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XXXICONGRESSO CONQUISTASBRASILEIRO & DESAFIOSDE ClENClA da CIÊncia do

DOSOLO Solo breallelr-a

DE 05 a 10 de agosto dE 2007 ser+ano Centro de Convencces •Gramado-RS

Determinação da humificação da matéria orgânica de um Latossolo ede suas frações organo-minerais

FAVORETTO, C.M. (2), SAAB, S. C. (3), MJLORI, D. M. B. P (4), ROSA, J. A. (5), BRINATTI, A. M. (3),

GONÇALVES, D.(2), LEITE, W.c.(6)

o solo analisado é classificado como LatossoloVermelho Álico, de culturas diferentes da região dePonta Grossa - Paraná, submetido a três sistemas demanejo do solo: Plantio direto (PD), Preparoconvencional (PC) e Preparo mínimo (PM), em trêsdiferentes profundidades (0-20 em, 20-40 em e 40-60em),

Foi analisado um total de nove amostras de solointeiro, isto é, solo sem nenhum tipo de tratamentoquímico ou fisico, dessas três camadas, e dozeamostras de solo fracionado, apenas da camadasuperficial do solo (0-20 em), por tamanho departículas «2~.l.m, 2-20!lll, 20-53 um, >53!lll).

As amostras de solo em duplicatas foram secasao ar, moídas em peneira de I mm e, então, submetidasao procedimento de desagregação de partículas para ofracionamento fisico, onde o solo foi peneirado emsuspensão aquosa e peneira de 53 um. Com isso afração areia> 53 um foi obtida. As frações < 53 um,constituídas por silte 2-20 um, areia fina 20-53 um e deargila 0-2 um, foram fracionadas por sedimenraçào,assumindo-se como densidade de partícula 2,65g em".O tempo de sedimentação foi calculado pela Lei deStockes (Bayer et al., 2000) [3].

m Primeiro autor é rnestranda em Química Aplicada UEPG Av. Carlos Cavalcami 4743, 84030-900, Ponta grossa, Pk-Mcsrranda em QuímicaAplicada UEPG Av. Carlos Cavalcanti 4748, 84030-900, Ponta grossa, PR-, favoretlocelia@pop.cOI11.br.:31 Segundo autor é professor adjunto do Departamento de Física UEPG, Av. Carlos Cavalcanti 4748, 84030-900, Ponta grossa, PR( I Terceiro autor é pesquisadora Ernbrapa Instrumentação Agropecuária São Carlos, C P. 741, 13560-970(3) Quarto autor é professor adjunto do Departamento de Física UEPG, Av. Carlos Cavalcanti 4748, 84030-900, Ponta grossa, PR (') Terceiro autor épesquisadora Embrapa lnstrurnentação Agropecuária São Carlos, c.P. 741, 13560-970(lI Quinto autor é Pesquisador IAr.AR - Pólo Regional de Ponta Grossa BR 376 Km 496- CEP 84001-970 Ponta GI ossa PR(lI Sexto autor é mestranda em Química Aplicada UEPG Av. Carlos Cavalcanti '4748, h4030-900, Ponta Grossa, PR '(6) Sétimo autor é aluno de iniciação científica do Departamento de Física UEPG, Carlos Cavalcanti 4748, 84030-900, Ponta grossa, PR

RESUMO - A matéria orgânica do solo é essencialpara a qualidade e produtividade, sendo seu processode humificação afetado pelo clima, tipo de solo esistemas de manejo do solo, resultando na formação degrupos fluorescentes que podem ser avaliados porespectroscopia de Fluorescência Induzida por Laser(FIL), uma técnica recente que tem se mostradoeficiente para análise da matéria orgânica (MO) desolos inteiros. Esta técnica foi utilizada para determinara humificação da MO de um Latossolo inteiro, isto é,solo sem nenhum tipo de tratamento fisico ou químico,como também o fracionamento fisico por tamanho departículas e relacionar os resultados da quantificação daMO humificada com a profundidade do solo e sistemasde manejo. Na superficie do solo, o plantio diretopossui a menor humificação em comparação com opreparo convencional e de preparo mínimo e as fraçõesda camada superficial do solo (0-20 em), indicarammaior humificação na fração (20-53 um) e o menor nafração «2 um), em todos os sistemas de manejo.

Palavras chave: Matéria orgânica do solo,Fluorescência Induzida por Laser, Sistemas de manejodo solo.

