pedologia e métodos espectroscópicos, de espectroscopia de absorbância uv-visível infravermelho com transformada de Fourier e fluorescência quenching e o tratamento CP/PARAFAC, para se atingir os objetivos: (i) determinar as etapas de transformação da pedo-paisagem através do estudo dos solos e da distribuição espacial de solos podzolizados e gleisolos em micro-bacia de drenagem; (ii) caracterizar as substâncias húmicas e entender as regras de distribuição de ácidos fúlvicos e húmicos em sequência de espodossolos, ao longo de uma encosta, e nos horizontes ao longo dos perfis dos solos levando em consideração as características morfológicas, textura, pH, C total e variação do lençol freático; (iii) estudar a capacidade de complexação das substâncias húmicas (ácidos fúlvicos e húmicos) de amostras de solos podzóis na Bacia do Alto Rio Negro, através da identificação dos componentes fluorescentes das substâncias húmicas, da avaliação das capacidades e constantes de complexação destas substâncias com os metais Cu2+ e Al3+, e da comparação com os grupos funcionais obtidos com a fluorescência de Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR).O resultados indicam que os solos atuais da microbacia correspondem a uma segunda geração de espodossolos que estão superimpondo sobre gleisolos e que a distribuição das características dos ácidos fúlvicos e húmicos estão relacionadas a algumas das características dos solos, como a textura e a variação do lençol freático, consequentemente essa distribuição das substâncias húmicas nos solos provaca diferenças na dinâmica de complexação dos metais entre os ácidos fúlvicos e ácidos húmicos. Portanto, embora a evolução da pedo-paisagem não tenha relação direta com as características das substâncias húmicas as diferenças geoquímicas entre os ácidos fúlvicos e ácidos húmicos acompanham as transformações dos solos presentes na micro-bacia e são importantes para a manutenção do equilíbrio da pedo-paisagem. / The Amazon is the largest rainforest in the world especially because of its biodiversity, and for instance, it contributes to the climate dynamic’s, carbon sequestration and regulation of nutrients and water cycle in global scale. The soils present in this ecosystem have significant participation in water balance and carbon transport. Therefore, the purpose of this study is to understand the behavior of fulvic and humic acid fractions in a podzolized soils system, taking into account soils characteristics and to investigate the complexing capacity of Cu + 2 and Al + 3. For this purpose, conventional pedology and spectroscopic methods, Uv- Visible absorbance Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR) and Quenching Fluorescence using the CP/PARAFAC treatment were used to achieve the objectives: (i) to determine the stages of transformation of the pedo-landscape through the study of soils and the spatial distribution of podzolized soils and gleysol in a drainage basin; (ii) to characterize SH and to understand the distribution patterns of fulvic and humic acids in a podzolized soil sequence along a slope and in the horizons along the soil profiles taking into account the morphological characteristics, texture, pH, carbon total and groundwater variation in the horizons of the soils of a sequence of podzols soils; (iii) to study the complexing capacity of humic substances (fulvic and humic acids) of podzol soils samples in the Alto Rio Negro Basin, by identifying the fluorescent components of humic substances, evaluating capacities and complexing constants of these substances with the Cu 2+ and Al 3+ metals, and the comparison with the functional groups obtained with FTIR. The results indicate that the current soils of the micro-basin correspond to a second generation of podzol soil that are superimposing gleysols, and that its distribution characteristics of fulvic and humic acids are related to some of the soils characteristics, such as texture and variation of the water table, consequently this distribution of the humic substances in the soils causes differences in the metals complexing dynamics among fulvic and humic acids. Therefore, although the evolution of the soilscape has no straight connection with the characteristics of the humic substances and the geochemical differences among fulvic and humic acids follow the soils transformations present in the micro-basin and are important to the maintenance of the soilscape balance.

