A matéria orgânica do solo (MOS) representa um importante reservatório de carbono (C) nos ecossistemas terrestres. O conteúdo de C estocado no solo pode ser liberado para a atmosfera na forma de CO2, com a decomposição da MOS, ou pode ser aumentado com a entrada de resíduos e retenção da MOS. Nesse sentido, é importante entender os mecanismos de estabilidade e retenção da MOS para predizer como os solos respondem a mudanças, quer sejam elas induzidas por alterações climáticas ou por práticas de manejo. Dentro dos Latossolos, classe que ocupa cerca de 32 % do território brasileiro, há aqueles que possuem horizonte A húmico hiper espesso e, portanto, com maior estoque de C. Aspectos sobre a origem, formação e preservação do horizonte A húmico destes solos em suas ocorrências em diferentes biomas ainda não foram completamente elucidados e estão estritamente ligados à fonte, dinâmica e mecanismos de preservação e distribuição da MOS no solo. O objetivo deste trabalho é entender a gênese da MO dos Latossolos húmicos que ocorrem no Bioma Cerrado, por meio da caracterização molecular pela técnica da pirólise acoplada à cromatografia gasosa e espectroscopia de massas (pirólise - CG/EM). Para isso, foram coletadas amostras dos horizontes A em dois perfis de Latossolos com horizonte A húmico (LH1, LH2) e um perfil de Latossolo com horizonte A moderado (solo de referência; LNH) situados em superfície de aplanamento adjacente à Serra do Espinhaço, no município de Grão Mogol - MG, sob clima tropical semi-úmido e vegetação de cerrado sensu strictu. Por meio da descrição morfológica dos solos em diferentes níveis de observação (campo, lupa e microscópio) procurou-se entender melhor os mecanismos de espessamento do horizonte A e a distribuição de partículas de carvão ao longo do perfil. As amostras dos horizontes foram submetidas ao fracionamento físico e extração da MOS, gerando as seguintes frações: fração leve livre (FLL); fração leve oclusa (FLO), fração extraível com NaOH (EXT) e resíduo (RES). A morfologia dos perfis evidencia a intensa e longa atividade biológica (fauna e raízes) a que esses solos foram e estão submetidos. Isso explica a abundância de microagregados e a consequente macropososidade elevada, assim como a ampla distribuição de fragmentos de carvão em todo o horizonte A, e parte do B, com dimensões milimétricas a submilimétricas, sugerindo a fragmentação destes ao longo do tempo. Foi evidenciado o maior conteúdo de carvões nos dois LHs em comparação ao LNH. A distribuição da MOS nas frações estudadas foi a mesma para os três perfis estudados: RES>EXT>FLL>FLO, que mostra a importância da fração RES para estes solos. Produtos da carbonização (Black carbon; BC: hidrocarbonetos poliaromáticos) foram mais abundantes na fração RES e FLO, no entanto, a maior diferença qualitativa entre a MOS de LHs e LNH diz respeito à abundância de BC na fração RES, que é maior em LHs do que LNH; confirmando a maior quantidade de carvões em LHs verificada na morfologia. Um índice de degradação do BC foi estabelecido com base em análise fatorial com os todas as frações estudadas e produtos poliaromáticos. Este índice, aplicado às frações EXT e RES, mostrou que a degradação do BC aumenta com a profundidade/idade, e não houve diferenças significativas entre os perfis estudados. Portanto, LHs provavelmente tem maior entrada de carvões, o que deve estar ligado a um histórico de maior incidência de incêndios ou maior abundância local de espécies arbóreas. / Soil organic matter (SOM) is an important carbon (C) stock in terrestrial ecosystems. C in soils can be released to the atmosphere in CO2 form by SOM decomposition, or can be stored with residue inputs and SOM retention in the soils. In this sense, it is important to understand the SOM stability mechanisms to predict how soils behave under climatic or human management induced environmental changes. Latosols occupy 40% of the national territory in Brazil. Some of them have a hyper thick A horizon with a major C stock, Humic Latasols. Aspects that underlie the formation of humic A horizon are still unclear, and mainly concern SOM dynamics, SOM preservation mechanisms, and SOM distribution with depth. The aim of this work is to understand the genesis of Humic Latosols through molecular characterization of SOM by pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (pyrolysis - GC/MS). For this purpose samples from two profiles (LH1, LH2) were collected, and in addition a reference profile was sampled (Latosol without humic characteristics, LNH). All profiles were located near Grão Mogol city (MG) under a semi-humid tropical climate and Cerrado vegetation. Morphology at different levels (field, bloom and microscope) showed that charcoal was abundant in all three profiles, and an extremely high biological activity. Profiles were sampled in detail and all samples were submitted to sequential physical fractionation and chemical extraction, generating the following SOM fractions: free light fraction (FLF); occluded light fraction (OLF); NaOH extractable fraction (EXT) and residue (RES). The molecular composition of the samples was studied by pyrolysis-GC/MS. Profile morphology evidence the long and intense biological activity (faunal and roots) in this soils, in the past and present time. This explains the microaggregate abundance and consequent macroporosity, and also the distribution of charcoal fragments in all of A and part of B horizon. These fragments have submilimetrical a milimetrical dimensions, suggests its fragmentation along the time. It was evidenced too, the bigger charcoal content in LHs than LNH. The C distribution in the fractions was the same for all the studied profiles: RES>EXT>FLL>FLO, which shows the importance of the RES fraction for these soils. Pyrolysis products derived from black carbon (BC; polyaromatics hydrocarbons) were most abundant in RES and FLO. In the RES, PAHs were more abundant in the LH than LNH; confirming the biggest quantity of charcoals in LHs verified in morphology. A BC degradation index was established using factor analysis with all PAH and all fractions studied. Depth records of these parameter showed an increase with depth in both EX and RES, and showed no differences between the studied profiles. It is concluded, therefore, that the LH had a larger input of charcoal. It is hypothesized that the larger contribution from BC in LHs is related to local differences in fire intensity and/or more trees in the vegetation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-06072016-102820 |
| Date | 18 May 2016 |
| Creators | Justi, Marina |
| Contributors | Torrado, Pablo Vidal |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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