O uso de dejetos animais como fertilizantes em excesso e/ou por longos períodos pode causar acúmulo e alterar as formas e disponibilidade de P, Cu e Zn do solo. O objetivo do trabalho foi avaliar alterações nos teores, formas e disponibilidade destes elementos no solo e verificar sua validade e de alguns índices ambientais em áreas de uso de dejetos animais. O trabalho constou de análises químicas em solo coletado na camada 0-20 cm em dois locais de uso contínuo e uso passado de dejetos animais, no município de Concórdia SC, no sul do Brasil. Realizaram-se extrações independentes e fracionamento químico para P, Cu e Zn, além de análises de outros atributos químicos do solo. As formas predominantes de Cu e Zn foram as recalcitrantes em ambos os locais, porém, os dejetos animais causaram expressivo aumento nos teores e proporções das formas mais facilmente disponíveis. Os teores de Cu e Zn extraíveis com HCl 0,10 mol L-1 (CuO e ZnO) e as proporções entre CuO e Cu total e entre ZnO e Zn total do solo mostraram-se potenciais índices para discriminar áreas com e sem uso de dejetos animais. As formas de P predominantes nas áreas sem dejetos foram as recalcitrantes e nas áreas com dejetos, as mais reativas, sendo que nessas últimas aumentou a proporção de P inorgânico e diminuiu aquelas de P orgânico e de P residual no solo, havendo indícios de que essas alterações persistem no longo prazo. O uso de dejetos animais aumentou expressivamente a taxa de ocupação dos sítios potencialmente reativos para P do solo, resultando em P extraído por água (PAG) muito acima daquele considerado como o limite crítico para baixo risco ambiental. O índice grau de saturação de P (GSP) mostrou-se válido para solos com uso de dejetos animais, confirmando seu potencial de uso como índice para fins ambientais. / Land application of animal wastes in the long term and or in excess of crop needs may cause the build up of P, Cu and Zn in the soil and change their dominant forms and availability. The objective of the research was to assess contents and dominant forms of P, Cu and Zn as well as their availability in the soil and check for their usefulness as soil indices applied to areas receiving animal wastes. The research consisted of chemical analysis for soil characterization followed by sequential and single extractions for P, Cu and Zn from soil samples taken from the top 20 cm layer of animal manured areas and adjacent forest or pasture fields in two locations in Concórdia SC, Southern Brazil. In one of the places animal wastes were continuously applied for at least 10 years while in the other one no manures were applied since 8 years from sampling which followed a period of at least 10 years of intensive manuring. The predominat forms of Cu and Zn were the recalcitrant ones in both locations in no manured areas as well as in nearly all of the manured areas. However, animal wastes clearly increased the amount and proportion of the more available forms of Cu and Zn as measured by both sequential and single extractions. Cu and Zn extracted by HCl 0,10 mol L-1 (respectively CuO and ZnO) as well as the ratio CuO/total Cu and ZnO/total Zn showed good potential as soil indices to discriminate manured from no manured areas. Regarding to P the predominant forms in no manured areas were the recalcitrant ones while in the manured areas predominated the more available ones with a clear increase in the inorganic forms. The build up of soil P and the change in the dominant forms of this element appear to be long lasting. The long term use of animal wastes greatly increased the soil P saturation which resulted in water extractable P far exceeding the critical limit for low environmental risks. The degree of P saturation (OPS) confirmed its applicability for clay soils and showed to be a good tool to discriminate manured from no manures areas.