A Ilha Comprida formou-se no Quaternário tardio e é uma ilha barreira arenosa composta de um conjunto de superfícies de rugosidade moderada à plana, nas quais se formaram Espodossolos com padrões variados de desenvolvimento e morfologia. Essa pesquisa utilizou a abordagem multiescalar, com observações e descrições através de sensoriamento remoto, topocronossequências, perfis, horizontes e seções delgadas de solo. O levantamento cartográfico com o auxílio de fotografias aéreas 1:16.000 do setor sul da Ilha Comprida permitiu mapear as feições geomorfológicas de cordões praiais, áreas planas, reentrâncias de manguezais, dunas frontais (cordões eólicos), rupturas de deflação (blow-outs) e bordas de terraços. O estudo baseou-se em dois perfis transversais (leste-oeste) com 3 km de extensão, onde foi possível identificar diversas unidades de crescimento sedimentar. As transeções A-B e C-D estão situadas no interior e na falésia sul da ilha, respectivamente. Comparando-se os solos dessas transeções é possível constatar o papel desempenhado pela evolução da drenagem na formação, manutenção e degradação dos horizontes espódicos. A degradação dos horizontes espódicos da transeção C-D está ligada à abertura de canais de raízes onde se instalam fluxos preferenciais de água, somado a atividade decompositora de Acidobactérias. Foram realizados levantamentos topográficos e da configuração vertical e lateral dos horizontes dos solos das transeções, sendo instalados 14 poços de monitoramento do nível freático na transeção A-B. As informações do relevo, solo e dinâmica atual do lençol freático permitiram identificar cinco compartimentos morfopedológicos. Os compartimentos I, II e IV, com maior rugosidade do terreno, possuem Espodossolos bem desenvolvidos providos de ortstein na zona próxima ao limite de oscilação do lençol freático, enquanto o compartimento III é mais plano e apresenta Espodossolos Hidromórficos e Organossolos. No compartimento V, mais recente, a podzolização é incipiente. As análises de estatística da distribuição das areias e micromorfologia indicam que a granulometria e o ajuste espacial dos grãos de areia de certas camadas sedimentares, atuam no acúmulo de Matéria Orgânica Dissolvida (MOD) através do acentuado gradiente de condutividade hidráulica ou por quebra de capilaridade. O resultado é a formação de bandas e horizontes cimentados (Bhm) em determinados contatos estratigráficos. Os cordões e entre-cordões praiais convergentes para à Ponta da Trinheira (sudoeste da ilha) controlam a direção dos fluxos hídricos superficiais e subsuperficiais do local, funcionando como escoadouro de MOD, cujo aporte contínuo e lateral explicaria a formação dos horizontes Bhm gigantes que sustentam o limite territorial em forma de \"L\". A descida gradual e contínua do NRM e o efeito de borda na falésia sul ocorrido após sua erosão colaboraram para o dessecamento e hiperdesenvolvimento do ortstein deste local. O horizonte glei (2Cg) é um paleomangue e ocorre de forma pontual na face lagunar da ilha. Seu impedimento à drenagem limita o avanço da podzolização em profundidade, formando o horizonte Bhm acima do horizonte 2Cg. Algumas raízes e paleogalerias tubulares de Callichirus major, preenchidas por areia, promovem bioturbações capazes de condicionar o acúmulo e cimentação de MOD. As galerias formadas pelo crustáceo são holocênicas e a manutenção de seus vestígios até os dias atuais se deve ao processo de pedofossilização por podzolização. / Formed since the late Quaternary period, the Ilha Comprida is made up by a set of geomorphological units depicted whether by rough or smooth surfaces, where both have Spodosols with a range of morphology and development stages. Multiscale approach has been applies through the spatial representation of topochronossequences, soil profiles, soil horizons and soil thin sections. Cartography survey of the south Ilha Comprida has been aided by aerial photos, allowed to mapping geomorphological features: beach ridge and swales; plan surfaces; coves with mangrove recesses; and edge of terrains. The study was based on two transversal profiles (east-west) with nearly 3 km of width, located at southernmost of Ilha Comprida, where there are several growth units. There transections A-B and C-D are located inland and at the cliffs, respectively. The soils from these transections show the role play by drainage conditions on formation and degradation of spodic horizon. The degradation of spodic horizons through transection C-D is linked to the preferential flow channels created by roots growth, plus by the decomposition activities of