Gravataí é um município pertencente à região metropolitana de Porto Alegre apresenta potencial para maior desenvolvimento agrícola. Os objetivos do trabalho são: a) o estudo da caracterização (morfológica, química e física) e a classificação de solos de Gravataí, conforme o Sistema Brasileiro de Classificação; b) avaliar as relações entre solo e ambiente, apontando a suscetibilidade destes aos impactos ambientais; c) caracterizar a natureza e intensidade dos processos pedogenéticos; d) compreender as percepções e conhecimentos locais sobre o recurso natural "solo" e as terras, bem como a lógica dos sistemas e produção adotados; e) comparar ambos conhecimentos. Foi realizada a descrição morfológica de cinco perfis representativos e coletado material para determinar granulometria, grau de floculação (GF), análise química, ataque por H2SO4 com determinação do índice Ki, teores de ferro extraído com ditionito citrato bicarbonato (Fed) e com oxalato de amônio (Feo). Foi realizada uma entrevista semi-estruturada e caminhada transversal em cinco unidades produtivas (UP) fazendo um levantamento de dados referente à família e a UP. A relação argila fina/argila total indica processo de lessivagem no P2 ao P5 sendo o principal processo identificado; nestes há alto grau de intemperismo indicado pela relação silte/argila. Pode-se inferir d ocorrência de Gleização e Ferrólise no P2, e, em menor escala, a Podzolização (P4 e P5). A relação Ki apresenta media e predomínio do valor em torno de 2,17 indicando predomínio de caulinita. As concentrações de Fes, Fed tendem a aumentar em profundidade. A relação Feo/Fed apresenta a maior proporção no P2 sendo um indicativo de ferrólise. Existe uma sistematização mental dos conhecimentos dos produtores em relação aos solos e aos demais fatores do ambiente, ocorrendo uma distribuição e caracterização das combinações de diversos elementos do meio físico. É perceptível a relação entre os dois grupos de conhecimentos e critérios constituindo potencial para trabalhos envolvendo a extensão, como planejamento e consolidação de sistemas de produção sustentáveis. / Gravataí is a town in the metropolitan region of Porto Alegre and has greater potential for agricultural development. The objectives of this study are: a) the study of the characterization (morphological, chemical and physical) and soil classification of Gravataí, according to the Brazilian System of Classification; b) evaluate the relationship between soil and atmosphere pointing their susceptibility to environmental impacts; c) characterize the nature and intensity of pedogenic processes; d) understand the perceptions and knowledge about the local natural resource "soil" as well as the logic and production systems adopted; e) comparing both knowledge. We performed a morphological description of five representative profiles and collected material for particle size distribution, degree of flocculation (GF), chemical analysis, H2SO4 attack with determination Ki index, iron content extracted with dithionite citrate bicarbonate (Fed) and ammonium oxalate (Feo). We performed a semi-structured interview and cross walk in five production units (PU) surveying data relating to the family and PU. The relationship between fine clay / total clay indicates lessivage process in P2 to P5 being the main process identified, demonstrating a high degree of weathering indicated by silt / clay ratio. It can be inferred from the occurrence of Gleization and Ferrolysis in P2, and to a lesser extent, Podzolization (P4 and P5). The ratio Ki presents media and predominance of value around 2,17 indicating a predominance of kaolinite. The concentrations of Fes, Fed tend to increase in depth. The ratio Feo / Fed has the highest proportion in the P2 being indicative of ferrolysis. There is a mental systematization of knowledge producers in relation to soils and other environmental factors, affecting the distribution and characterization of combinations of various elements of the physical environment. It is perceptible the relationship between the two groups of criteria and knowledge constituting a potential for work that involve extension as planning and consolidation of sustainable production systems.