No atual cenário de produção agropecuária, a integração lavoura-pecuária (ILP) é uma alternativa com grande potencial de sucesso no subtrópico brasileiro. Apesar dessa temática de pesquisa estar em grande evidência, poucas pesquisas abordam a dinâmica da acidez e da calagem nesse sistema. O objetivo deste trabalho é verificar a influência de intensidades de pastejo em um sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto: a) na reacidificação do solo e no balanço e eficiência de uso de cátions básicos; e b) na evolução dos atributos de acidez do solo e na produtividade da soja pela reaplicação superficial de calcário após oito anos e meio de sua aplicação inicial. Para isso, utilizou-se um experimento de longa duração localizado no Planalto do RS, em Latossolo Vermelho distroférrico, com soja no verão e aveia preta + azevém no inverno. Os tratamentos consistem de diferentes intensidades de pastejo no período hibernal: pastejo intenso, moderado e sem pastejo. A presença dos animais resultou em menor reacidificação do solo e foi mais eficiente em converter cálcio e magnésio em proteína. Enquanto o balanço de potássio foi sempre negativo, o de cálcio e de magnésio foi positivo no pastejo moderado. Todos os tratamentos apresentaram um processo contínuo de reacidificação do solo ao longo do ano, sendo maior após soja e menor após pastejo. A melhoria nos atributos de acidez pela reaplicação superficial de calcário foi verificada até maiores profundidades na presença dos animais (ILP). Independentemente da reaplicação de calcário, o pastejo moderado resultou em menor acidez no solo em profundidade. Apesar das condições de alta acidez, a produtividade da soja não foi afetada pela reaplicação de calcário, mesmo em anos de deficiência hídrica. / By considering the present agricultural production in Brazilian subtropical region, integrated crop-livestock (ICL) system is an alternative of great potencial of success. Even that ICL researches are in great progress in the country, a little importance is being given to the acidity dynamics and liming in this system. The objective of this study is evaluate the influence of grazing intensities in a no-till ICL system (soybean-beef cattle): a) in soil reacidification and in balance and efficiency of basic cations; and b) in the evolution of soil acidity attributes and soybean grain yield, after eigth an half years of surface lime reaplication. A long term experiment located at the Plateau of Rio Grande do Sul state, Brazil, in a clayed Rhodic Hapludox was used. Crop sucession was soybean in the summer and a mix of black oat + Italian ryegrass in the winter. Treatments are different grazing intensities in the winter period: intense grazing, moderate grazing and ungrazed. The presence of cattle resulted in lower soil reacidifcation and was more efficient in convert calcium and magnesium into protein. While potassium balance was always negative, calcium and magnesium balance was positive at moderate grazing. All treatments showed soil acidity increase troughout the year: more acidic after soybean and less acidic after grazing. Improvement in soil acidity attributes due to surface lime reapplication was found until deeper layers at animal presence (ICL system). Moderate grazing, with or without re-liming, provided less acidity along the soil depth. Even in years with drought stress, there were no responses in soybean grain yield to lime reapplication.

Resumo não disponível

O conhecimento das características dos recursos naturais em áreas onde se desenvolvem atividades relacionadas ao meio ambiente é condição fundamental para o estabelecimento de formas sustentáveis de utilização destes recursos. No Jardim Botânico de Porto Alegre (JB-PoA) não existem estudos detalhados que investiguem a caracterização e processos de formação do solo. O objetivo do estudo foi caracterizar e classificar perfis representativos da ocorrência de solos no JB-PoA, bem como relacionar a sua distribuição na paisagem às características do ambiente. Para a descrição morfológica e coletas de amostras de solo foram selecionados quatro perfis localizados no terço superior, terço médio, sopé e várzea. A granulometria dos perfis P1 e P3 indicou gradiente textural acentuado, com horizonte B textural e B plânico, respectivamente. A relação Fed/Fes foi maior nos perfis da posição superior (P1 e P2), indicando maior intemperismo. A relação Feo/Fed aumentou nos perfis P3 e P4, com maior participação dos óxidos de ferro de baixa cristalinidade em ambiente redutor. No Argissolo (P1), a cerosidade e o aumento da relação argila fina/argila total em profundidade confirmam o processo de lessivagem. No Cambissolo (P2), o relevo mais inclinado influenciou o menor desenvolvimento pedogenético deste, com solum pouco espesso e maior presença de minerais primários alteráveis. No Planossolo (P3), a drenagem imperfeita favoreceu o processo de ferrólise e a ocorrência de mudança textural abrupta. No Gleissolo (P4), a permanência da água imprimiu as cores acinzentadas relacionadas à gleização. O predomínio do relevo em forma de colina resultou no maior intemperismo e desenvolvimento pedogenético dos solos estudados. / Knowledge of natural resources characteristics in areas where activities related to the environment are developed is a fundamental condition for establishing sustainable ways of using these resources. In the Porto Alegre Botanic Garden (JB-PoA) there are not more detailed studies that investigate the characterization and the processes of soil formation. The objective of this study was to characterize and classify representative profiles of the occurrence of soils in the JB-PoA, as well as relate their distribution on the landscape according to environmental characteristics. For the morphological description and collecting soil samples were selected four profiles located in the summit-shoulder transition, backslope, footslope and toeslope. Granulometric distribution of the profiles P1 and P3 indicated sharp textural gradient, with presence of textural and plânico B horizons, respectively. The Fed/Fes relationship was greater in the profiles located in the upper position (P1 and P2), indicating greater weathering. The Feo/Fed relationship increased in P3 and P4 profiles, indicating greater participation of iron oxides of low crystallinity in reducing environment. The results confirmed the occurrence of lessivage pedogenic process in Ultic Hapludalf (P1), with presence of clay skins and increased fine clay/total clay ratio in greater depth. In Oxic Dystrudept (P2) greater slope influenced less pedogenic development, showing little thick and greater presence of weatherable primary minerals. In Oxyaquic Hapludalf (P3) profile, poor drainage favored the process of ferrolysis and the formation of abrupt textural change. In Humaqueptic Endoaquent (P4), greater water residence contributed to grey colors related to gleization. The predominance of moderately steep relief resulted in increased weathering and soil development.

