Frações da matéria orgânica e composição molecular de substâncias húmicas de solos sob cultivo de eucalipto em biomas distintos

Abstract

O eucalipto é uma essência florestal de rápido crescimento que durante o ciclo e após a colheita aporta ao solo grande massa de resíduos, os quais podem contribuir para a formação da matéria orgânica do solo (MOS). A presente tese teve como objetivos gerais: i) avaliar o impacto do cultivo do eucalipto nas frações da MOS em solos de texturas distintas no Rio Grande do Sul; ii) avaliar as alterações nos estoques de C e N em frações da MOS sob influência da duração da rotação, e do tempo após a reforma de povoamentos de eucalipto; iii) realizar caracterização mais aprofundada da composição molecular de ácidos fúlvicos (AF) e húmicos (AH) de solos sob cultivo do eucalipto em biomas distintos no Brasil, por meio de técnicas de espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) do 13C. No primeiro estudo verificou-se que o solo argiloso sob cultivo do eucalipto (segunda rotação) apresentou estoques menores de C-AH, C associado à humina (C-HU) e à biomassa microbiana (C-BM), mas não se observaram diferenças nos estoques C orgânico total (COT), C associado à matéria orgânica leve (C-MOL) e C-AF em relação àquele sob mata nativa. No solo arenoso com povoamentos de eucalipto em segunda rotação houve maiores estoques de COT, C-MOL, C-AH e C-AF do que os observados no solo da mata nativa. O solo argiloso sob eucalipto estocou mais COT e substâncias húmicas (SH) que o solo arenoso. Ao contrário, os estoques de C-MOL e C-BM em áreas cultivadas sob eucalipto foram maiores no solo arenoso. O solo argiloso apresentou maior capacidade de armazenar MOS e SH, em razão dos maiores teores de argila. No segundo estudo constatou-se decréscimo nos estoques de COT, C-HU e C-MOL após 10 anos de cultivo com eucalipto em solo originalmente sob campo nativo. Contudo, observou-se recuperação dos estoques de C-BM e C-AF. No eucalipto com 13 anos observavam-se aumentos nos estoques de COT, C-AF, C-AH, C-MOL (0-100 cm) e C-BM (0-60 cm). Na fração humina aumento no estoque de C só foi observado após 22 anos de cultivo de eucalipto. Quando se procedeu à reforma de povoamentos com 13 anos de idade ocorreram aumentos no estoque do COT, C-AF, C-AH, C-HU e N-HU após um ano da reforma (0-100 cm), mas nesse período houve reduções no C-MOL e C-BM. Quatro anos após a reforma ainda eram observados menores estoques de C-MOL e frações mais estáveis da MOS em relação ao solo do campo nativo. Assim, o cultivo de eucalipto com rotações curtas e reformas mais freqüentes parece não fornecer o tempo suficiente para a recuperação da MOS em razão da decomposição continuada da MOS e da baixa contribuição da serapilheira nos anos iniciais após a reforma. No terceiro estudo o uso de RMN de 13C com as técnicas de polarização direta, e alta rotação da amostra em torno do ângulo mágico (DP/MAS, do inglês "Direct Polarization/Magic Angle Spinning"), polarização cruzada com supressão total das bandas laterais (CP/TOSS, do inglês "Cross Polarization/Total Suppression of Sidebands"), e filtro de anisotropia do deslocamento químico (CSA, do inglês "Chemical Shift Anisotropy") permitiram a estimativa acurada do grau de aromaticidade das SH. A aromaticidade baseada em experimentos de DP/MAS foi maior que aquela baseada em experimentos de CP/TOSS. Os principais grupos identificáveis foram aromáticos, grupos COO, peptídeos, ligninas, carboidratos e alifáticos não polares. A substituição da vegetação nativa por eucalipto aumentou a contribuição relativa de grupos alifáticos não polares em AH de solos previamente sob Mata Atlântica, no Espírito Santo, Campo Nativo, no Rio Grande do Sul e Cerrado, em Minas Gerais (Curvelo). Tendência similar foi observada para o AF. Existem evidências de contribuição substancial de ligninas para AH e AF de solos sob pastagens plantadas de Brachiaria sp. Em todos os biomas a técnica de defasagem dipolar confirmou a presença de C em compostos aromáticos condensados, possivelmente como contribuição de material herdado de queima natural e antrópica. A relação alquil/O alquil (A/O-A) decresceu do AH para o AF, revelando grau mais avançado de humificação do primeiro.