XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo

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1 XX Congreso Ltinomericno y XVI Congreso Peruno de l Cienci del Suelo EDUCAR pr PRESERVAR el suelo y conservr l vid en L Tierr Cusco Perú, del 9 l 15 de Noviembre del 2014 Centro de Convenciones de l Municiplidd del Cusco RELAÇÕES ENTRE O CARBONO E ATRIBUTOS QUÍMICOS DE LATOSSOLOS HÚMICOS, NORDESTE-BRASIL Arujo, J.K.S. 1 ; Souz-Júnior, V.S. 1* ; Mrques, F.A. 2 ; Souz, R.A.S. 3 ; Voroney, P. 4 1 Universidde Federl Rurl de Pernmbuco * Autor correspondente: Emil: vldomiro@ufrpe.com Av. Dom Mnoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, , Recife, PE, Brsil; Embrp Solos/UEP Nordeste 3 Universidde Federl Rurl d Amzôni 4 University of Guelph RESUMO A ocorrênci de Ltossolos com horizonte A húmico (Lh) espesso (> 100 cm) é rr no Nordeste do Brsil. Ness região, tis solos ocorrem comumente em elevds ltitudes, constituindo mbientes diferencidos d região semiárid circundnte, sendo intensmente utilizdos pr gropecuári. A estbilidde d mtéri orgânic do solo (MOS) em Lh ind é pouco compreendid, ssim, testou-se s hipóteses: i) o cúmulo de crbono (C) é fvorecido pel menor tx de decomposição d MOS decorrente d mior ltitude; e ii) ssocição do C com s forms de ferro (Fe) e lumínio (Al) é um mecnismo importnte pr proteção d MOS. Objetivou-se relcionr os tributos químicos com vrição do C em profundidde, e obter subsídios pr explicr preservção do C nestes solos. Form seleciondos cinco perfis de Lh em diferentes condições de clim, vegetção e ltitude, e os seus tributos químicos determindos, como ph, C +2, Mg +2, Al +3 e K + trocáveis, H + Al, P disponível, C totl, orgânico e lábil. Fe e Al ns forms cristlins, de bix cristlinidde e forms ssocids à MOS extrídos com ditionito-citrto-bicrbonto de sódio, oxlto ácido de mônio e pirofosfto de sódio, respectivmente. Os Lh presentm cúmulo de C reltivmente lto, independente d ltitude, e relciondo à reção ácid, distrofi e elevd sturção por Al. O Fe de bix cristlinidde presentou mior correlção (r = 0,61, P<0,05) com s forms de C do que s forms de Al livre (r = 0,46, P<0,05) e morfo (r = 0,44, P<0,05). PALAVRAS-CHAVE Horizonte A húmico; solos ltimontnos; crbono orgânico do solo

2 INTRODUÇÃO Ltossolos com horizonte A húmico (Lh) hiperdesenvolvido (>100 cm) são crcterizdos por um colorção escur, refletindo o expressivo conteúdo de crbono orgânico (CO) distribuído em profundidde. O horizonte A húmico é definido pelo Sistem Brsileiro de Clssificção de Solos (SiBCS EMBRAPA, 2013) como um horizonte minerl superficil com vlor e crom (cor do solo úmido) 4, sturção por bses (V%) < 65%, e espessur e conteúdo de CO dentro de limites específicos. A ocorrênci de Lh têm sido consttd frequentemente em mbientes de clim meno ou ssocidos elevds ltitudes ns regiões Sudeste e Sul do Brsil, com lgums ocorrêncis em áres