Métodos de preparo e de adubação podem afetar os atributos químicos do solo e, consequentemente, sua fertilidade. Com o objetivo de avaliar as alterações em atributos químicos do solo, ao longo do período de dez anos, foram avaliados os resultados da análise de amostras de solo coletadas em nove épocas, em três profundidades (0-5; 5-10; 10-20 cm); o rendimento de grãos e a respectiva exportação de nutrientes de dois cultivos de verão (soja e milho), em experimento de campo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico, na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. Foram avaliados três sistemas de preparo de solo, convencional (PC), reduzido (PR) e plantio direto (PD), combinados com dois sistemas de adubação, mineral (com calcário e fertilizantes comerciais) e orgânica (com cama de aviário). Os sistemas de preparo e tipos de adubação influenciaram os valores dos atributos químicos do solo ao longo dos anos, embora diferenças significativas não tenham sido constatadas em algumas épocas de amostragem. O sistema de plantio direto se destacou em relação aos demais, principalmente na camada superficial, em termos de valores de matéria orgânica, pH do solo e fósforo disponível. O tratamento com adubação orgânica apresentou maiores teores de matéria orgânica e de fósforo em relação ao tratamento com adubação mineral, devido aos critérios de estabelecimento de doses dos fertilizantes. Na adubação orgânica, os valores de pH do solo foram similares aos obtidos com a calagem, devido ao efeito cumulativo do adubo orgânico. O rendimento de grãos de soja foi baixo para o PD e significantemente inferior aos sistemas PR e PC, que não diferiram entre si. Maior rendimento foi obtido para a cultura de milho no plantio direto, porém as diferenças não foram significativas entre os sistemas de preparo e entre os sistemas de adubação. Os grãos de soja apresentaram menor exportação de nutrientes do que os grãos milho, devido à diferença entre os rendimentos obtidos para as culturas. / Tillage and fertilization methods may affect the soil chemical properties and as a consequence soil fertility. With the aim of assessing changes in soil chemical properties over the period of ten years, they were studied data from analysis of soil samples collected in nine times at three depths (0-5, 5-10, 10-20 cm), grains yield and nutrient exportation by two summer crops (soybean and corn) in a field experiment set in a Paleudult soil, at the Agronomic Experimental Station of the Federal University of Rio Grande do Sul, Eldorado do Sul, RS, Brazil. They were evaluated three soil tillage systems, conventional (CT), reduced (RT) and no-tillage (NT) combined with two fertilization systems, mineral (with lime and commercial fertilizers) and organic (with poultry litter). Tillage and fertilization systems affected soil chemical properties over the years, although no significant differences were observed in some sampling dates. The no-tillage system was highlighted in relation to the others, especially in the surface layer in terms of values of organic matter, soil pH and available phosphorus. Organic fertilization presented higher values of soil organic matter and phosphorus in relation to mineral fertilization due to the criteria for the establishment of fertilizer doses. Under organic fertilization, soil pH values were similar to those obtained with liming due to the cumulative effect of the organic fertilizer. Soybean grain yield was relatively low for the NT and significantly lower than RT and CT systems, which did not differ. Highest maize grain yield was obtained in NT, but differences were not significant among tillage systems and between fertilization systems. Soybean grain presented lower nutrient exportation than maize grain mostly due to yield difference between both crops.