Acidbacterias. Traditional topography survey and lateral configuration of soils has been draw to depict these transections, where 14 wells were deployed for water table monitoring (transection A-B).The relief, soil, and water table information allowed the delimiting of five morphopedologic compartments. The compartments I, II and IV has rough surfaces (higher and close beach ridges) with Spodosol well developed provided with ortstein at oscillation zone of water table, while compartment III is a flat surface with Hydromorphic Spodosol and Histosols. Compartment V is the youngest surface and has incipient podsolization. Statistic of sand grain size and micromorphology analysis indicates that granulometry and spatial sand arrangement of some sedimentary package, deal with Dissolved Organic Matter (DOM) accumulation through high hydraulic conductivity gradient or capillarity breaks. It results in formation of bands and commentated horizons (Bhm) at some stratigraphic boundaries. The presence of beach ridges and swales alignments convergent towards southwest of Ilha Comprida, plus the directions of local hydrography flows, implies that the swales are channels of DOM, which contribute to ortstein formation at Ponta da Trincheira. The slow decreasing of sea level along the Holocene, in addition to the edge effect upon erosion of the south sandy cliff, also played a role to ortstein genesis. Gley horizon (2Cg) with mineralogical assemblage similar to the soils found in the mangrove, suggest that some mangroves has been buried by the costal dynamics typical in infra-tidal environment. Currently, these buried horizons occur locally and plays a impediments for drainage, which is expressed in accumulation and cementation by organic matter (Bhm horizon). Some roots and Callichirus major fossils entail bioturbation that also enable accumulation and cementation of DOM. This icnofossils might have been preserved through pedofossilization by the podsolization process itself.

A Ilha Comprida formou-se no Quaternário tardio e é uma ilha barreira arenosa composta de um conjunto de superfícies de rugosidade moderada à plana, nas quais se formaram Espodossolos com padrões variados de desenvolvimento e morfologia. Essa pesquisa utilizou a abordagem multiescalar, com observações e descrições através de sensoriamento remoto, topocronossequências, perfis, horizontes e seções delgadas de solo. O levantamento cartográfico com o auxílio de fotografias aéreas 1:16.000 do setor sul da Ilha Comprida permitiu mapear as feições geomorfológicas de cordões praiais, áreas planas, reentrâncias de manguezais, dunas frontais (cordões eólicos), rupturas de deflação (blow-outs) e bordas de terraços. O estudo baseou-se em dois perfis transversais (leste-oeste) com 3 km de extensão, onde foi possível identificar diversas unidades de crescimento sedimentar. As transeções A-B e C-D estão situadas no interior e na falésia sul da ilha, respectivamente. Comparando-se os solos dessas transeções é possível constatar o papel desempenhado pela evolução da drenagem na formação, manutenção e degradação dos horizontes espódicos. A degradação dos horizontes espódicos da transeção C-D está ligada à abertura de canais de raízes onde se instalam fluxos preferenciais de água, somado a atividade decompositora de Acidobactérias. Foram realizados levantamentos topográficos e da configuração vertical e lateral dos horizontes dos solos das transeções, sendo instalados 14 poços de monitoramento do nível freático na transeção A-B. As informações do relevo, solo e dinâmica atual do lençol freático permitiram identificar cinco compartimentos morfopedológicos. Os compartimentos I, II e IV, com maior rugosidade do terreno, possuem Espodossolos bem desenvolvidos providos de ortstein na zona próxima ao limite de oscilação do lençol freático, enquanto o compartimento III é mais plano e apresenta Espodossolos Hidromórficos e Organossolos. No compartimento V, mais recente, a podzolização é incipiente. As análises de estatística da distribuição das areias e micromorfologia indicam que a granulometria e o ajuste espacial dos grãos de areia de certas camadas sedimentares, atuam no acúmulo de Matéria Orgânica Dissolvida (MOD) através do acentuado gradiente de condutividade hidráulica ou por quebra de capilaridade. O resultado é a formação de bandas e horizontes cimentados (Bhm) em determinados contatos estratigráficos. Os cordões e entre-cordões praiais convergentes para à Ponta da Trinheira (sudoeste da ilha) controlam a direção dos fluxos hídricos superficiais e subsuperficiais do local, funcionando como escoadouro de MOD, cujo