ltimontns no Nordeste (Ker, 1997). Segundo Lepsch e Buol (1986), os Lh são remnescentes preservdos, resultntes d cumulção de MOS sob diferentes condições climátics pretérits. Silv e Vidl Torrdo (1999) sugerem que o espessmento e melnizção do horizonte A húmico em Ltossolos poderi tmbém ser resultdo d decomposição e redistribuição de mteriis crbonizdos pel fun do solo. Mrques et l. (2011), por su vez, verificou que estbilizção do C em Lh d região Sul, Sudeste e Nordeste está relciond principlmente interção do C com estruturs de Al pobremente cristlins. Outros utores tmbém reportm à formção de complexos orgnomineris pr explicr estbilizção do C nestes solos (Silv, 1997; Silv e Vidl Torrdo, 1999; Clegri, 2008). A mnutenção desses solos estri ssocid s superfícies estáveis, o clim frio, cidez e lt sturção por lumínio (Queiroz Neto e Cstro, 1974; Ker, 1997). Estudos relciondos gênese do horizonte A húmico em Ltossolos e estbilidde d mtéri orgânic são escssos n região Nordeste do Brsil. Ademis, por se trtr de solos que, n miori ds vezes, compõem mbientes que presentm crcterístics climátics privilegids, distints d região semiárid circundnte, são intensmente utilizdos pr fins grícols e extremmente importntes pr economi regionl. Dinte disso, o objetivo desse estudo foi crcterizr quimicmente Lh de diferentes condições de clim, vegetção e ltitude n região Nordeste do Brsil, e relcionr os tributos químicos à preservção d MOS. MATERIAL E MÉTODOS Form seleciondos cinco perfis de solo em condições contrstntes de clim e ltitude fim de possibilitr investigção dos ftores de formção do solo n cumulção d mtéri orgânic. Todos os perfis de solo estão situdos em posição de topo, em relevo plno suve onduldo, e em áres de preservção mbientl. A loclizção, unidde geomorfológic, coordends geográfics, solo, ltitude, clim e vegetção dos locis estuddos podem ser visulizdos n Tbel 1. Form coletds mostrs em todos os horizontes pr s nálises químics, segundo Sntos et l. (2005). As mostrs form secs o r, destorrods e pssds em peneir com mlh de 2 mm pr obtenção d terr fin sec o r (TFSA). Form relizds s seguintes nálises químics de cordo com EMBRAPA (1997): ph em águ e KCl 1 mol L -1, com relção solo:solução de 1:2,5; C 2+, Mg 2+ e Al 3+ trocáveis extrídos por KCl 1 mol L -1 e determindos por titulometri; K + trocável determindos por espectrofotometri de chm, pós extrção com Mehlich-1, o qul extriu tmbém o P disponível, que foi determindo por colorimetri; H + Al foi extrído com cetto de cálcio 1 mol L -1 ph 7,0 e determindo com solução de NOH 0,025 mol L -1. Form clculdos: cpcidde de troc de cátions (T); sturção por bses (V%) e sturção por lumínio (m). Os teores de crbono totl (CT) form determindos por combustão sec (950ºC) num nlisdor elementr. Enqunto que os conteúdos de crbono orgânico (CO) form nlisdos por vi úmid com dicromto de potássio (K 2Cr 2O 7) 0,4 mol L -1 (EMBRAPA, 1997). O crbono lábil (CL) foi