As crescentes evidências de mudanças climáticas em parte devidas ao incremento da concentração de CO2 atmosférico têm provocado grande interesse no carbono orgânico do solo (COS), que constitui um dos principais compartimentos do ciclo global do C. Sabe-se que a agricultura contribuiu significativamente para o incremento do C atmosférico, mas atualmente sistemas conservacionistas de manejo do solo permitem que os solos agrícolas passem a acumular C e possam auxiliar na mitigação do incremento do CO2 atmosférico. Este estudo teve como principais objetivos desenvolver metodologia de integração do modelo Century de dinâmica do COS com Sistema de Informações Geográficas (SIG) e aplicá-la na avaliação das mudanças de estoques de COS ocorridas na região de Ibirubá desde o início da agricultura em 1900 até 2050. Foi criada uma base de dados geoespacial com os planos temáticos: solo, uso do solo e elementos da paisagem. O modelo Century versão 4 foi calibrado com os estoques de COS obtidos pela amostragem de solos (0 a 20 cm profundidade) sob vegetação nativa e em lavouras da região de estudo. Dois cenários gerais de manejos de solo foram elaborados, diferindo quanto sistema de manejo empregado de 1993 a 2050: o cenário “Atual” com utilização do Sistema Plantio Direto (SPD) similar ao atualmente praticado na região, com média adição de biomassa devido baixa freqüência de milho na rotação e o cenário “Melhorado”, com o SPD com adição C pela biomassa em torno de 30% maior. Foram realizadas simulações múltiplas com o modelo para cada combinação solo-vegetação original-relevo e ano de início da agricultura, através da interface iCentury. Os estoques de COS calculados pelas simulações, gravados na base de dados do iCentury, foram inseridos no SIG através de consultas em SQL (Structured Query Language). A abordagem empregada permitiu visualizar e analisar as dimensões espacial e temporal da dinâmica do COS na região de Ibirubá. Ocorreu significativa redução do estoque total de COS a partir da implantação da agricultura em sistema de manejo convencional, de 5,043 Tg C em 1900 até 3,737 Tg C em 1985. Após a introdução de manejos conservacionistas de solo na década de 80, houve recuperação do estoque, atingindo 4,276 Tg C no cenário “Atual”, e 4,654 Tg C no cenário “Melhorado” em 2005. As simulações preditivas indicaram que o cenário “Atual” permitiria recuperar e ultrapassar em 4% o estoque original total até 2050, enquanto o cenário “Melhorado” ultrapassaria em 26% o estoque original total da região até 2050. / There is growing interest in soil organic carbon (SOC) ─ one of the key compartments of the global C cycle ─ due to mounting evidence of climatic changes ascribed in part to a higher atmospheric CO2 concentration. It is suggested that agriculture played a significant role in the increase in atmospheric C. However, conservation agriculture with improved soil management practices can turn soils into sinks for atmospheric C, thus helping mitigate climatic change. The main objetives of this study were to develop a methodology to couple the Century SOC dynamics model with Geographic Information Systems and test its application to evaluate SOC stock changes in the Ibirubá region (Rio Grande do Sul state) from the onset of agriculture in 1900 to 2050. A spatially-explicit database with soils, landforms, original vegetation and land use change layers was created from available datasets and imagery. The Century model (version 4) was calibrated with SOC stock data (0 to 20 cm depth) obtained from field sampling of areas under native vegetation and agricultural fields. Two general soil management scenarios were established, which differed only in the no-till period from 1993 to 2050: the “Current” or baseline scenario, depicting soil management similar to actual practices in the study region, with moderate crop residue inputs due to rotations with corn grown every three years; the “Improved” scenario, with more frequent corn and approximately 30% higher crop residue inputs. with more frequent corn and approximately 30% higher crop residue inputs. Multiple Century simulations with soil-vegetation-landform combinations and year of conversion to agricultural use were performed through the iCentury interface. Simulated SOC stocks were merged into the GIS geodatabase by SQL (Structured Query Language) operations. This new SOC database allowed spatial and temporal visualization and quantitative analysis of SOC dynamics in the Ibirubá region. A major reduction of total SOC stock (from 5.043 Tg C in 1900 to 3.737 Tg C in 1985) occurred after conversion of native vegetation to to cropland under conventional management. After conservation agriculture practices were introduced in the mid-1980s, a partial recovery of the original SOC stock took place, reaching 4.276 Tg C in the “Current” scenario and 4.654 Tg C in the “Improved” scenario in 2005. The simulations also predicted that total stocks would exceed original stocks by 4% in the “Currrent” scenario and by 26% in the “Improved” scenario in 2050.