aporte contínuo e lateral explicaria a formação dos horizontes Bhm gigantes que sustentam o limite territorial em forma de \"L\". A descida gradual e contínua do NRM e o efeito de borda na falésia sul ocorrido após sua erosão colaboraram para o dessecamento e hiperdesenvolvimento do ortstein deste local. O horizonte glei (2Cg) é um paleomangue e ocorre de forma pontual na face lagunar da ilha. Seu impedimento à drenagem limita o avanço da podzolização em profundidade, formando o horizonte Bhm acima do horizonte 2Cg. Algumas raízes e paleogalerias tubulares de Callichirus major, preenchidas por areia, promovem bioturbações capazes de condicionar o acúmulo e cimentação de MOD. As galerias formadas pelo crustáceo são holocênicas e a manutenção de seus vestígios até os dias atuais se deve ao processo de pedofossilização por podzolização. / Formed since the late Quaternary period, the Ilha Comprida is made up by a set of geomorphological units depicted whether by rough or smooth surfaces, where both have Spodosols with a range of morphology and development stages. Multiscale approach has been applies through the spatial representation of topochronossequences, soil profiles, soil horizons and soil thin sections. Cartography survey of the south Ilha Comprida has been aided by aerial photos, allowed to mapping geomorphological features: beach ridge and swales; plan surfaces; coves with mangrove recesses; and edge of terrains. The study was based on two transversal profiles (east-west) with nearly 3 km of width, located at southernmost of Ilha Comprida, where there are several growth units. There transections A-B and C-D are located inland and at the cliffs, respectively. The soils from these transections show the role play by drainage conditions on formation and degradation of spodic horizon. The degradation of spodic horizons through transection C-D is linked to the preferential flow channels created by roots growth, plus by the decomposition activities of Acidbacterias. Traditional topography survey and lateral configuration of soils has been draw to depict these transections, where 14 wells were deployed for water table monitoring (transection A-B).The relief, soil, and water table information allowed the delimiting of five morphopedologic compartments. The compartments I, II and IV has rough surfaces (higher and close beach ridges) with Spodosol well developed provided with ortstein at oscillation zone of water table, while compartment III is a flat surface with Hydromorphic Spodosol and Histosols. Compartment V is the youngest surface and has incipient podsolization. Statistic of sand grain size and micromorphology analysis indicates that granulometry and spatial sand arrangement of some sedimentary package, deal with Dissolved Organic Matter (DOM) accumulation through high hydraulic conductivity gradient or capillarity breaks. It results in formation of bands and commentated horizons (Bhm) at some stratigraphic boundaries. The presence of beach ridges and swales alignments convergent towards southwest of Ilha Comprida, plus the directions of local hydrography flows, implies that the swales are channels of DOM, which contribute to ortstein formation at Ponta da Trincheira. The slow decreasing of sea level along the Holocene, in addition to the edge effect upon erosion of the south sandy cliff, also played a role to ortstein genesis. Gley horizon (2Cg) with mineralogical assemblage similar to the soils found in the mangrove, suggest that some mangroves has been buried by the costal dynamics typical in infra-tidal environment. Currently, these buried horizons occur locally and plays a impediments for drainage, which is expressed in accumulation and cementation by organic matter (Bhm horizon). Some roots and Callichirus major fossils entail bioturbation that also enable accumulation and cementation of DOM. This icnofossils might have been preserved through pedofossilization by the podsolization process itself.