3 determindo por meio d oxidção com solução de permngnto de potássio (KMnO 4) 0,2 mol L -1 (Mendonç e Mtos, 2005). Tbel 1. A loclizção, unidde geomorfológic, coordends geográfics, solo, ltitude, clim e vegetção dos locis estuddos Loclizção Unidde A Coordend Solo Mteril de Clim geomorfológic (m) origem Vegetção P1 - Itmbé (PE) Depressão 07º 25 23,2 S LAd 178 As Periféric 35º 10 51,5 W P2 - Pudlho (PE) Tbuleiros 07º 51 58,2 S LAdx 143 As Costeiros 35º 12 17,1 W P3 - Brejão (PE) Plnlto d 07º S LAdx 820 Cs Borborem 37º W Subperenifóli P4 - Crto (CE) Chpd do 07º 14 24,8 S LAd 947 Cs Arripe 39º 29 15,1 W P5 - Crto (CE) Altitude Chpd do Arripe 07º 14 54,1 S 39º 29 50,7 W LAd 963 Cs O ferro e o lumínio ns forms cristlins, Fe d e Al d respectivmente, form determindos pós extrções sucessivs com ditionito-citrto-bicrbonto de sódio (DCB) (Mehr e Jckson, 1960), e s forms pobremente cristlins, Fe o e Al o, form extríds por um únic extrção com oxlto ácido de mônio (OAA) (Mckegue e Dy, 1966). Os teores de Fe e Al form extrídos por pirofosfto de sódio, o qul possui cpcidde de extrção destes elementos ligdo à mtéri orgânic (Mckegue; Brydon; Miles, 1971). O teor de Fe e Al nos extrtos foi determindo por espectrofotometri de bsorção tômic. Foi relizd nálise de correlção liner entre s frções de C e os tributos químicos dos solos em superfície e subsuperfície, usndo-se o progrm SAS (9.1). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os perfis estuddos presentrm elevd cidez e bixo teor de nutrientes (Tbel 2) proporciondos pelo mteril prentl pré-intemperizdo. Além disso, liberção de H + durnte decomposição d MOS, possivelmente, tmbém contribui com cidificção dos solos, principlmente, em superfície (Guppy et l. 2005). Os teores de C 2+, Mg 2+ e K + trocáveis, e P disponível form bixos nos perfis de solo, já nos perfis P5 e P6, esses teores tenderm ser ind mis reduzidos, provvelmente devido à elevd lixivição fvorecid pelo relevo tbulr d Chpd do Arripe, um vez que estes perfis presentm drengem mis centud que os demis. O perfil P2 presentou mior vlor de ph, teores de cátions trocáveis e P disponível mis elevdos em relção os demis perfis. Esses resultdos podem ser tribuídos o uso nterior do solo, já que se trt de áre com vegetção secundári. Os teores de Al 3+ trocáveis form elevdos em todos os perfis, exceto no P2, com os miores vlores superficilmente e n frção intermediári do horizonte A (Tbel 2). A mior prte dos sítios do complexo de troc do solo é ocupd por H + Al, e CTC quse que totlmente dependente d MOS. A mior ocorrênci de complexos estáveis com mtéri orgânic pode explicr menor sturção por lumínio em P4. Os teores de CT form reltivmente ltos em todos os perfis estuddos, independente d ltitude (Tbel 2). Em todos os perfis, mis d metde do estoque totl de C encontr-se em subsuperfície,