Introdução

A matéria orgânica do solo (MOS) é umcomponente essencial para a qualidade e produtividadedos solos agrícolas. Representa, também, a principalfonte do total de carbono terrestre, o qual tem um papelfundamental nas funções que a matéria orgânica exercesobre as propriedades fisicas, químicas e biológicas dosolo (Dieckow et ai, 2005) [I].

Nos últimos anos as técnicas de análisesespectroscópicas vêm sendo utilizadas para identificaro grau de humificação da matéria orgânica do solo.

Através da técnica de fluorescência induzida porlaser (FIL), Milori et aI 2006 [2], mostraram serpossível quantificar a humificação do solo inteiro (solosem qualquer tratamento fisico ou químico), Segundoesses autores isto é possível, pois o sinal defluorescência do solo é originário na matéria orgânica,principalmente na mais humificada que apresenta

diversos grupos funcionais com ligações insaturadasem sistemas rígidos conjugados em estruturas oumoléculas individuais, como anéis aromáticos equinonas.

A simplicidade, sensibilidade e rapidez sãovantagens apresentadas com o uso desta técnica. Afluorescência não tem o mesmo impedimento analíticoapresentado por outras técnicas em relação ao Fe3+podendo, por isso, ser usada para determinar o grau dehumificação em Iatossolos sem a necessidade daextração de ácidos húmicos.

O objetivo deste trabalho foi utilizar a técnica daFIL para determinar quantitativamente a humificaçãoda Matéria Orgânica de um solo Latossolo inteiro,como também esse solo submetido a fracionamentofísico por tamanho de partículas e relacionar osresultados da quantificação da Matéria OrgânicaHumificada com a profundidade do solo e sistemas demanejo,

Material e método

Para análise de FIL as amostras de solo forampastilhadas sendo, após, realizado as medidas defluorescência, com os seguintes parâmetros noequipamento: tensão na Fotomultiplicadora de 800Volts, Lock-in em escala de 50 mV, Laser sintonizadoem 458 nm e potencia de saida de 300 mW e Varredurado monocromador de 480 a 650 nm.

A análise do teor de carbono total foi realizadano laboratório de química e ICP do DMG - IGC -USP- São Paulo.

Resultados e discussão

Os resultados mostrados na tabela 1 indicam quena fração silte (2-20 um) foi encontrado o maiorconteúdo de carbono, quando comparados com asoutras frações de solo. Estes resultados estão de acordocom alguns autores, os quais observaram que oconteúdo de carbono varia entre as frações fisicas dosolo, sendo a fração silte a que mais contribui para isso(Catroux & Schnitzer, 1987; González-Pérez,2003)[ 4,5].

Análise de FIL do solo inteiro

Experimentos de FIL foram realizados, a fim dese obter informações sobre o grau de humificação(HFIL) das amostras de solo inteiro. A proposta decálculo deste índice de humificação é a razão entre ovalor a área da fluorescência (AF) e o valor do carbonototal (CT) presente na amostra de solo inteiro (Milori etai, 2002; Milori et ai, 2006) [6,2], ou seja,

AFHFlL =--Cr

Na camada superficial (0-20cm), o sistemaplantio direto apresentou os maiores valores do teor decarbono, porém valores de HF1L menores. Estecomportamento deve ser em função do significativoaporte de matéria orgânica fresca na superficie queocorre no plantio direto, causando uma diluição damatéria orgânica mais humficada resultando em altosteores de carbono e baixo grau de humificação.

Para profundidade de 0-20 cm (figura 1), asamostras provenientes do solo submetido ao preparoconvencional apresentaram maior humificação. Adecomposição preferencial e acelerada das porçõesmais lábeis da MO é induzi da nesse sistema de preparoem função do intenso revolvimento, resultando assimnum incremento relativo de estruturas recalcitrantes.(Sollins et aI. 1996) [7].

A humificação da MO aumenta com aprofundidade do solo em todos os sistemas de preparoindicando que a MO é mais recalcitrante quanto maisdistante da superficie do solo. Na profundidade de 20-40 e 40 - 60 cm o grau de humificação é próxima(figura I) não havendo diferença entre os sistemas depreparo.

Análise de FIL das frações do solo

Neste trabalho foi observado maior humificaçãona fração areia fina (20-53Ilm), em todos os sistemasde manejo como mostra a figura 2. O fato da fração<211m (argila) apresentar os menores valores, se deveao fato de que a decomposição da matéria orgânica émenos influenciada pela aromaticidade, sendoprovavelmente a interação da matéria orgânica com afração mineral, o fator determinante da suaestabilidade. A figura 3 mostra os espectros de emissãode fluorescência de todas as frações fisicas naprofundidade de 0-20 em para os três sistemas demanejo. Em todas as frações e sistema de manejo, opico de emissão de fluorescência foi em 526 nmindicando a presença de estrutura molecular rica emfluoróforos, como anéis aromáticos, grupos quinonas esistemas cíclicos.

Conclusões

Através dos resultados obtidos podemos afirmarque a metodologia proposta para avaliar o grau dehumificação da MO de solos inteiros pode ser utilizadapor fornecer resultados coerentes acerca do grau dehumificação da MOS.

Na superficie, o plantio direto possui a menorhumi ficação da MOS em comparação com o preparoconvencional e de preparo mínimo;

A maior humificação foi observada emprofundidades maiores para todos os sistemas demanejos;

Para as frações da camada superficial do solo (0-20cm) analisadas, os resultados indicaram maiorhumificação na fração areia fina (20-53 11m) e o menorna fração argila « 2 1lI11),em todos os sistemas demanejo.

Referências

[I] DIECKOW, J., MIELNICZUK, J., KNICK.ER, H., BAYER, C.,DICK, D.P., KOGELKNABNER, I. 2004. Soil C and N siocks asaffected by cropping systems and nitrogen fertilisation in a southernBrazil Aerisol managed under no-tillage for 17 years. Soil andTillage Researeh, Arnsterdarn, 81: 87-95,2005.[2] MILOR!. D.M.B.P.; GALETI, H. V A.; MARTIN-NETO, L.;DIECKOW, J.; GONZÁLEZ-PÉREZ, M.;.SALTON,J. Organiemaner study of whole soil samples using laser-induced fluorescencespeetroscopy. Soil Scienee Soeiety of Ameriea Journal, 70: 57-63,2006.[3] BA YER, c., MARTIN-NETO, L.; MIELNICZUK, J.;SAAB, s.c.. MILORI, D.M.P.; BAG ATO, V.S. Tillage andcropping system effects on soil humie acid characieristics asdetennined by electron spin resonance and fluorescencespeciroscopies. Geoderma, Amsterdarn, 105: 81-92, 2002.[4] CA TROUX, G.; SCHNlTZER, M. Chemical, spectroscopic, andbiological characteristies of the organic rnatter in particle sizefraetions separaied from an aquol!. Soil Science Socieiy of AméricaJournal, 51: 1200-1207, 1987.[5] GONZÁLEZ-PÉREZ. M. Estudos Espectroscópicos dadmârnica da matéria orgânica e complexação com íons metálicos emsolos submetidos à adição de lodo de esgoto. 128 f. Tese (Doutoradoem Química Analítica) - instituto de Química de São CarJos,Universidade de São Paulo, São Carlos, 2003.

[6] MlLORI, D.M.B.P.; MARTlN-NETO, L.; BAYER, C.;MIELNICZUK, J.; BAGNATO, V.S. Humificatian degree of soilhumic acids detennined by tluorescence spectroscopy. Sai I Science,167:739-749,2002.[7] SOLLlNS, P.; HOMANN, P.; CALDWELL, B.A.Stabilizauon and destabilization of soil organic rnauer: Mechanismsand contrais. Cecderrnn, Arnsterdarn, 74: 65-105, 1996.

160

~ r=-

,=-. r=-

140

120

100

Ir;. 60

60

40

20

Figura 1. Valores de HFILobtidos para todas as amostras de solo sobdiferentes sistemas de manejo e profundidade do solo em centímetro.PM- preparo mínimo; PD- plantio direto PC- preparo convencíonal.

PM PD PC

Figllra 2: diagrama representativo dos índices de humificação obtidopor I'IL para frações por tamanho de partículas do solo na superfíciedo solo (0-20 cm). PM- preparo mínimo; PD- plantio direto PC-preparo convencional.

l(nm)

-'"; 1.6

~u.i3 '.1E 1.0

UJ ••

l(nm)

l(nm)

Figura 3: espectros de emissão de tluorescência das frações do solopara os três sistemas de manejo na profundidade de 20 crn, PM-preparo rnímrno; PD- plantio direto PC- preparo convencional.

Sistema de manejo

Tabela I: valores de CTI das frações do solo, em diferentes sistemasde manejo e profundidade de 0-20 cm

%CTFrações

Preparo mínimo (PM)

Argila 3,04

SilteAreia grossaAreia fina

3,202,081,58

Plantio direto (PD)

Argila 3,03

SilteAreia grossaAreia fina

3,181,661,55

Preparo convencional (PC)

Argila 2,48

SilteAreia grossaAreia fina

2,991,571,26