Relationship between soil oxidizable carbon and physical, chemical and mineralogical properties of umbric ferralsols

Abstract

SUMMARYThe occurrence of Umbric Ferralsols with thick umbric epipedons (≥ ≥ ≥ ≥ ≥ 100 cm thickness) in humid Tropical and Subtropical areas is a paradox since the processes of organic matter decomposition in these environments are very efficient. Nevertheless, this soil type has been reported in areas in the Southeast and South of Brazil, and at some places in the Northeast. Aspects of the genesis and paleoenvironmental significance of these Ferralsols still need a better understanding. The processes that made the umbric horizons so thick and dark and contributed to the preservation of organic carbon (OC) at considerable depths in these soils are of special interest. In this study, eight Ferralsols with a thick umbric horizon (UF) under different vegetation types were sampled (tropical rain forest, tropical seasonal forest and savanna woodland) and their macromorphological, physical, chemical and mineralogical properties studied to detect soil characteristics that could explain the preservation of high carbon amounts at considerable depths. The studied UF are clayey to very clayey, strongly acidic, dystrophic, and Al-saturated and charcoal fragments are often scattered in the soil matrix. Kaolinites are the main clay minerals in the A and B horizons, followed by abundant gibbsite and hydroxyl-interlayered vermiculite. The latter was only found in UFs derived from basalt rock in the South of the country. Total carbon (TC) ranged from 5 to 101 g kg -1 in the umbric epipedon. Dichromateoxidizable organic carbon represented nearly 75 % of TC in the thick A horizons, while non-oxidizable C, which includes recalcitrant C (e.g., charcoal), contributed RESUMO: RELAÇÕES ENTRE O CARBONO OXIDÁVEL DO SOLO E ATRIBUTOS FÍSICOS, QUÍMICOS E MINERALÓGICOS DE LATOSSOLOS COM HORIZONTE A HÚMICO A ocorrência de Latossolos com horizonte A húmico hiperdesenvolvido (≥ 100 cm de espessura) nos trópicos e subtrópicos úmidos é um paradoxo, pois os processos de decomposição da matéria orgânica nesses ambientes são bastante eficientes. Apesar disso, esses solos têm sido documentados nas regiões Sudeste e Sul do Brasil, com algumas ocorrências na região Nordeste. Aspectos da gênese e do significado paleoambiental desses Latossolos aguardam por melhor entendimento. Os processos que levaram o horizonte A a ser tão espesso e escuro e contribuíram para preservação de C orgânico (CO) em profundidades consideráveis nesses pedons são de especial interesse. Neste trabalho, oito Latossolos com horizonte A húmico hiperdesenvolvido (Lh) sob diferentes fitofisionomias (Floresta Ombrófila, Floresta Estacional e Savana Arborizada) foram amostrados e os seus atributos macromorfológicos, físicos, químicos e mineralógicos estudados, com o objetivo de relacioná-los com a preservação de

Química da matéria orgânica e pedogênese em Latossolos húmicos sob vegetação de cerrado

“…Estudos que utilizaram esta técnica para caracterizar a MOS foram capazes de distinguir características da vegetação e do uso da terra ROSCOE, 2011;SCHELLEKENS et al, 2013), o grau de decomposição da matéria orgânica (NIEROP et al, 2005) e a história do fogo (GONZÁLEZ-PEREZ et al, 2004). Esta técnica foi usada também para estudo de Latossolos húmicos (MARQUES et al, 2015). Estes autores caracterizaram as frações leves (livres e oclusas) e extraíveis com NaOH da MOS de oito perfis localizados em três diferentes biomas brasileiros (cerrado, floresta tropical e floresta subtropical).…”

“…A microagregação também se deve ao retrabalhamento intenso e prolongado do solo pela biota, sobretudo os térmitas, que também são responsáveis pela homogeneidade destes solos (ESCHEMBRENNER, 1983;STOOPS, 1983;COOPER et al 2005). Os Latossolos estão geralmente associados a superfícies estáveis e antigas, podendo as mais antigas datar do Terciário e a maioria ser mais velha que o pliopleistoceno (1 a 5 milhões de anos) e, portanto, muitos deles são considerados policíclicos e poligenéticos (KÄMPF et al, 1988;SCHAEFER, 2001;MUGGLER et al, 2007 Marques et al (2015) encontraram que a alta abundância de carvões em alguns Latossolos húmicos no Brasil aumenta o teor de carbono total no solo e o carbono pirogênico está presente em quantidade significativa nas frações leves e na fração extraível com hidróxido de sódio. Além disso, verificaram que embora o carbono pirogênico seja considerado muito resistente à decomposição, em ambientes tropicais sua degradação é verificada, e sua estabilização em profundidade no perfil é um fator importante a ser estudado nas diferentes frações da MOS nos LH.…”

“…Outros estudos, no âmbito da pirólise analítica, consideram que, PAH que se unem a outros produtos certamente mais transformados, como materiais de origem microbiana, na análise estatística fatorial, podem ser considerados degradados (MARQUES et al, 2015).…”

“…Portanto, para as duas frações observa-se que i) não há diferenças significativas entre a degradação de carvões entre os perfis ii) no geral, há um aumento do índice da degradação com a profundidade. Isto está em concordância com outros estudos que também encontraram a mesma tendência (COHEN-OFRI et al, 2006;MARQUES et al, 2015;VELASCO-MOLINA et al, 2016 A fração EXT é abundante em material microbiano, identificando-se também a presença de produtos de quitina, o que confirma a participação de cupins e fungos edáficos para formação do horizonte húmico, além de outros microorganismos presentes no solo. E, por último, a fração resíduo possui enriquecimento alifático com relação as demais, o que está em concordância com outros estudos que demostram a associação de produtos alifáticos com a fração argila (WATTEL-KOEKKOEK et al, 2001;GRASSET et al, 2009SCHELLEKENS et al, 2013.…”

“…Estes solos geralmente são de textura argilosa a muito argilosa e podem possuir também fragmentos de carvão visíveis a olho nu, formando faixas, linhas ou dispersos ao longo do perfil (SILVA; VIDAL-TORRADO, 1999;MARQUES et al, 2011). Há muitos registros de LHs com horizonte A de mais de 2 m de espessura, o que representa um paradoxo diante das condições de clima tropical onde se localizam, favorável à mineralização da matéria orgânica.…”