4 Tbel 2. Atributos químicos dos perfis de solos estuddos. Hor. Prof. ph Complexo sortivo (cmolc kg -1 ) V m P CT CO CL DCB OAA Pirofosfto (cm) H2O KCl C 2+ Mg 2+ K + Al 3+ H + T --- % --- mg kg g kg -1 Fe Al Fe Al Fe Al g kg P1 Ltossolo Amrelo Distrófico húmico (Itmbé) A ,8 3,4 1,22 0,57 0,08 1,62 13,20 16, ,8 30,4 25,4 5,5 20,2 5,3 1,4 2,0 3,2 15,5 A ,9 3,9 0,27 0,13 0,02 2,64 14,61 17, ,6 24,6 16,7 3,8 22,6 6,0 1,7 2,5 3,3 18,5 A ,2 4,0 0,07 0,22 0,02 2,57 11,21 14, ,7 21,4 12,0 2,5 24,7 6,3 1,4 2,7 4,8 16,8 A ,1 3,9 0,07 0,09 0,01 1,92 8,40 10, ,0 13,2 8,8 1,5 20,5 5,6 1,0 2,0 4,5 12,9 A/B ,9 3,9 0,12 0,14 0,01 1,81 4,50 6, ,1 10,3 5,5 0,9 25,9 6,4 0,4 2,0 4,4 8,8 B/A ,9 3,9 0,08 0,24 0,02 1,62 2,63 4, ,1 6,3 3,7 2,3 25,7 5,2 0,2 1,7 1,3 2,3 Bw ,0 4,0 0,07 0,55 0,01 1,10 2,11 3, ,3 5,5 4,2 0,6 30,6 5,1 0,1 1,7 0,2 1,0 P2 Ltossolo Amrelo Distrocoeso húmico (Pudlho) A ,8 4,7 3,93 1,11 0,18 0,15 6,81 12, ,6 19,3 15,3 5,2 13,0 5,1 0,5 1,3 1,7 7,9 A ,8 3,8 0,64 0,16 0,04 1,40 6,37 8, ,0 12,9 12,7 2,1 20,8 7,4 0,5 1,8 3,6 13,1 A ,9 3,9 0,43 0,02 0,03 1,37 5,22 7, ,8 10,3 10,2 1,4 19,2 7,1 0,5 1,8 3,4 11,2 AB ,9 3,9 0,55 0,06 0,01 1,15 3,27 5, ,6 7,7 4,6 0,9 24,4 4,9 0,3 1,6 3,8 8,8 BA ,2 3,9 0,72 0,09 0,01 0,84 2,10 3, ,8 6,8 4,4 0,7 31,0 5,4 0,2 1,5 3,2 6,9 Bw ,3 4,1 0,78 0,22 0,03 0,59 2,26 4, ,9 6,3 4,2 0,1 35,3 8,1 0,2 1,5 0,9 1,6 P3 Ltossolo Amrelo Distrocoeso húmico (Brejão) A ,7 3,8 1,11 1,32 0,10 1,19 9,72 13, ,1 30,3 26,3 6,7 9,1... 1,6... 0,5... A ,7 4,0 0,32 0,81 0,08 1,61 7,05 9, ,1 18,7 17,0 3,4 10,6... 1,9... 0,9... A ,7 4,1 0,20 0,82 0,02 1,45 5,84 8, ,1 12,8 10,4 1,9 12,7... 1,6... 1,0... AB ,9 4,2 0,20 0,77 0,03 1,19 5,72 7, ,2 10,9 9,1 1,0 13,9... 1,7... 0,9... BA ,1 4,3 0,14 1,00 0,01 0,83 4,28 6, ,9 8,2 7,2 0,9 13,7... 1,8... 0,9... Bw ,0 4,4 0,09 1,33 0,01 0,47 3,19 5, ,9 7,3 5,2 1,1 16,6... 0,8... 0,4... P4 Ltossolo Amrelo Distrófico húmico (Crto) A ,0 3,9 0,06 0,06 0,10 2,18 14,39 16, ,8 38,7 31,0 4,8 41,1 17,5 2,7 3,4 9,8 21,1 A ,3 4,2 0,06 0,04 0,03 1,74 12,74 14, ,3 27,4 21,3 5,2 57,2 23,8 2,9 4,2 11,0 24,4 AB ,4 4,2 0,03 0,03 0,01 1,40 9,48 11, ,0 19,8 17,5 3,2 41,5 17,0 1,8 2,6 11,0 24,9 BA ,4 4,3 0,05 0,03 0,00 1,13 5,07 6, ,9 12,2 7,6 0,9 42,9 18,1 1,4 2,6 5,5 13,4 Bw ,7 4,4 0,08 0,03 0,01 0,69 5,86 6, ,2 9,7 4,0 1,2 43,8 14,7 1,4 2,3 5,0 12,4 P5 Ltossolo Amrelo Distrófico húmico (Crto) A ,9 3,9 0,10 0,09 0,10 2,39 15,77 18, ,3 42,1 31,4 8,0 35,4 15,7 2,1 2,8 8,0 19,2 AB ,4 4,2 0,06 0,03 0,01 1,39 9,04 10, ,7 23,3 10,4 3,1 24,2 16,2 2,0 3,0 5,4 15,7 BA ,4 4,3 0,05 0,03 0,00 1,03 6,43 7, ,1 14,4 7,3 1,8 31,4 15,2 1,4 2,6 4,8 13,4 Bw ,4 4,3 0,05 0,02 0,01 0,67 4,32 5, ,1 10,3 5,1 0,9 38,3 17,3 1,5 2,2 5,3 14,1 Bw ,3 4,4 0,03 0,07 0,01 0,44 3,49 4, ,1 8,4 6,0 0,7 45,2 16,3 1,2 2,2 4,0 11,5 Feito pens três extrções...não determindo