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:25:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Marcio_Ramos_Botelho.pdf: 7363575 bytes, checksum: 7093095943e8e185a759d62d75529be8 (MD5) Previous issue date: 2011-02-02 / Dark subsurface horizons with morphological characteristics similar to sombric horizonts have been found in southern Brazil, particularly in the higher areas of the Pelotas Batholith, located in the eastern portion of the Escudo Sul-rio-grandense. The sombric horizon, initially identified by soil scientists who worked in the Belgian Congo, constitutes a diagnostic horizon in soil classification systems of FAO and Soil Taxonomy, but not in the Brazilian system. The conception of sombric horizon in these classification systems is of a free draining subsurface horizon, containing iluvial humus not associated with aluminum or dispersible by sodium, with value and/or lower chroma than the overlying horizon. In the field it can be differentiated from the buried A horizon by monitoring lateral variations and in the laboratory by analyzing thin sections. The mechanisms responsible for the genesis of the sombric horizon are still poorly understood, although most authors agree on the illuvial humus origin and that it constitutes a diagnostic horizon. Considering the need to characterize the occurrence of such horizons in the region and the possible reasons for its genesis this work aimed to describe the occurrence of soil profiles exhibiting dark subsurface horizons with similar morphology to the sombric horizon in the region of Pelotas Batholith and to investigate the organic matter involved in the process. To achieve this goal physical, chemical, morphological, mineralogical and isotopic studies were performed in ten soil profiles with dark subsurface horizons, two of them without the sombric morphological characteristics and another one with morphological evidence of buried A horizon, and two degraded areas. The results showed that: a) the position of the dark subsurface horizons coincide with the A2, AB, BA horizons, top of B horizon or AC/CR; b) the horizons with morphology similar to sombric are not buried horizons, as indicated by particle size analysis, mineralogy, morphology and lateral variations of these horizons in the field, c) the fractionation of humic substances indicated a process of illuviation of organic matter, especially humic acids, for all soil samples, showing that the illuviation of organic material occurs not only in profiles with sombric horizons; d) the absence of the E horizon, associated with the Al + ½ Feo criteria, optical density of oxalate extract, chemical fractionation and significant presence of illuvial subsurface cutans indicate that the podzolization process is only incipient in the soil profiles; d) the C isotopic composition indicate that a part of the dark subsurface horizons have organic matter from C4-type plants (grasslands), differing from to the present. In other profiles, there is a mixture of C3 plants (forests) and C4 plants with little or no variation from the current vegetation, suggesting that the genesis of these horizons is not related only to changes in vegetation; f) a significant part of the soils located on the Pelotas Batholith present are not adequately classified in the Brazilian soil classification system, g) the adoption of the horizon or sombric character and changes in the Argissolos Bruno-Acinzentados suborder in future editions of the Brazilian System of Soil Classification would fit better a significant part of the soil profiles of the study area. / Horizontes subsuperficiais escuros com características morfológicas similares ao sômbrico têm sido encontrados na região Sul do Brasil, particularmente nas áreas mais elevadas do Batólito Pelotas, situado na porção leste do Escudo Sul-rio-grandense. O sômbrico, inicialmente identificado por pedólogos belgas que trabalharam no Congo, constitui um horizonte diagnóstico nos sistemas de classificação de solos da FAO e da Soil Taxonomy, mas não no sistema brasileiro. A concepção de horizonte sômbrico nestes sistemas de classificação é a de um horizonte subsuperficial de drenagem livre, contendo húmus iluvial não associado ao alumínio, nem dispersável pelo sódio, com valor e/ou croma menores do que o horizonte sobrejacente. No campo pode ser diferenciado do horizonte A enterrado pelo acompanhamento das variações laterais ou no laboratório por análise em secções delgadas. Os mecanismos responsáveis pela gênese do horizonte sômbrico são ainda pouco compreendidos, apesar da maioria dos autores concordarem com a origem do húmus iluvial e de constituir horizonte diagnóstico. Diante da necessidade de caracterizar a ocorrência desse tipo de horizonte na região e do entendimento da gênese destes objetivou-se neste trabalho descrever a ocorrência de solos com horizontes de morfologia similar à do sômbrico na região do Batólito Pelotas e investigar o tipo de matéria orgânica envolvido no processo. Para atingir este objetivo foram realizadas análises físicas, químicas, morfológicas, mineralógicas e isotópicas em dez perfis de solos da região com horizontes subsuperficiais escuros, sendo dois deles sem as características morfológicas de sômbrico e outro com indícios morfológicos de horizonte A enterrado, além de duas áreas degradadas. A análise dos resultados permitiu verificar que: a) a posição destes horizontes coincide com os horizontes A2, AB, BA, topo do horizonte B ou ainda AC/CR; (b) os horizontes com morfologia similar a do sômbrico não constituem horizontes enterrados, conforme indicado pela análise granulométrica, mineralogia, morfologia e variações laterais destes horizontes no campo; c) o fracionamento das substâncias húmicas indicou haver um processo de iluviação de matéria orgânica, principalmente de ácidos húmicos, para todos os perfis estudados, mostrando que a iluviação de material orgânico não ocorre somente nos perfis com horizontes ―sômbricos‖; d) a ausência do horizonte E, associado aos critérios de Al + ½ Feo, densidade ótica do extrato de oxalato, fracionamento químico e presença significativa de cutans de iluviação em subsuperfície indicam que o processo de podzolização é apenas incipiente nos perfis; e) a composição isotópica do carbono indica que uma parte dos horizontes subsuperficiais escuros possui matéria orgânica oriunda de plantas do tipo C4 (gramíneas), com variação isotópica em relação à vegetação atual. Em outros, há mistura de plantas C3 (florestas) e C4 com pouca ou nenhuma variação em relação à vegetação atual, sugerindo que a gênese destes horizontes não esteja relacionada somente a mudanças na vegetação; f) parte significativa dos solos do Batólito Pelotas apresenta problemas de enquadramento na atual classificação brasileira de solos; g) a adoção do horizonte ou caráter sômbrico e mudanças na subordem dos Argissolos Bruno-Acinzentados em edições futuras do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos enquadraria melhor uma significativa parte dos perfis da área de estudo.

The most frequent soils in the São Paulo State Coastal Plain are Podzols, characterized by strong to moderate hydromorphic to well-drained podzolization with very well developed podzol-B horizons (Bh or Bhm). Podzolization processes include the effects of hydrology and rooting on profile morphology and the subsequent effects of improved drainage. A Podzol chrono-hydrosequence was described in detail on a cliff at the south coast of Ilha Comprida, a Holocene barrier island, and allowed a subdivision into four distinct groups: poorly-drained profiles, profiles with well-drained B horizons, strongly rooted profiles and superposed profiles. The morphological description and some observations about the exposure cliff were essential for grouping and differentiating the podzol profiles. Some well-drained podzols have OM-depleted mottles that are related to selective decomposition of organic matter (OM) by microorganisms. Such mottles are frequently associated to root channels. Seventeen profiles were studied, thirteen had depletion mottles scattered along the profile. Most of these mottles are whitish and are located preferentially in the horizons of transition between the E and B horizons, particularly in conditions of good drainage. Such mottles have certain morphological differences and may be grouped according to similarities in their morphology and their position in the profile. Distinct groups are: (a) concentric OM-depleted mottles; (b) circular/tubular OM-depleted mottles (burrows); (c) dotted OM-depleted mottles; (d) ghost OM-depleted mottles; (e) irregular OM-depleted mottles and (f) Fe-depleted mottles. The chemical composition of soil organic matter was studied in detail using pyrolysis in combination with gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS). Samples of all horizons of the distinct profiles studied were taken, as well as from the center of the mottle (M) and from the direct surroundings (S). The processes involved in the genesis of Podzols in the sandy coastal plain are directly related to drainage, the contribution of dissolved organic matter (DOM), the contribution of organic matter derived from roots, the chemical composition of organic matter and its decomposition by microorganisms, causing a large variation in adjacent Podzols. The well-drained Podzols differ in characteristics from the poorly drained ones in composition and deposition of OM, as well as its decomposition, which is directly related to the activity of groups of microorganisms. They also differ in the relative contribution of OM-derived from roots and DOM. There is a wide variation in the characteristics of decomposition by microorganisms between the profiles of Podzols permanently exposed to air and marine spray (the cliffs) on Ilha Comprida and those inland (pits). There are therefore two main processes that