A utilização indiscriminada e a disposição inadequada de resíduos de mercúrio (Hg) têm causado grandes danos ao ambiente. Para que sejam possíveis ações mais efetivas de controle destas situações, é necessário que se recorra ao monitoramento dos sistemas ambientais e, para tal, é fundamental que se conheça melhor a ocorrência deste elemento em ambientes naturais. Assim, este trabalho objetivou a determinação dos teores basais de Hg total em solos do estado do Rio Grande do Sul e sua relação com os valores de atributos físico-químicos, amplamente variáveis em função do material de origem e da classe taxonômica dos solos. Previamente, o método analítico empregado para a determinação de Hg foi validado, incluindo a análise de material de referência certificado. Foi determinado o limite de quantificação (LQ = 30 μg kg-1), bem como a faixa linear de trabalho. Um conjunto de 267 amostras representativas de solos do RS, coletadas em condições naturais de vegetação, foi caracterizado quanto à distribuição granulométrica, teores de ferro em óxidos pedogênicos (Fed e Feo) e de carbono orgânico e valor de capacidade de troca de cátions (CTC). O teor de Hg total foi determinado por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio, em 146 amostras, dentre as quais 67 (46%) apresentaram teor abaixo do LQ. Constatou-se a influência do material de origem e da classe taxonômica do solo no teor de Hg, sendo os maiores teores médios determinados nos solos originados de basalto (59 μg kg-1), assim como nos solos das classes taxonômicas cambissolos (68 μg kg-1), neossolos (64 μg kg-1) e latossolos (57 μg kg-1). Análises de correlação e regressão aplicadas aos resultados das determinações realizadas apontam os teores de Fed e de carbono orgânico como atributos que mais influenciam o teor de Hg do solo. / The indiscriminate use and inadequate disposal of wastes with mercury (Hg) have caused great damage to the environment. In order to achieve more effective actions to control these situations, it is necessary to resort to monitoring of environmental systems; and to do that, it is essential to know more about the occurrence of this element in natural environments. Thus, this work has been aimed at determining the basal levels of total Hg in soils of Rio Grande do Sul , Brazil, and its relation to values of physical and chemical attributes, widely variable depending on parent material and taxonomic class of soils. Previously, the analytical method used for the determination of Hg was validated, including the analysis of a certified reference material. The limit of quantification was determined (LQ = 30 μg kg-1) as well as the linear work range. A set of 267 representative samples of RS soils, collected in natural conditions of vegetation, was characterized according to its granulometric distribution, levels of iron in pedogenic oxides (Fed and Feo) and organic carbon and value of cation exchange capacity (CTC). The total Hg concentration was determined by cold vapor atomic absorption spectrometry in 146 samples, among which 67 (46%) have shown level below the LQ. The influence of parent material and taxonomic class of soil in the Hg concentration has been noted. The highest average levels have been determined in basaltic soil (59 μg kg-1), as well as in soils of the following taxonomic classes: inseptisols (68 μg kg-1), entisols (64 μg kg-1) and oxisols (57 μg kg-1). Correlation and regression analysis applied to the measurement results point out to the levels of Fed and organic carbon as attributes that mostly influence the level of Hg in soil.

Este estudo avaliou as comunidades microbianas do solo de dois ecossistemas para tentar encontrar particularidades e relações entre os microrganismos e as características do solo. Para isto, foram estudadas a diversidade, a abundância relativa e a composição microbiana do solo, utilizando-se sequenciamento Illumina do gene de rRNA 16S. Foram avaliadas 5 áreas de solo construído após a mineração de carvão, uma área de floresta e uma de campo-nativo em Candiota/RS, assim como uma área experimental agrícola sob diferentes sistemas de manejo e rotação de culturas, na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul/RS. Foi observada uma redução drástica na diversidade microbiana nos solos construídos comparando-se com solos de mata ou pastagem nativa. Os gêneros mais abundantes nos solos construídos foram Thiobacillus, Sphingomonas, Novosphingobium, Acinetobacter, e Variovorax. Bradyrhizobium foi o gênero mais abundante na área de floresta (6,4% do total de sequencias) e Bacillus no site pastagens (4,8% do total de sequencias). A diversidade microbiana nos solos construídos aumentou com o tempo, porem mesmo 20 anos após o processo de construção do solo, a diversidade, composição e abundância de microrganismos não retornou aos níveis originais, indicando que os solos construídos não foram recuperados adequadamente com o manejo de solo que foi aplicado. A comunidade microbiana dos solos agrícolas foi significativamente diferente comparando-se os sistemas de plantio convencional e de plantio direto. A diversidade microbiana foi maior nas parcelas em pousio ou onde foram cultivadas apenas gramíneas. O gênero mais abundante nos sistemas convencional e de plantio direto foi Sphingomonas. A bactéria anaeróbia Clostridium demonstrou ser dominante nos solos sob sistema de plantio direto e também onde foram cultivadas gramíneas. A população de Burkholderia foi dominante nos solos onde havia o cultivo da leguminosa Lablab. Os teores de P, Mg, carbono orgânico total, N total e N mineral foram significativamente maiores no sistema de plantio direto. Os resultados confirmaram que tanto o distúrbio causado pela mineração e construção do solo, quanto o manejo agrícola, interferem na diversidade, abundância e composição da comunidade microbiana. Este trabalho sugere a utilização do gênero Bradyrhizobium como um microrganismo “assinatura” em solos naturais, tais como florestas, pastagens ou em locais onde a agricultura cessou há várias décadas, assim como, o gênero Clostridium como um microrganismo “assinatura” do solo agrícola estudado sob plantio direto. A diversidade microbiana demonstrou neste estudo estar totalmente relacionada com a diversidade de plantas. Ambos os solos estudados demonstraram que as características do solo selecionam a comunidade microbiana. / This study examined the soil microbial communities from disturbed ecosystems in order to find particularities and relationships between microorganisms and their specific habitat’s soil features. For this study, the soil features were analyzed, as well as the microbial communities relative abundance, diversity, and composition using Illumina high throughput sequencing of the 16S rRNA gene. Five post-mined sites under restoration, and two sites in an agricultural long-term experiment under different treatments were studied in South Brazil. A drastic decrease in microbial diversity was observed in the post-mined soils when compared to native forest or grassland regional soils. The most abundant genera in the constructed soils were Thiobacillus, Sphingomonas, Novosphingobium, Acinetobacter, and Variovorax. Bradyrhizobium was the most abundant genus in the forest soil (6.4% of total reads) and Bacillus in the grassland soil (4.8 % of total reads). The microbial diversity in constructed soil increased over time, but even twenty years after soil construction, the diversity, composition and abundance of microorganisms did not return to the original levels. The findings indicate that constructed soils were not recovered after the soil management applied. When compared in tillage and no-tillage systems, the microbial community in the studied agricultural sites greatly differed. The microbial diversity was higher in fallow plots, and where only grasses were grown. The most abundant genus in tilled and in no-tilled soil was Sphingomonas. The anaerobe bacteria Clostridium was very abundant in notilled soil, and also dominated the microbial population in soils where grasses were grown. Burkholderia dominated in plots containing the legume Lablab bean. The P, Mg, total organic carbon, total N, and mineral N levels were significantly higher in the no-tillage system. The results confirmed that those environmental disturbances from coal mining and agricultural, led to changes in the nutrition level, switching the abundance of some functional groups responsible for the degradation of compounds as well as for the biogeochemical cycle. Also, it was found that the genus Bradyrhizobium can be used as a signature microorganism in natural soils, such as forest and grassland or in sites where the agriculture had been stopped many decades ago. Similarly, Clostridium can be used as a signature in the studied no-tilled soils. The microbial diversity is higher in natural soils and is reduced in constructed soils after coal mining as well as soils under agricultural management. Both soil environments that were studied had a particular microbial community where a few genera dominates the niche. The environmental niche occupied by each group of microorganisms also had particular soil features that changed according to the soil management.

Gravataí é um município pertencente à região metropolitana de Porto Alegre apresenta potencial para maior desenvolvimento agrícola. Os objetivos do trabalho são: a) o estudo da caracterização (morfológica, química e física) e a classificação de solos de Gravataí, conforme o Sistema Brasileiro de Classificação; b) avaliar as relações entre solo e ambiente, apontando a suscetibilidade destes aos impactos ambientais; c) caracterizar a natureza e intensidade dos processos pedogenéticos; d) compreender as percepções e conhecimentos locais sobre o recurso natural "solo" e as terras, bem como a lógica dos sistemas e produção adotados; e) comparar ambos conhecimentos. Foi realizada a descrição morfológica de cinco perfis representativos e coletado material para determinar granulometria, grau de floculação (GF), análise química, ataque por H2SO4 com determinação do índice Ki, teores de ferro extraído com ditionito citrato bicarbonato (Fed) e com oxalato de amônio (Feo). Foi realizada uma entrevista semi-estruturada e caminhada transversal em cinco unidades produtivas (UP) fazendo um levantamento de dados referente à família e a UP. A relação argila fina/argila total indica processo de lessivagem no P2 ao P5 sendo o principal processo identificado; nestes há alto grau de intemperismo indicado pela relação silte/argila. Pode-se inferir d ocorrência de Gleização e Ferrólise no P2, e, em menor escala, a Podzolização (P4 e P5). A relação Ki apresenta media e predomínio do valor em torno de 2,17 indicando predomínio de caulinita. As concentrações de Fes, Fed tendem a aumentar em profundidade. A relação Feo/Fed apresenta a maior proporção no P2 sendo um indicativo de ferrólise. Existe uma sistematização mental dos conhecimentos dos produtores em relação aos solos e aos demais fatores do ambiente, ocorrendo uma distribuição e caracterização das combinações de diversos elementos do meio físico. É perceptível a relação entre os dois grupos de conhecimentos e critérios constituindo potencial para trabalhos envolvendo a extensão, como planejamento e consolidação de sistemas de produção sustentáveis. / Gravataí is a town in the metropolitan region of Porto Alegre and has greater potential for agricultural development. The objectives of this study are: a) the study of the characterization (morphological, chemical and physical) and soil classification of Gravataí, according to the Brazilian System of Classification; b) evaluate the relationship between soil and atmosphere pointing their susceptibility to environmental impacts; c) characterize the nature and intensity of pedogenic processes; d) understand the perceptions and knowledge about the local natural resource "soil" as well as the logic and production systems adopted; e) comparing both knowledge. We performed a morphological description of five representative profiles and collected material for particle size distribution, degree of flocculation (GF), chemical analysis, H2SO4 attack with determination Ki index, iron content extracted with dithionite citrate bicarbonate (Fed) and ammonium oxalate (Feo). We performed a semi-structured interview and cross walk in five production units (PU) surveying data relating to the family and PU. The relationship between fine clay / total clay indicates lessivage process in P2 to P5 being the main process identified, demonstrating a high degree of weathering indicated by silt / clay ratio. It can be inferred from the occurrence of Gleization and Ferrolysis in P2, and to a lesser extent, Podzolization (P4 and P5). The ratio Ki presents media and predominance of value around 2,17 indicating a predominance of kaolinite. The concentrations of Fes, Fed tend to increase in depth. The ratio Feo / Fed has the highest proportion in the P2 being indicative of ferrolysis. There is a mental systematization of knowledge producers in relation to soils and other environmental factors, affecting the distribution and characterization of combinations of various elements of the physical environment. It is perceptible the relationship between the two groups of criteria and knowledge constituting a potential for work that involve extension as planning and consolidation of sustainable production systems.

As demandas globais por informação de solos e para a construção de grandes bases de dados têm impulsionado a aplicação de abordagens quantitativas para a estimativa dos atributos do solo. Nesse contexto, a espectroscopia de reflectância (ER) surge como uma técnica rápida, não destrutiva, acurada e de melhor relação custo-benefício que as técnicas de análise convencionais. Entretanto, no Estado de Santa Catarina, os estudos de solos em que a ER foi aplicada são pouco abrangentes. Nessa pesquisa, a ER na região do VIS-NIRSWIR foi empregada para a predição do conteúdo de areia e argila a partir de um conjunto de amostras de solos pré-existentes coletadas em áreas de lavoura, abrangendo cerca de 90% dos municípios catarinenses. No capítulo 1 foi realizada uma revisão de literatura sobre a produção científica da ER no âmbito da ciência do solo, destacando as pesquisas nas regiões do VIS-NIRSWIR e MIR. A abordagem espectroscópica foi aplicada e avaliada em dois estudos distintos: (i) na comparação do desempenho de 5 modelos estatísticos multivariados e de 6 técnicas de pré-processamento dos espectros na predição dos teores de areia e argila do solo (Capítulo 2) e, (ii) na avaliação do uso dos teores de argila preditos para a alocação das amostras de solos em classes texturais distintas para fins de enquadramento nos programas de seguro agrícola (Capítulo 3). Os resultados alcançados confirmaram o grande potencial da ER associada as técnicas quimiométricas na predição da textura do solo usando um conjunto legado de amostras de solos. Os modelos de predição do conteúdo de argila foram mais precisos que os modelos de predição do conteúdo de areia. Em geral, as técnicas de pré-processamento por correção da dispersão apresentaram melhor desempenho que as técnicas com aplicação de derivadas. Os espectros não pré-processados apresentaram bons resultados, principalmente na predição do conteúdo de areia do solo. Entre os modelos avaliados, o Cubist apresentou o melhor desempenho na predição do conteúdo de areia (Cubist>RF>SVM>PLS>GPR) e argila (Cubist>SVM>GPR>RF>PLS). A ER mostrou-se útil na alocação das classes texturais indicando o grande potencial da técnica para uso nos laboratórios de rotina. Além disso, este estudo contribui para avançar na caracterização do comportamento espectral dos solos de Santa Catarina. / Global demands for soil information and for the development of large databases has led to the application of the quantitative approaches for estimating soil attributes. In this context, soil spectroscopy appears as a fast, non-destructive, accurate and cost-effective technique to predict soil attributes. However, in the Santa Catarina State (SC), Brazil, soil studies in which soil spectroscopy was applied are not wide coverage limited to local scale.. In this research, VIS-NIRSWIR reflectance spectroscopy was used to predict sand and clay contents from a set of legacy soils samples collected in farming areas, covering approximately 90% of the municipalities of SC. The spectroscopic approach was evaluated in two different studies: (i) to compare the performance of six preprocessing techniques and five multivariate methods in the prediction of sand and clay content (Chapter 2) and (ii) to use the predicted clay content values to classify soil into textural classes for agricultural insurance programs (Chapter 3). In addition, it was carried out a review of soil spectroscopy in the VIS-NIR-SWIR and MIR region based on scientific literature in soil science (Chapter 1). The results confirmed the potential of soil spectroscopy approach associated to chemometrics methods to predict soil attributes using heterogeneous soil samples. Models for predicting clay content were better than models to predict sand. In general, the scatter-corrective preprocessing techniques performed better than derivatives techniques. RAW spectra presented competitive results, mainly in the prediction of sand content. Among methods applied, the Cubist presented the best performance in the prediction of the two attributes. Reflectance spectroscopy was useful in the allocation of textural classes indicating its great potential for use in routine laboratories. In addition, this study contributes to improve the knowledge of the spectral behavior of the soils of Brazilian soils.

Cubatão, o maior pólo industrial da américa latina também já foi uma das cidades mais poluídas do mundo. Os 30 anos de intensa atividade industrial vêm pressionando o meio ambiente com substâncias tóxicas e afetando gravemente a saúde da população. Dentre as substâncias contaminantes mais importantes da região estão os derivados de petróleo como o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos. Conhecidos como BTEX, eles são produzidos e utilizados em larga escala e a contaminação ocorre frequentemente através de vazamentos. Nos solos, devido à sua solubilidade em água, essas substâncias podem se espalhar por longas distâncias a partir do ponto afetado contaminando locais distantes. Já foi comprovada a capacidade de micro-organismos de sobreviver e até utilizar BTEX como fonte de carbono. Os micro-organismos adaptados catabolizam os contaminantes transformando-os em substâncias menos tóxicas e até mesmo eliminando-os do ambiente, capacidade de grande interesse econômico e ambiental. Nessa linha, nossa proposta visa o estudo das comunidades microbianas de solos afetados e não afetados por BTEX. Para isso foi utilizada a metagenômica como abordagem de estudo identificando-se diferenças qualitativas e quantitativas nas estruturas microbianas de três diferentes locais do município de Cubatão, sendo um deles afetado diretamente por BTEX. Pelo método utilizado e aqui desenvolvido, foi possível identificar um panorama metabólico geral identificando-se genes relevantes e o potencial de degradação de hidrocarbonetos aromáticos de micro-organismos conhecidos e desconhecidos, revelando melhor o potencial metabólico dos solos identificados. Os resultados apresentados podem contribuir para um melhor entendimento da dinâmica in situ de uma comunidade microbiana afetada por BTEX assim como melhorar o conhecimento sobre a comunidade microbiana de um local altamente impactado como Cubatão. / Cubatão is the largest industrial site in Latin America and was in the past one of the most polluted cities in the world. 30 years of intense industrial activity has pushed environmental limits with toxic substances and has severely affected the inhabitants\' health. Among the contaminants found in the region, the petroleum derivatives benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes are the most important. Known collectively as BTEX, they are produced and used at a large scale and contamination frequently occurs. Because it is highly soluble in water, when in soil BTEX can spread long distances from the original contamination site, thus affecting large areas. Some microorganisms are known to live in contaminated environments and use contaminants such as BTEX as a unique carbon source for energy production. They catabolize contaminants into less dangerous products or even eliminate them from environment, a feature which has great commercial and environmental interest. We therefore compared the microbial communities in soils which were affected and un-affected by BTEX contamination. To this end, we used a metagenomics approach and developed a comparison method to identify microorganisms and degradation potential of soils studied. We found qualitative and quantitative differences in microbial structures from three different sites in Cubatão County, one of which is contaminated with BTEX. We constructed a metabolic overview identifying important genes, degradation potential and microorganisms related to BTEX degradation. The results presented here could contribute to understanding the in situ dynamics of a BTEX affected microbial community as well as improving our knowledge of the microbial community of Cubatão, a highly environmentally impacted place.

A região fisiográfica dos Campos de Cima da Serra no Estado do Rio Grande do Sul destaca-se pela sua beleza natural e sua biodiversidade. No entanto, informações sobre a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) neste ambiente são escassas. O objetivo deste trabalho é caracterizar e quantificar a MOS de horizontes A de solos desta região, visando identificar os fatores que governam sua qualidade e teor. Foram coletadas oito amostras pertencentes a quatro classes de solo (Gleissolo, Neossolo, Cambissolo, Latossolo) situados entre 900 e 1250 m de altitude. As amostras de solo inteiro e as tratadas com solução de HF 10% foram analisadas por análise elementar e por espectroscopia de infra-vermelho com transformada de Fourier (FTIR). A composição química da MOS foi determinada por espectroscopia de RMN 13C. O teor de C do solo foi alto (4 a 23 %) e sua variação apresentou correlação estatisticamente significativa com a altitude e com o teor de Al trocável. Provavelmente, a MOS destes solos é estabilizada pela complexação com Al. Em todos os solos, a MOS caracteriza-se pelo alto teor de grupos C O-alquil (52 a 59%) e pelo baixo grau de aromaticidade, evidenciando um baixo grau de decomposição. Em relação às frações químicas da MOS, as amostras tendem a apresentar altas proporções de substâncias húmicas solúveis em NaOH (27 a 96%). Os ácidos húmicos, em comparação aos ácidos fúlvicos, predominam em solos com maior teor de C (> 8%) e se associam preferencialmente com Fe (iônico ou coloidal). Nos solos com C < 7%, a fração de ácidos fúlvicos predomina sobre a de ácidos húmicos, sendo que o Al iônico está associado quase que exclusivamente com esta fração húmica. / The physiographic region of the Campos de Cima da Serra in the State of Rio Grande do Sul stands out by its natural beauty and biodiversity. Nevertheless, informations about the dynamics of the soil organic matter (SOM) in this environment are scarce. The objective of this work is to characterize and quantify the SOM of A horizons under native pasture located in this region, aiming to identify the factors that affect its quality and its content. Eight samples from four soil classes (Gleissolo, Neossolo, Cambisslo and Latossolo) located between 900 and 1200 m of altitude were collected. Whole soil and 10% HF-treated samples were analised by elemental analyses and Fourier transformed infra-red espectroscopy (FTIR). The SOM chemical composition was determined by 13C NMR spectroscopy. The soil C content was high (4 to 23 %) and its variation presented a statiscally significant correlation with altitude and with the content of exchangeable Al. Probably, the complexation with ionic Al is stabilizing the SOM. In all soils, the SOM shows a high content of O alquil groups (52 to 59%) and a low aromaticity degree, evidencing a low decompostion degree. Concerning the chemical fractions of the SOM, the proportions of humic substances extracted by NaOH tend to be high (27 to 96%). In comparison to fulvic acids, the humic acids predominate in soils with greater C content (>8%) and are associated preferentially with Fe (either ionic or coloidal). In soils with C< 7 %, the fuvic acids are comparativelly more abundant, and the organic bound ionic Al is almost exclusively associated with this fraction.

Na atualidade pesquisam-se métodos que possam avaliar apropriadamente o risco potencial ao ambiente e ao homem de elementostraço contidos em fertilizantes que são adicionados ao solo. Cádmio, níquel e chumbo são tóxicos aos vegetais, aos animais e ao homem. Seus teores naturais no solo não oferecem risco, porém são aumentados no ambiente devido a adições antropogênicas de agrotóxicos, de lodos de estações de tratamentos, de fertilizantes, entre outros. Os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar os teores de Cd, Ni e Pb em fertilizantes fosfatados e em áreas aonde houve aplicação de altas doses deste insumo; b) avaliar, mediante extrações seqüenciais em quais frações do solo o Cd, o Ni e o Pb estão associadas e c) avaliar a capacidade de adsorção do cádmio, chumbo e níquel em dez amostras de solos. Os teores de Cd e Pb das amostras de fertilizantes fosfatados avaliadas com extração pelo método USEPA 3051A e por ácido cítrico 20 g L-¹ foram inferiores aos limites considerados como seguros pela legislação brasileira, assim como os encontrados em áreas que receberam altas taxas de aplicação de fertilizantes. Os atributos químicos e mineralógicos das amostras de solos afetaram a distribuição dos elementos-traço nas frações extraídas seqüencialmente. Os solos apresentaram capacidades diferenciadas em adsorver Cd, Ni e Pb e houve competição entre eles pelos sítios de adsorção do complexo sortivo do solo, sendo o cádmio o metal mais afetado. / Current studies are searching for methods that can properly evaluate the potential risk to the environment and humans from trace-elements contained in fertilizers that are added to soil. Cadmium, nickel, and lead are toxic to plants, animals, and humans. Their natural levels in soils do not offer risk, but are increased in the environment due to anthropogenic additions of pesticides, of mud from treatment plants, sewage sludge, and fertilizer, among others. The objectives of this study were: a) to evaluate Cd, Ni and Pb concentrations in phosphate fertilizers and in soils where there were applied in high doses, b) to evaluate by sequential extractions in which fractions of soil Cd, Ni and the Pb were associated c) to evaluate the capacity for adsorption of cadmium, lead and nickel in ten soil samples. The levels of Cd and Pb samples of phosphate fertilizers evaluated with USEPA 3051A method and citric acid 20 g L-¹ were below the limits deemed safe by the Brazilian legislation, as well as those found in areas that received heavy fertilization. The mineralogical and chemical attributes of soil samples affected the distribution of trace elements in the fractions extracted sequentially. The soils had different capacities to adsorb Cd, Ni and Pb and there was a competition between them for the sites of adsorption of the soil sortive complex and cadmium was the metal most affected.

As demandas globais por informação de solos e para a construção de grandes bases de dados têm impulsionado a aplicação de abordagens quantitativas para a estimativa dos atributos do solo. Nesse contexto, a espectroscopia de reflectância (ER) surge como uma técnica rápida, não destrutiva, acurada e de melhor relação custo-benefício que as técnicas de análise convencionais. Entretanto, no Estado de Santa Catarina, os estudos de solos em que a ER foi aplicada são pouco abrangentes. Nessa pesquisa, a ER na região do VIS-NIRSWIR foi empregada para a predição do conteúdo de areia e argila a partir de um conjunto de amostras de solos pré-existentes coletadas em áreas de lavoura, abrangendo cerca de 90% dos municípios catarinenses. No capítulo 1 foi realizada uma revisão de literatura sobre a produção científica da ER no âmbito da ciência do solo, destacando as pesquisas nas regiões do VIS-NIRSWIR e MIR. A abordagem espectroscópica foi aplicada e avaliada em dois estudos distintos: (i) na comparação do desempenho de 5 modelos estatísticos multivariados e de 6 técnicas de pré-processamento dos espectros na predição dos teores de areia e argila do solo (Capítulo 2) e, (ii) na avaliação do uso dos teores de argila preditos para a alocação das amostras de solos em classes texturais distintas para fins de enquadramento nos programas de seguro agrícola (Capítulo 3). Os resultados alcançados confirmaram o grande potencial da ER associada as técnicas quimiométricas na predição da textura do solo usando um conjunto legado de amostras de solos. Os modelos de predição do conteúdo de argila foram mais precisos que os modelos de predição do conteúdo de areia. Em geral, as técnicas de pré-processamento por correção da dispersão apresentaram melhor desempenho que as técnicas com aplicação de derivadas. Os espectros não pré-processados apresentaram bons resultados, principalmente na predição do conteúdo de areia do solo. Entre os modelos avaliados, o Cubist apresentou o melhor desempenho na predição do conteúdo de areia (Cubist>RF>SVM>PLS>GPR) e argila (Cubist>SVM>GPR>RF>PLS). A ER mostrou-se útil na alocação das classes texturais indicando o grande potencial da técnica para uso nos laboratórios de rotina. Além disso, este estudo contribui para avançar na caracterização do comportamento espectral dos solos de Santa Catarina. / Global demands for soil information and for the development of large databases has led to the application of the quantitative approaches for estimating soil attributes. In this context, soil spectroscopy appears as a fast, non-destructive, accurate and cost-effective technique to predict soil attributes. However, in the Santa Catarina State (SC), Brazil, soil studies in which soil spectroscopy was applied are not wide coverage limited to local scale.. In this research, VIS-NIRSWIR reflectance spectroscopy was used to predict sand and clay contents from a set of legacy soils samples collected in farming areas, covering approximately 90% of the municipalities of SC. The spectroscopic approach was evaluated in two different studies: (i) to compare the performance of six preprocessing techniques and five multivariate methods in the prediction of sand and clay content (Chapter 2) and (ii) to use the predicted clay content values to classify soil into textural classes for agricultural insurance programs (Chapter 3). In addition, it was carried out a review of soil spectroscopy in the VIS-NIR-SWIR and MIR region based on scientific literature in soil science (Chapter 1). The results confirmed the potential of soil spectroscopy approach associated to chemometrics methods to predict soil attributes using heterogeneous soil samples. Models for predicting clay content were better than models to predict sand. In general, the scatter-corrective preprocessing techniques performed better than derivatives techniques. RAW spectra presented competitive results, mainly in the prediction of sand content. Among methods applied, the Cubist presented the best performance in the prediction of the two attributes. Reflectance spectroscopy was useful in the allocation of textural classes indicating its great potential for use in routine laboratories. In addition, this study contributes to improve the knowledge of the spectral behavior of the soils of Brazilian soils.

A região fisiográfica dos Campos de Cima da Serra no Estado do Rio Grande do Sul destaca-se pela sua beleza natural e sua biodiversidade. No entanto, informações sobre a dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) neste ambiente são escassas. O objetivo deste trabalho é caracterizar e quantificar a MOS de horizontes A de solos desta região, visando identificar os fatores que governam sua qualidade e teor. Foram coletadas oito amostras pertencentes a quatro classes de solo (Gleissolo, Neossolo, Cambissolo, Latossolo) situados entre 900 e 1250 m de altitude. As amostras de solo inteiro e as tratadas com solução de HF 10% foram analisadas por análise elementar e por espectroscopia de infra-vermelho com transformada de Fourier (FTIR). A composição química da MOS foi determinada por espectroscopia de RMN 13C. O teor de C do solo foi alto (4 a 23 %) e sua variação apresentou correlação estatisticamente significativa com a altitude e com o teor de Al trocável. Provavelmente, a MOS destes solos é estabilizada pela complexação com Al. Em todos os solos, a MOS caracteriza-se pelo alto teor de grupos C O-alquil (52 a 59%) e pelo baixo grau de aromaticidade, evidenciando um baixo grau de decomposição. Em relação às frações químicas da MOS, as amostras tendem a apresentar altas proporções de substâncias húmicas solúveis em NaOH (27 a 96%). Os ácidos húmicos, em comparação aos ácidos fúlvicos, predominam em solos com maior teor de C (> 8%) e se associam preferencialmente com Fe (iônico ou coloidal). Nos solos com C < 7%, a fração de ácidos fúlvicos predomina sobre a de ácidos húmicos, sendo que o Al iônico está associado quase que exclusivamente com esta fração húmica. / The physiographic region of the Campos de Cima da Serra in the State of Rio Grande do Sul stands out by its natural beauty and biodiversity. Nevertheless, informations about the dynamics of the soil organic matter (SOM) in this environment are scarce. The objective of this work is to characterize and quantify the SOM of A horizons under native pasture located in this region, aiming to identify the factors that affect its quality and its content. Eight samples from four soil classes (Gleissolo, Neossolo, Cambisslo and Latossolo) located between 900 and 1200 m of altitude were collected. Whole soil and 10% HF-treated samples were analised by elemental analyses and Fourier transformed infra-red espectroscopy (FTIR). The SOM chemical composition was determined by 13C NMR spectroscopy. The soil C content was high (4 to 23 %) and its variation presented a statiscally significant correlation with altitude and with the content of exchangeable Al. Probably, the complexation with ionic Al is stabilizing the SOM. In all soils, the SOM shows a high content of O alquil groups (52 to 59%) and a low aromaticity degree, evidencing a low decompostion degree. Concerning the chemical fractions of the SOM, the proportions of humic substances extracted by NaOH tend to be high (27 to 96%). In comparison to fulvic acids, the humic acids predominate in soils with greater C content (>8%) and are associated preferentially with Fe (either ionic or coloidal). In soils with C< 7 %, the fuvic acids are comparativelly more abundant, and the organic bound ionic Al is almost exclusively associated with this fraction.