5 evidencindo potencilidde destes pr estocr C. Os perfis P5 e P6, loclizdos no Crto, presentm os miores teores de CT no horizonte mis superficil. Enqunto o P2 present o menor teor de C, provvelmente por loclizr-se num sub-região costeir com clim Tropicl, quente e úmido (As ), que fvorece decomposição d MOS. No entnto, deve-se levr em considerção que o estdo de conservção d vegetção n áre de colet do perfil é precário, o que poderi potencilizr ção do clim. Tis condições químics podem constituir limitntes à tividde microbiológic decompositor, e, portnto, fvorecer preservção d MOS. Contrrindo s expecttivs, o perfil P1 (Itmbé), loclizdo sob condição climátic desfvorável mnutenção de ltos teores de C, presentou o mior espessmento (120 cm) do horizonte A em relção os demis perfis, e cumulou quntiddes de C miores ou semelhntes àqueles encontrdos em solos situdos em áres com clim diferencido (P3, P4 e P5). Isto demonstr importânci reltiv de outros ftores n preservção do C nestes solos em detrimento do clim tul. O CO e o CL representrm, em médi, mis de 80 e 20 % do CT, respectivmente, n superfície do horizonte A em todos os perfis. Tbel 3. Coeficientes de correlção liner (r) entre s forms de C do solo e entre esses e outrs vriáveis dos horizontes A e B Horizonte A Prâmetro Horizonte B b CT CO CL CT CO CL CT 1 1 CO 0,94* 1 0,65* 1 CL 0,90* 0,90 1 0,31 0,06 1 ph -0,05-0,20 0,00 0,54 0,23 0,03 CTC efetiv 0,27 0,30 0,49* -0,58* -0,26 0,06 Al +3 trocável 0,46* 0,33 0,17 0,03-0,13 0,42 m 0,17 0,03-0,15 0,64* 0,20 0,32 P 0,22 0,31 0,47* -0,17 0,24 0,14 Fep 0,47* 0,39 0,28 0,77* 0,23 0,09 Alp 0,44 0,33 0,25 0,74* 0,19 0,03 Fed -0,24-0,10-0,20-0,30 0,28-0,30 Feo 0,61* 0,55* 0,40 0,55 0,41-0,12 Ald 0,46* 0,35 0,30 0,69* 0,27 0,02 Alo 0,44* 0,29 0,23 0,45 0,00-0,04 * significtivo P < 0,05 número de observções(n)=20 b n=13 No horizonte A e B, mis de 40 e 70 %, respectivmente, d vrição d MOS foi ssocid o Fe e Al, como mostrdo pels extrções por pirofosfto. Esses resultdos mostrm que frção orgânic está ssocid à frção minerl do solo, sendo este, um importnte mecnismo pr preservção e cúmulo do C nesses solos. O cúmulo de CT no horizonte A húmico foi relciondo, principlmente, s forms de Fe de bix cristlinidde (Fe o) (r = 0,61, P<0,05), e o Al livre (r = 0,46, P<0,05) e Al de bix cristlinidde (r = 0,44, P<0,05). Enqunto o Fe cristlino (Fe d) foi negtivmente ssocido às frções de C (Tbel 3). Enqunto no horizonte B, vrição de CT dependeu significtivmente do Al d (r = 0,69, P<0,05). Mrques et l. (2011) verificrm que os compostos orgânicos form predominntemente ssocidos às forms de lumínio pobremente