change the morphology of Podzols (OM and composition): (a) change in drainage and rooting, and (b) exposure to air. / Os solos mais frequentes na Planície Costeira do Estado de São Paulo são os podzóis, caracterizados por podzolização com hidromorfismo forte a moderado a bem drenado com horizontes B-podzol muito bem desenvolvidos (Bh ou Bhm). O processo de podzolização inclui os efeitos da hidrologia e do enraizamento no perfil e os efeitos subsequentes da drenagem melhorada. Uma crono-hidrosequencia de podzóis foi descrita em detalhes em um barranco na costa sul da Ilha Comprida, uma ilha barreira do Holoceno, e permitiu uma subdivisão em quatro grupos distintos: perfis mal drenados, perfis com horizonte B bem drenados, perfis fortemente enraizados e perfis superpostos. A descrição morfológica e algumas observações sobre o barranco exposto foram essenciais para o agrupamento e diferenciar os perfis de podzóis. Alguns desses podzóis bem drenados possuem manchas esbranquiçadas que estão relacionadas com a seletiva decomposição da matéria orgânica (MO) por microorganismos. Tais manchas são freqüentemente associadas aos canais radiculares. Foram estudados dezessete perfis, dos quais treze apresentaram manchas de esgotamento espalhadas ao longo do perfil. A maioria destas manchas são esbranquiçadas e estão localizadas preferencialmente nos horizontes de transição entre os horizontes E e B, particularmente em condições de boa drenagem. Tais manchas possuem algumas diferenças morfológicas e puderam ser agrupadas de acordo com semelhanças na sua morfologia e da sua posição no perfil. Os grupos são: (a) manchas concêntricas de depleção da MO; (b) manchas circulares/tubularess de depleção da MO (tocas); (c) manchas pontilhadas de depleção da MO; (d) manchas fantasmas de depleção da MO; (e) manchas irregulares de depleção da MO; e (f) manchas de depleção de Fe. A composição química da matéria orgânica do solo foi estudada em detalhe por pirólise em combinação com cromatografia em fase gasosa/espectrometria de massa (Py-CG/EM). Amostras de todos os horizontes dos perfis estudados foram coletadas, bem como amostras do centro das manchas (M) e do solo adjacente (S). Os processos envolvidos na gênese de podzóis da planície costeira arenosa estão diretamente relacionados com a drenagem, a contribuição de matéria orgânica dissolvida (MOD), a contribuição de matéria orgânica derivada de raízes, a composição química da matéria orgânica e sua decomposição por microorganismos, causando uma grande variação no podzóis. Os podzóis bem drenados diferem em características dos mal drenados em composição e deposição de MO, bem como a sua decomposição, que está directamente relacionada com a actividade dos grupos de microrganismos. Eles também diferem na contribuição relativa da MO derivada de raízes e MOD. Existe uma grande variação nas características da decomposição por microorganismos entre os perfis de podzóis permanentemente expostas ao ar e spray marinho (falésias) na Ilha Comprida e os do interior (trincheiras). Há, portanto, dois processos principais que alteram a morfologia de podzóis (composição da MO): (a) mudança na drenagem e enraizamento, e (b) a exposição ao ar.

The most frequent soils in the São Paulo State Coastal Plain are Podzols, characterized by strong to moderate hydromorphic to well-drained podzolization with very well developed podzol-B horizons (Bh or Bhm). Podzolization processes include the effects of hydrology and rooting on profile morphology and the subsequent effects of improved drainage. A Podzol chrono-hydrosequence was described in detail on a cliff at the south coast of Ilha Comprida, a Holocene barrier island, and allowed a subdivision into four distinct groups: poorly-drained profiles, profiles with well-drained B horizons, strongly rooted profiles and superposed profiles. The morphological description and some observations about the exposure cliff were essential for grouping and differentiating the podzol profiles. Some well-drained podzols have OM-depleted mottles that are related to selective decomposition of organic matter (OM) by microorganisms. Such mottles are frequently associated to root channels. Seventeen profiles were studied, thirteen had depletion mottles scattered along the profile. Most of these mottles are whitish and are located preferentially in the horizons of transition between the E and B horizons, particularly in conditions of good drainage. Such mottles have certain morphological differences and may be grouped according to similarities in their morphology and their position in the profile. Distinct groups are: (a) concentric OM-depleted mottles; (b) circular/tubular OM-depleted mottles (burrows); (c) dotted OM-depleted mottles; (d) ghost OM-depleted mottles; (e) irregular OM-depleted mottles and (f) Fe-depleted mottles. The chemical composition of soil organic matter was studied in detail using pyrolysis in combination with gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS). Samples of all horizons of the distinct profiles studied were taken, as well as from the center of the mottle (M) and from the direct surroundings (S). The processes involved in the genesis of Podzols in the sandy coastal plain are directly related to drainage, the contribution of dissolved organic matter (DOM), the contribution of organic matter derived from roots, the chemical composition of organic matter and its decomposition by microorganisms, causing a large variation in adjacent Podzols. The well-drained Podzols differ in characteristics from the poorly drained ones in composition and deposition of OM, as well as its decomposition, which is directly related to the activity of groups of microorganisms. They also differ in the relative contribution of OM-derived from roots and DOM. There is a wide variation in the characteristics of decomposition by microorganisms between the profiles of Podzols permanently exposed to air and marine spray (the cliffs) on Ilha Comprida and those inland (pits). There are therefore two main processes that change the morphology of Podzols (OM and composition): (a) change in drainage and rooting, and (b) exposure to air. / Os solos mais frequentes na Planície Costeira do Estado de São Paulo são os podzóis, caracterizados por podzolização com hidromorfismo forte a moderado a bem drenado com horizontes B-podzol muito bem desenvolvidos (Bh ou Bhm). O processo de podzolização inclui os efeitos da hidrologia e do enraizamento no perfil e os efeitos subsequentes da drenagem melhorada. Uma crono-hidrosequencia de podzóis foi descrita em detalhes em um barranco na costa sul da Ilha Comprida, uma ilha barreira do Holoceno, e permitiu uma subdivisão em quatro grupos distintos: perfis mal drenados, perfis com horizonte B bem drenados, perfis fortemente enraizados e perfis superpostos. A descrição morfológica e algumas observações sobre o barranco exposto foram essenciais para o agrupamento e diferenciar os perfis de podzóis. Alguns desses podzóis bem drenados possuem manchas esbranquiçadas que estão relacionadas com a seletiva decomposição da matéria orgânica (MO) por microorganismos. Tais manchas são freqüentemente associadas aos canais radiculares. Foram estudados dezessete perfis, dos quais treze apresentaram manchas de esgotamento espalhadas ao longo do perfil. A maioria destas manchas são esbranquiçadas e estão localizadas preferencialmente nos horizontes de transição entre os horizontes E e B, particularmente em condições de boa drenagem. Tais manchas possuem algumas diferenças morfológicas e puderam ser agrupadas de acordo com semelhanças na sua morfologia e da sua posição no perfil. Os grupos são: (a) manchas concêntricas de depleção da MO; (b) manchas circulares/tubularess de depleção da MO (tocas); (c) manchas pontilhadas de depleção da MO; (d) manchas fantasmas de depleção da MO; (e) manchas irregulares de depleção da MO; e (f) manchas de depleção de Fe. A composição química da matéria orgânica do solo foi estudada em detalhe por pirólise em combinação com cromatografia em fase gasosa/espectrometria de massa (Py-CG/EM). Amostras de todos os horizontes dos perfis estudados foram coletadas, bem como amostras do centro das manchas (M) e do solo adjacente (S). Os processos envolvidos na gênese de podzóis da planície costeira arenosa estão diretamente relacionados com a drenagem, a contribuição de matéria orgânica dissolvida (MOD), a contribuição de matéria orgânica derivada de raízes, a composição química da matéria orgânica e sua decomposição por microorganismos, causando uma grande variação no podzóis. Os podzóis bem drenados diferem em características dos mal drenados em composição e deposição de MO, bem como a sua decomposição, que está directamente relacionada com a actividade dos grupos de microrganismos. Eles também diferem na contribuição relativa da MO derivada de raízes e MOD. Existe uma grande variação nas características da decomposição por microorganismos entre os perfis de podzóis permanentemente expostas ao ar e spray marinho (falésias) na Ilha Comprida e os do interior (trincheiras). Há, portanto, dois processos principais que alteram a morfologia de podzóis (composição da MO): (a) mudança na drenagem e enraizamento, e (b) a exposição ao ar.