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-01-18T14:11:06Z No. of bitstreams: 1 2012_WisleyMoreiraFarias.pdf: 9352815 bytes, checksum: 093d8ac973809c4a8db96841799b4a92 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-01-18T20:08:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_WisleyMoreiraFarias.pdf: 9352815 bytes, checksum: 093d8ac973809c4a8db96841799b4a92 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-01-18T20:08:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_WisleyMoreiraFarias.pdf: 9352815 bytes, checksum: 093d8ac973809c4a8db96841799b4a92 (MD5) / Tropical soils have their formation processes affected by climate and weathering aspects different from those of temperate regions. The main differences are weathering promoted by the chemical reactions of water, which process the mineralogy of soils at advanced evolutionary levels forming the oxy-hydroxides of Fe and Al. As in most laterite soils mineralogy 2:1 is lacking or incipient and the main changes arising from the physical weathering are the evolution of aggregate formations that define the structure of the soil matrix. This characteristic associated, in general, with the high clay contents generates a bimodal distribution of pores that will determine the values of suction under unsaturated conditions, permeability and strength of materials, hysteresis phenomena and collapsibility. Therefore, this thesis aimed at understanding the weathering processes in toposequences in the light of chemistry and mineralogy in order to assess the hydro-mechanical behavior of soils typical of the Brazilian Cerrado. The main findings were relations involving the mineralogy and grain sizes of clay fraction, point of zero charge, chemical indices Ki and Kr, and their influences on hydro-mechanical behavior of soils of the central plateau region of Brazil. Another important findings came from comparisons between results from a preserved region and from a region impacted by agricultural management and its physical and chemical implications on lateritic soils. Additional contributions of this thesis are de development of a conceptual over–consolidation model based on unsaturated soil theory considering cyclic processes of wetting and drying, a proposal of chemical and mineralogical classification based on Soil Taxonomy, which is more suitable to tropical soils, and, finally, a conceptual model of shear processes including physical, chemical and mineralogical aspects. In this context, it can be concluded in a generalized way that the study in toposequences can be extremely efficient for the understanding of the hydro-mechanical behaviour of tropical soils based on weathering processes. / Os solos tropicais têm em seu processo de formação aspectos climáticos e intempéricos diferenciados das regiões de clima temperado. As principais diferenciações promovidas pelo intemperismo são as reações químicas da água, as quais processam a mineralogia dos solos tropicais a nível evolutivo avançado formando os oxi-hidróxidos de Fe e Al. Como na maioria dos solos lateríticos a mineralogia 2:1 é inexistente ou incipiente, a principal modificação física advinda da evolução intempérica são as formações de agregados que definem a estrutura da matriz do solo. Essa característica associada, em geral, a elevados teores da fração argila gera uma distribuição bimodal dos poros que determinarão o comportamento da sucção no meio não saturado, a permeabilidade e resistência dos materiais, bem como os fenômenos de histerese e colapsibilidade. Portanto, o presente trabalho buscou o entendimento dos processos intempéricos em topossequências à luz da química e mineralogia visando o conhecimento do comportamento hidromecânico em uma sequência de solos típica do Cerrado brasileiro. Os resultados desse trabalho são relações envolvendo a mineralogia e granulometria da fração argila, ponto de carga zero, índices químicos Ki e Kr, e seus desdobramentos no comportamento hidromecânico de solos do Planalto Central. Outro entendimento importante são as comparações entre a área preservada e os impactos advindos do manejo agrícola e suas implicações físicas e químicas nos solos lateríticos. Ainda como contribuições desta tese pode-se destacar o modelo conceitual do pré-adensamento superficial tendo como base a teoria do meio não saturado considerando processos cíclicos de secagem e umedecimento, a proposta de classificação química e mineralógica reformulada a partir da Soil Taxonomy, que adequa-se melhor aos solos tropicais, e por fim o modelo conceitual do processo de cisalhamento abrangendo aspectos físico-químicos e mineralógicos. Neste contexto, pode-se concluir, de forma generalizada, que estudos em topossequências podem ser extremamente eficientes para o entendimento do comportamento hidromecânico de solos tropicais baseando-se nos processos intempéricos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília/Université Paris-Sud, Faculte des Sciences D'Orsay, 2008. / Submitted by Gabriela Ribeiro (gaby_ribeiro87@hotmail.com) on 2011-07-06T15:00:39Z No. of bitstreams: 1 2009_GarnierJeremie.pdf: 11369905 bytes, checksum: 4dde474193e5dea4de39c5cc74333b20 (MD5) / Approved for entry into archive by Elna Araújo(elna@bce.unb.br) on 2011-07-15T22:54:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_GarnierJeremie.pdf: 11369905 bytes, checksum: 4dde474193e5dea4de39c5cc74333b20 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-15T22:54:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_GarnierJeremie.pdf: 11369905 bytes, checksum: 4dde474193e5dea4de39c5cc74333b20 (MD5) / Os solos ou as coberturas de alteração constituem um dos principais compartimentos dos ecossistemas continentais. Estes ecossistemas são situados na interface entre a litosfera, a atmosfera, a hidrosfera e a biosfera (Robert, 1996). O solo é, por sua vez, fonte e sistema acumulador de contaminantes, de origem geoquímica ou de atividades antrópicas. Numerosas reações de transformação, mobilização e de transferência de elementos químicos para as águas e as plantas, sob intervenção ou não dos organismos vivos, têm lugar dentro dos solos e contribuem assim, para considerá-los como «reatores biogeoquímicos» (Bourrelier et Berthelin, 1998). Como conseqüência, os solos têm um papel fundamental no funcionamento dos ciclos biogeoquímicos e sobre a qualidade da água subterrânea. Assim, os solos têm importância crucial na transferência de contaminantes para a cadeia trófica. Dada a capacidade limitada de acumulação, retenção e depuração de poluentes, os solos constituem um ambiente muito sensível à poluição, exigindo melhor conhecimento sobre eles com o objetivo de minimizar os impactos da poluição no espaço e no tempo (Bourrelier et Berthelin, 1998). Os elementos-traço (ET), dos quais o cromo faz parte, estão presentes naturalmente nas rochas magmáticas, sedimentares e metamórficas, por vezes, em concentrações importantes, como nas rochas ultramáficas. A alteração química destas rochas, portadoras naturais dos metais, conduz à liberação e à redistribuição de ET nos solos. Os processos de dissolução, precipitação, sorção e desorção são responsáveis pela dinâmica dos ET nos solos e consequentemente dos riscos ecotoxicológicos (Brown et al., 1999). Entretanto, não é somente a presença de ET que induz o impacto sobre o ecossistema, mas sua biodisponibilidade. Esta é condicionada pela mobilidade e interação dos ET com soluções e organismos vivos. A estabilidade geológica dos crátons das zonas intertropicais, assim como o clima quente e úmido favorecem a alteração das rochas e permitem o desenvolvimento de espessos mantos de alteração laterítica podendo atingir mais de cem metros de espessura (Pedro, 1968; Tardy, 1993). Estes mantos de alteração representam os importantes jazimentos metálicos, como nos ambientes ultramáficos (Ni, Co, Pt) e abrigam ecossistemas particulares. A extração mineral coloca em risco esses ecossistemas, como no caso de Niquelândia. Torna-se então fundamental conhecer melhor tais ecossistemas e seu funcionamento, para melhor conservar e protegê-los. A região de Niquelândia é uma área de estudo excepcional interessando ao «desenvolvimento da explotação mineira, preservação do meio natural e restauração ecológica». As rochas ultramáficas são rochas mantélicas que afloram sob condições tectônicas particulares. Os solos desenvolvidos sobre estas rochas são conhecidos por serem muito ricos em metais e mais particularmente em níquel e cromo. As características químicas particulares destes solos favorecem o desenvolvimento de ecossistemas específicos, fortemente endêmico, adaptados aos metais e à baixa fertilidade dos solos (Jaffre, 1980). Neste ambiente, o estudo do cromo e da dinâmica dos solos implica na abordagem dos diferentes compartimentos do solo, i.e. a matriz sólida, a solução e os organismos. No meio natural, o cromo está presente sob duas valências: o cromo trivalente [Cr(III)] e o cromo hexavalente [Cr(VI)]; este ultimo conhecido por sua forte toxidez e os problemas ambientais que acarreta (Barlett et James, 1996). Assim, o estudo dos solos do maciço ultramáfico de Niquelândia (Goiás, Brasil), nesta tese visa a: i) conhecer as fontes e compreender a variabilidade dos teores de cromo; ii) caracterizar a ocorrência do cromo, os mecanismos de fixação e as soluções do solo, iii) quantificar e caracterizar a biodisponibilidade e a mobilidade do cromo sobre água-soloplanta, a fim de avaliar os riscos potenciais de mobilização. Apos expor o estado da arte, apresentar a área de estudo e os métodos utilizados, este estudo se direciona para dois grandes eixos. O primeiro trata mais particularmente do compartimento sólido dos solos. No primeiro momento, foi feito o estudo mineralógico a fim de conhecer a natureza (composição química e mineralógica) e os principais processos pedológicos. A segunda parte apresenta os resultados do conjunto das investigações focadas na solução do solo. Com objetivo de quantificar e caracterizar o cromo lábil, diferentes abordagens foram utilizadas no estudo da disponibilidade e mobilidade do cromo nos solos. Por fim, a conclusão geral discute o conjunto dos resultados, propõe um modelo sobre a dinâmica do cromo na escala do solo e da topossequência e expõe os principais conhecimentos trazidos por este estudo sobre os processos que regem a mobilidade e a disponibilidade do cromo nos solos de Niquelândia. / RÉSUMÉ / La disponibilité et la mobilité du chrome ont été étudiées sur quatre sols développés sur le complexe ultramafique de Niquelândia (état du Goiàs, Brésil), à l’aide d’expérimentations en laboratoire et in situ. La teneur totale en chrome de ces sols est particulièrement élevée, et sa compartimentation évolue avec la position dans la toposéquence et la profondeur du sol. La majorité du chrome est associée aux oxydes de fer bien cristallisés qui constituent la matrice solide des sols. Il est également présent au sein des chromites, et de phases mineurs silicatées. La quantité de chrome extractible est importante et majoritairement sous sa forme toxique (CrVI). Cette fraction atteint 1000 mg kg-1 soit plus de 10% du chrome total; ces teneurs sont dix fois supérieures à celles observées en Nouvelle-Calédonie. Des cinétiques d’échange isotopique du chromate ont confirmé la labilité de cette fraction. Elles ont également mis en évidence une vitesse d’échange rapide entre les phases porteuses et la solution, ainsi qu’une capacité élevée de ces sols à maintenir une importante concentration de chromate en solution. L’ensemble des résultats indique que le Cr(VI) labile est désorbé depuis la fraction fine composée d’oxydes de fer qui contrôle ainsi sa disponibilité et sa mobilité. Les résultats suggèrent que le chromate labile est faiblement adsorbé aux phases porteuses. La disponibilité du chrome est très hétérogène à des échelles décimétrique et décamétrique. L’étude des eaux du sol et de surface à l’échelle du bassin versant a mis en évidence une mobilité importante du Cr(VI) et des concentrations en chromate supérieures aux teneurs considérées comme toxiques, suggérant un impact sur les organismes vivants du complexe et également les écosystèmes environnants. D’autre part, l’analyse des solutions du sol a confirmé la faible teneur en nutriments, le rapport défavorable Ca:Mg et la disponibilité de certains métaux (Cr, Ni) typiques de ces milieux. Ces trois caractéristiques sont souvent considérés comme responsable de la faible fertilité de ce type de sol et du particularisme de ces écosystèmes. Enfin, les résultats suggèrent que la disponibilité en Cr(VI) de ces sols résulte de leur capacité d’échange anionique et non d’oxydation du Cr(III). __________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Chromium availability and mobility were studied on four soils developed on the complex ultramafic of Niquelândia (Goias state, Brazil), using laboratories and in situ experiments. Total chromium content is particularly high, and its partitioning evolves according to landscape position and depth. Chromium is mainly associated to well crystallized iron oxides, forming the soil matrix. However, extractable chromium is important, and mainly under the toxic form (CrVI). It reached 1,000 mg kg-1 (more than 10% of total chromium), those contents are ten times higher than those observed in New Caledonia. Results indicate that Cr (VI) in solution is released from the fine fraction composed by iron-oxides, which consequently control the Cr(VI) availability and mobility. Isotopic exchange kinetics of chromate has confirmed the exchange between the bearing phases and solution. They also highlighted a rapid exchange between the Cr-bearing phases and the solution, and the important Cr(VI) buffer capacity of these soils. They also suggest that the chromate is slightly adsorbed on iron-oxides. The chromate concentrations in soil solutions are important, higher than the usual hazardous contents. The chromate lability is very heterogeneous with the locality at a centimetric and metric scale. The soil solution and surface water study on the catchment area has highlighted an important Cr(VI) mobility at soil and complex scale, suggesting an impact on organisms of the complex and surrounding ecosystems. Moreover, the soil solutions analysis show the low nutrients content, the imbalance Ca:Mg and the metals (Cr, Ni) availability, often considered responsible to the low fertility of those soils and the specificity of ultramafic ecosystems. Finally, results suggest that the Cr(VI) availability of those soils results from their anionic exchange capacity and not from their capacity to oxidize Cr (III). ___________________________________________________________________________________ RESUMO

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.

Métodos de preparo e de adubação podem afetar os atributos químicos do solo e, consequentemente, sua fertilidade. Com o objetivo de avaliar as alterações em atributos químicos do solo, ao longo do período de dez anos, foram avaliados os resultados da análise de amostras de solo coletadas em nove épocas, em três profundidades (0-5; 5-10; 10-20 cm); o rendimento de grãos e a respectiva exportação de nutrientes de dois cultivos de verão (soja e milho), em experimento de campo em um Argissolo Vermelho Distrófico típico, na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. Foram avaliados três sistemas de preparo de solo, convencional (PC), reduzido (PR) e plantio direto (PD), combinados com dois sistemas de adubação, mineral (com calcário e fertilizantes comerciais) e orgânica (com cama de aviário). Os sistemas de preparo e tipos de adubação influenciaram os valores dos atributos químicos do solo ao longo dos anos, embora diferenças significativas não tenham sido constatadas em algumas épocas de amostragem. O sistema de plantio direto se destacou em relação aos demais, principalmente na camada superficial, em termos de valores de matéria orgânica, pH do solo e fósforo disponível. O tratamento com adubação orgânica apresentou maiores teores de matéria orgânica e de fósforo em relação ao tratamento com adubação mineral, devido aos critérios de estabelecimento de doses dos fertilizantes. Na adubação orgânica, os valores de pH do solo foram similares aos obtidos com a calagem, devido ao efeito cumulativo do adubo orgânico. O rendimento de grãos de soja foi baixo para o PD e significantemente inferior aos sistemas PR e PC, que não diferiram entre si. Maior rendimento foi obtido para a cultura de milho no plantio direto, porém as diferenças não foram significativas entre os sistemas de preparo e entre os sistemas de adubação. Os grãos de soja apresentaram menor exportação de nutrientes do que os grãos milho, devido à diferença entre os rendimentos obtidos para as culturas. / Tillage and fertilization methods may affect the soil chemical properties and as a consequence soil fertility. With the aim of assessing changes in soil chemical properties over the period of ten years, they were studied data from analysis of soil samples collected in nine times at three depths (0-5, 5-10, 10-20 cm), grains yield and nutrient exportation by two summer crops (soybean and corn) in a field experiment set in a Paleudult soil, at the Agronomic Experimental Station of the Federal University of Rio Grande do Sul, Eldorado do Sul, RS, Brazil. They were evaluated three soil tillage systems, conventional (CT), reduced (RT) and no-tillage (NT) combined with two fertilization systems, mineral (with lime and commercial fertilizers) and organic (with poultry litter). Tillage and fertilization systems affected soil chemical properties over the years, although no significant differences were observed in some sampling dates. The no-tillage system was highlighted in relation to the others, especially in the surface layer in terms of values of organic matter, soil pH and available phosphorus. Organic fertilization presented higher values of soil organic matter and phosphorus in relation to mineral fertilization due to the criteria for the establishment of fertilizer doses. Under organic fertilization, soil pH values were similar to those obtained with liming due to the cumulative effect of the organic fertilizer. Soybean grain yield was relatively low for the NT and significantly lower than RT and CT systems, which did not differ. Highest maize grain yield was obtained in NT, but differences were not significant among tillage systems and between fertilization systems. Soybean grain presented lower nutrient exportation than maize grain mostly due to yield difference between both crops.