6 cristlins em Lh do Sul e Sudeste do Brsil, e que ssocição do C com s forms de Fe não foi significtiv. Por outro ldo, Fontes et l. (1992) observrm ssocição de ácidos húmicos com goethits em Lh do Nordeste brsileiro. CONCLUSÕES Os Lh presentrm cidez elevd, distrofi, cúmulo de C reltivmente lto, independente d ltitude. O cúmulo de C no horizonte A húmico, bem como su espessur não são clrmente influencidos pel ltitude. O cúmulo de C no horizonte A húmico é fvorecido pel menor decomposição d MOS, qul tende ser retrdd pels proprieddes químics do solo, como distrofi, elevd sturção por lumínio e interções entre s forms de C com o Fe e Al de bix cristlinidde, e s forms de Al livre (Al d). AGRADECIMENTOS Os utores grdecem o Prof. Mteus Ross Ribeiro "in memorin" pel supervisão do trblho, e José Fernndo WF Lim pelo suporte técnico ns tividdes de cmpo. BIBLIOGRAFIA Clegri, M.R Ocorrênci e significdo pleombientl do horizonte A húmico em Ltossolos. Tese de Doutordo. Pircicb: ESALQ-USP. 259p. EMBRAPA - Empres Brsileir de Pesquis Agropecuári Mnul de métodos de nálise de solo. CNPS, 212p. EMBRAPA - Empres Brsileir de Pesquis Agropecuári Sistem brsileiro de clssificção de solos. 3.ed. 353p. Fontes M.R., S.B. Weed e L.H. Bowen, Assocition of microcrystlline goethite nd humic cid in some oxisols from Brzil. Soil Science Society of Americ Journl 56: Guppy, C.N., N.W. Menzies, P.W. Moody, e F.P.C. Blmey Competitive sorption rections between phosphorus nd orgnic mtter in soil: A review. Austrlin Journl Soil Reserch 43: Ker J.C Ltossolos do Brsil: um revisão. Geonomos 5: Lepsch I. e S.W. Buol Oxisol-lndscpe reltionships in Brzil. In: Interntionl soil clssifiction workshop; clssifiction chrcteriztion nd utiliztion of oxisols, 8. Rio de Jneiro. Proceedings... Rio de jneiro: EMBRAPA, SMSS, ATD, UPR, Pt1. p Mrques F.A., M.R. Clegri, P. Vidl-Torrdo, e P. Buurmn Reltionship between soil oxidizble crbon nd physicl, chemicl nd minerlogicl properties of umbric Ferrlsols. Revist Brsileir de Cênci do Solo 35: Mckegue J.A., J.E. Brydon e N.M. Miles Differentition of Forms of extrctble Iron nd Aluminum in Soils. Soil Science Society of Americ Journl 35: Mckegue J.A. e J.H. Dy Dithionite nd oxlte - extrctble Fe nd Al s Aids in differentiting vrious clsses of soils. Cndin Journl of Soil Science 46: Mehr J.P. e M.L. Jckson Iron oxides removl from soils nd clys by dithionite-citrte-bicrbonte system buffered with bicrbonte sodium. Clys nd Cly Minerls 7: Mendonç, E.S., E.S. Mtos Mtéri orgânic do solo: métodos de nálises. UFV. Viços Brsil, 77p. Queiroz Neto, J.P., S.S. Cstro Formções Superficiis e Ltossolos Vermelho-Amrelo Húmico n áre de Brgnç Pulist. Estdo de São Pulo, Brsil. In: Congresso Brsileiro de Geologi 18, Porto Alegre, Anis. Porto Alegre: SBG, pp Sntos, R.D., R.C. Lemos, H.G. Sntos, J.C. Ker, e L.H.C. Anjos Mnul de descrição e colet de solo no cmpo. 5.ed. SBCS, Viços Brsil, 100p. Ss Institute, Ss user's guide: sttistics. Version 9.1. Cry. Silv, A.C Dinâmic d cobertur pedológic de um áre crtônic do Sul de Mins Geris. Tese de Doutordo. Pircicb: ESALQ-USP. 191p. Silv, A.C. e P. Vidl-Torrdo Gênese dos Ltossolos Húmicos e su relção com evolução d pisgem num áre crtônic do sul de Mins Geris. Revist Brsileir de Ciênci do Solo 23: