Gênese do solos com horizontes escurecidos no entorno de lagoas salinas desmatadas, Pantanal da Nhecolândia (MS)

Texto

(1)UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO INSTITUO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS, QUÍMICAS E FARMACÊUTICAS – ICAF PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ANÁLISE AMBIENTAL INTEGRADA. GÊNESE DE SOLOS COM HORIZONTES ESCURECIDOS NO ENTORNO DE LAGOAS SALINAS DESMATADAS, PANTANAL DA NHECOLÂNDIA (MS). BRUNA CASTANHO MAMBRE BONOMO. DIADEMA, 2019.

(2) GÊNESE DE SOLOS COM HORIZONTES ESCURECIDOS NO ENTORNO DE LAGOAS SALINAS DESMATADAS, PANTANAL DA NHECOLÂNDIA (MS). BRUNA CASTANHO MAMBRE BONOMO. Dissertação apresentada como exigência parcial para obtenção do título de Mestre em Ciências, ao Programa de PósGraduação Análise Ambiental Integrada do Instituto de Ciências Ambientais, Químicas. e. Farmacêuticas. da. Universidade Federal de São Paulo – Campus Diadema.. Orientadora:. Profa.. Dra.. Aparecida Correia Furquim. DIADEMA, 2019. Sheila.

(3) Bonomo, Bruna Castanho Mambre Gênese de solos com horizontes escurecidos no entorno de lagoas salinas desmatadas, Pantanal da Nhecolândia (MS) / Bruna Castanho Mambre Bonomo. – – Diadema, 2019. 125 f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Programa de Pós-Graduação em Análise Ambiental Integrada) - Universidade Federal de São Paulo Campus Diadema, 2019. Orientador: Sheila Aparecida Correia Furquim 1. Pantanal da Nhecolândia. 2. Desmatamento. 3. Lagoas Salinas. 4. Matéria Orgânica. 5. Manganês. I. Título CDD 631.44.

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(7) Dedico aos meus pais, Elena e Carlos, e minha irmã Luli, que permitiram eu concluir mais essa etapa..

(8) AGRADECIMENTOS Agradeço à Deus por ter me dado uma família maravilhosa. Mãe e pai, meus exemplos de determinação, amor e companheirismo, que não mediram esforços para me apoiar e permitir que eu concluísse o mestrado! À minha irmã Luli, minha maior conselheira no quesito pósgraduação rs e maior incentivadora para que eu finalizasse a pesquisa, sem ela talvez eu não teria chegado até o fim. À Li e Tia, sempre dando muita força e apoio. Amo vocês! Ao Ricardo Lemos, meu companheiro de todas as horas, inclusive de laboratório à noite e de final de semana, correções de textos, palpites na formatação, que não mediu esforços para me ajudar toda vez que precisei. À Professora Dra. Sheila Aparecida Correia Furquim, que desde 2011 me orienta, incentivando e auxiliando quando necessário. Ao Luis Silva, técnico da ESALQ/USP, por ter paciência em tirar minhas dúvidas e me auxiliar por diversas vezes. Aos técnicos do NATEPE/UNIFESP, Reginaldo, Rogéria e Paloma, por me auxiliarem com a leitura de amostras e utilização de equipamentos quando precisei. Aos técnicos do NIPE/UNIFESP, Raphael e Cátia, que me auxiliaram nas análises do MEV/EDS. Ao Dr. Marcos Pinheiro pelas contribuições na qualificação. À Prof. Dra. Mirian Shinzato, que esclareceu diversas dúvidas ao longo da minha pesquisa, além de ter contribuído na qualificação. À Juliana Bomjardim, minha amiga de graduação e pós-graduação, que esteve ao meu lado nas matérias, sofrimentos e alegrias. Aos amigos de laboratório – Rafael (meu escravinho rs), Ícaro, Wagner, Ísis e Vanessa – por compartilharem os ensinamentos e, principalmente os desesperos da pesquisa científica! Aos meus professores, a maioria me acompanha desde a graduação, especialmente a Profa. Dra. Cris Nordi, que em momentos de dificuldades me ouviu, apoiou e incentivou. Ao Carlos Aranha e a Fabiola Pagliarani da Prime Engenharia, empresa na qual trabalhei por três anos, que permitiram, compreenderam e me deram a oportunidade de realizar meu mestrado. Aos meus amigos que mesmo distante sempre torceram pelo meu sucesso, Hana, Maitê, Leo e Muriel. Em especial à Manoella (Manu), que mesmo à distância física (Curitiba-São Paulo) e chegando na metade da pesquisa me auxiliou demais. Muito obrigada a todos!!!.

(9) “O período de maior ganho em conhecimento e experiência é o período mais difícil da vida de alguém.” Dalai Lama.

(10) I. Resumo A sub-região da Nhecolândia, localizada na porção centro-sul do Pantanal, é caracterizada pela presença de lagoas salinas circundadas por solos halomórficos (com elevadas concentrações de sais solúveis, sódio ou ambos). Os solos nos arredores dessas lagoas apresentam um padrão morfológico que vem se alterando com a retirada da vegetação de cordilheira que as circundam, com o surgimento de um horizonte escurecido sobre um horizonte esverdeado e pouco permeável, próximo ao fundo da depressão que abriga a lagoa salina. Nesse estudo, foram analisadas morfológica, física e quimicamente os solos de três lagoas salinas parcialmente desmatadas, a fim de entender os processos relacionados a gênese dos solos associados às estas lagoas salinas. O trabalho baseou-se na hipótese de que, com o desmatamento do complexo cordilheira-lagoa salina, há a migração da matéria orgânica (MO) em subsuperfície e seu acúmulo sobre horizontes menos permeáveis, sendo este o processo responsável pelo surgimento dos horizontes escurecidos. Para tal, foi realizado o levantamento de solos em campo, análises granulométricas e químicas de rotina. Para quantificação da matéria orgânica, foi realizada a análise do carbono orgânico e suas frações (ácidos húmicos, fúlvicos e humina). A partir dos resultados analíticos, mostrou-se que o horizonte. escurecido. apresentava. pequenas. quantidades. de. MO,. dominada. principalmente por ácidos húmicos, sendo tais quantidades não suficientes para promover o completo escurecimento do solo. Desta forma, partiu-se para novos procedimentos de investigação, especialmente Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) acoplada a microssonda (EDS) e Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma (ICP-OES), procurando-se descobrir as quantidades de manganês (Mn) nos solos, um outro elemento químico responsável pelas colorações escuras. Com os dados obtidos confirmou-se que a morfologia das salinas desmatadas é bastante semelhante, onde há a presença de horizontes arenosos, horizontes escurecidos e horizontes esverdeados, sendo essa morfologia diferente do padrão encontrado nas salinas preservadas. A quantidade de MO encontrada foi pequena e há altas quantidades de Mn total nos horizontes escurecidos, revelando que, juntamente com a MO, a dinâmica do Mn na área está contribuindo para a gênese do horizonte escurecido. Mesmo em baixas quantidades, a matéria orgânica é capaz de complexar quase que totalmente o Mn que estiver disponível e, assim, formar zonas ou horizontes escurecidos. Palavras-chave: Pantanal da Nhecolândia, Desmatamento, Lagoas Salinas, Matéria Orgânica, Manganês..

(11) II. Abstract The Nhecolândia sub-region, located in the central Pantanal region, is characterized by the presence of saline lake surrounded by halomorphic soils (with high concentrations of soluble salts, sodium or both). The soils around these lakes have a morphological pattern that is changing due to the deforestation of mountain vegetation that surrounds the lakes, with the appearance of a darkened horizon above a greenish and poorly permeable horizon, near the bottom of the depression that shelters the saline lake. In this study, the soils of three partially deforested saline lakes were morphological, physical and chemically analyzed, aiming to understand the processes related to the genesis of soils associated to these saline lakes. The study was based on the hypothesis that the deforestation on the saline lake-mountain range complex leads to subsurface organic matter migration and its accumulation above poorly permeable horizons, and that is the reason to the formation of darkened horizons. For this, there were made field survey, particle size and chemical periodic soil analysis. To quantify the organic matter, an analysis of organic carbon and its fractions (humic, fulvic and humic acids) was made. Based on the analytical results, it is shown that the darkened horizon had low OM amount, mostly consisted by humic acids, not enough to cause the complete darkening of the soil. Thus, new research procedures were made, especially Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled to microprobe (EDS) and Plasma Emission Optical Spectroscopy (ICP-OES), intending to find out the manganese (Mn) amount in the soils, another chemical element responsible for the dark colors. With the analytical results, it’s been confirmed that the deforested saline lakes’ morphology is very similar, with the presence of sandy horizons, darkened horizons and greenish horizons. This morphology is different from the one founded in the preserved saline lake. There were detected low amounts of OM and high amounts of total Mn in the darkened horizons, revealing that, along with OM, the Mn dynamics in the area is contributing to the genesis of the darkened horizon. Even at low amounts, the organic matter is able to complex almost all the available Mn and thus form darkened areas or horizons. Keywords: Nhecolândia Pantanal, Deforestation, Saline Lakes, Organic Matter, Manganese..

(12) III. LISTA DE FIGURAS Figura 1.1-1 - Localização do Pantanal na porção brasileira, com destaque (seta preta) para a sub-região da Nhecolândia. Fonte: Rezende Filho (2011), adaptado de Silva e Abdon (1998). ... 2 Figura 1.1-2 – Exemplo de um perfil de solo no entorno de uma lagoa salina preservada. Fonte: adaptado de Furquim (2007). ....................................................................................................... 5 Figura 1.2-1 – Horizonte escurecido, supostamente enriquecido em matéria orgânica, sobrejacente ao horizonte esverdeado (Bacani, 2007). ............................................................... 6 Figura 4.1-1 – Localização das fazendas de estudo na sub-região da Nhecolândia.................... 19 Figura 4.1-2 – Visão aérea vertical das salinas estudadas. Fonte: Google Earth (2019). ............ 20 Figura 5.2-1 – Croquis dos seis perfis analisados. ....................................................................... 30 Figura 5.2-2 – Exemplo de horizonte enriquecido em matéria orgânica em profundidade encontrado por Bonomo (2014). Foto: Sheila Furquim. ............................................................. 31 Figura 5.3-1 – Distribuição granulométrica dos seis perfis analisados. ...................................... 43 Figura 5.4-1 – Variação do pH em relação a profundidade nas três lagoas analisadas. ............. 48 Figura 5.4-2 – Presença de carbono em cada perfil analisado, com as frações.......................... 49 Figura 5.4-3 – CTC em cada lagoa analisada. .............................................................................. 50 Figura 5.4-4 – Porcentagem de Saturação em Sódio. ................................................................. 51 Figura 5.4-5 – Bases trocáveis e Soma de Bases (S) em cada perfil analisado............................ 52 Figura 5.4-6 – Porcentagem de Saturação de Bases. .................................................................. 53 Figura 5.4-7 – Presença de Al3++H+ nos perfis analisados. .......................................................... 54 Figura 5.6-1 – EDS dos horizontes SI TR1 11-60 com 1,82% e PS TR1 41-51 com 1,48% de Mn, respectivamente. ........................................................................................................................ 58 Figura 5.6-2 – EDS do horizonte SB TR1 90-104 com 0,62% de Mn. ........................................... 59 Figura 5.6-3 – Imagens do MEV que apresentaram maior quantidade de Manganês em cada lagoa, com destaque para a região onde foi realizado o EDS. .................................................... 60.

(13) IV. LISTA DE TABELAS Tabela 5.1-1 – Dados geoquímicos das lagoas ............................................................................ 29 Tabela 5.3-1 – Dados das análises granulométricas ................................................................... 39 Tabela 5.4-1 – Dados das análises químicas ............................................................................... 45 Tabela 5.5-1 – Dados de carbono orgânico presente nas frações das SH .................................. 55 Tabela 5.6-1 – Dados sobre Manganês obtidos pelo EDS ........................................................... 57 Tabela 5.6-2 – Dados Manganês obtidos pelo ICP-OES .............................................................. 61.

(14) V. LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AAS – Espectrofotometria de Absorção Atômica AF – Ácido fúlvico AH – Ácido húmico Al – Alumínio C – Carbono Ca – Cálcio CE – Condutividade elétrica CTC – Capacidade de Troca de Cátions CO – Carbono orgânico CO2 – Gás carbônico EA – Extrato alcalino EDS – Espectroscopia por Energia Dispersiva ICP-OES – Espectrometria Óptica de Emissão Atômica por Plasma de Argônio H – Hidrogênio H2O – Água HUM – Humina K – Potássio KCl – Cloreto de potássio LAMAS – Laboratório Multidisciplinar em Águas e Solos MEV – Microscopia Eletrônica de Varredura Mg – Magnésio Mn – Manganês.

(15) VI. MO – Matéria orgânica MOS – Matéria orgânica do solo MS – Mato Grosso do Sul N – Nitrogênio Na – Sódio NaOH – Hidróxido de sódio NATEP – Núcleo de Apoio Técnico ao Ensino, Pesquisa e Extensão NIPE – Núcleo de Instrumentação para Pesquisa e Ensino PS – Pedra do Sol PST – Porcentagem de saturação em sódio S – Soma de bases SB – Salina do Bico SI – Santo Ignácio SH – Substâncias húmicas TFSA – Terra fina seca ao ar TR – Trincheira V – Porcentagem de saturação em bases UNIFESP – Universidade Federal de São Paulo.

(16) VII. SUMÁRIO. 1. 2. 3. 4. Introdução e Justificativa ...................................................................................................... 1 1.1. O Pantanal Mato-Grossense e a sub-região da Nhecolândia........................................ 1. 1.2. Lagoas salinas em degradação e o desmatamento....................................................... 5. Objetivos ............................................................................................................................... 7 2.1. Objetivo Geral ............................................................................................................... 7. 2.2. Objetivos específicos ..................................................................................................... 8. Revisão Bibliográfica ............................................................................................................. 8 3.1. Vegetação do Pantanal ................................................................................................. 8. 3.2. Desmatamento no Pantanal e sub-região da Nhecolândia ........................................ 10. 3.3. Caracterização da Matéria Orgânica do Solo (MOS) ................................................... 13. 3.4. As Substâncias Húmicas .............................................................................................. 15. Materiais e Métodos ........................................................................................................... 18 4.1. Levantamento de dados (campo) ............................................................................... 18. 4.2. Preparo das amostras para as análises ....................................................................... 21. 4.3. Caracterização física .................................................................................................... 21. 4.4. Caracterização química ............................................................................................... 22. 4.4.1.. pH ............................................................................................................................ 22. 4.4.2.. Alumínio Trocável (Al3+)........................................................................................... 22. 4.4.3.. Al3++H+ Trocáveis ..................................................................................................... 23. 4.4.4.. Na+ e K+ trocáveis .................................................................................................... 24. 4.4.5.. Ca2+ e Mg2+ trocáveis ............................................................................................... 24. 4.5. Cálculos Químicos ....................................................................................................... 25. 4.6. Carbono Orgânico ....................................................................................................... 26. 4.7. Fracionamento da Matéria Orgânica .......................................................................... 26. 4.8 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) e Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma (ICP-OES) ........................................ 28.

(17) VIII 5. 6. Resultados ........................................................................................................................... 29 5.1. Características geoquímicas da água das lagoas ......................................................... 29. 5.2. Resultados morfológicos ............................................................................................. 29. 5.3. Resultados da análise física ......................................................................................... 38. 5.4. Resultados das análises químicas de rotina ................................................................ 43. 5.5. Fracionamento da Matéria Orgânica (Substâncias Húmicas) ..................................... 55. 5.6. Investigação sobre o Manganês .................................................................................. 56. Discussões ........................................................................................................................... 61 6.1. Caracterização dos solos ............................................................................................. 61. 6.2. Horizontes escurecidos, teores de C orgânico e composição da MO ......................... 64. 6.3. Presença de Manganês (Mn)....................................................................................... 67. 6.4. Consequências do desmatamento no entorno de lagoas salinas ............................... 69. 7. Conclusões........................................................................................................................... 70. 8. Referências Bibliográficas ................................................................................................... 72.

(18) 1. 1. Introdução e Justificativa 1.1. O Pantanal Mato-Grossense e a sub-região da Nhecolândia. O Pantanal Mato-Grossense, considerado uma grande planície aluvionar, possui cerca de 140.000 km2 e está localizado na região centro-oeste do Brasil, abrangendo o sul do estado de Mato Grosso e norte do estado de Mato Grosso do Sul (Figura 1.1-1). Possui baixas altitudes, entre 90 e 200 m, e declividades inferiores a 1%. A região do entorno, mais elevada, é a principal responsável por prover sedimentos e água para a planície pantaneira, isto porque é constituído principalmente por planaltos, chapadas e serras, com altitudes entre 300 e 800 m (Godoi Filho, 1986; Pinto, 1988; Souza et al., 2006). Os rios pantaneiros, situados na região de planície, possuem de baixo a moderado declive e períodos sazonais de inundação, concentrados entre os meses de dezembro e abril (Godoi Filho, 1986; Souza et al., 2006). As inundações sazonais na planície podem demorar de 2 a 6 meses após o período chuvoso no planalto devido ao lento fluxo da água superficial. Podem ocorrer três tipos de inundação: devido às enchentes dos rios, que extravasam as águas do leito maior; à baixa declividade da planície, que não permite o escoamento da água; e devido às chuvas locais (Hamilton et al., 1996; Hamilton, 1999; Fantin-Cruz, 2011). Este último é o que predomina na região da Nhecolândia e, juntamente com a elevação do nível de água, dá origem ao escoamento de água superficial (Souza et al., 2006). Mesmo com essa grande disponibilidade de água, contando com 1100 mm de precipitação média anual, o Pantanal apresenta um déficit hídrico de 300 mm, pois a evapotranspiração média anual é de cerda de 1400 mm. Com a presença bem marcada de uma estação seca durante o inverno, o clima no Pantanal é classificado como Tropical (Aw, segundo Koppen) (Alfonsi e Camargo, 1984; Tarifa, 1984; Por, 1995). No entanto, isso pode ser diferente onde há desmatamentos, tendo em vista que a mudança da cobertura do solo pode influenciar o balanço de energia, a temperatura da superfície e do ar e, por consequência, o ciclo hidrológico regional (Pereira et al., 2010)..

(19) 2. Figura 1.1-1 - Localização do Pantanal na porção brasileira, com destaque (seta preta) para a sub-região da Nhecolândia. Fonte: Rezende Filho (2011), adaptado de Silva e Abdon (1998).. Os solos do Pantanal são predominantemente hidromórficos, aqueles que são mal drenados, ficando permanentemente ou periodicamente saturados com água. Em consequência, apresentam processo de gleização, processo onde o ferro é reduzido e solubilizado, podendo até ser precipitado, dando origem a horizontes com cores.

(20) 3. principalmente cinzentas, azuladas e esverdeadas. Ao norte e sul há predominância de solos com textura mais argilosa, como Planossolos, Plintossolos e Argissolos; já ao centro predominam solos com textura mais arenosa como os Espodossolos e os Gleissolos (Cunha, 1980; Amaral Filho, 1986; Embrapa, 2018). Devido à grandeza e diversidade da região pantaneira, Silva e Abdon (1998) subdividiram o Pantanal em 11 sub-regiões, considerando para tal as características de inundação, relevo, solo e vegetação. O presente estudo ocorre em apenas uma dessas sub-regiões, a da Nhecolândia, localizada na região centro-sul do Pantanal, entre os rios Taquari ao norte e Negro ao sul (Figura 1.1-1) (Silva e Abdon, 1998). A característica de maior destaque e que motiva estudos na região é a presença de salinas e baías combinadas com cordilheiras e vazantes (Rodela, 2006; Fernandes, 2007). De acordo com Rodela (2006), Souza et al. (2006) e Fernandes (2007), esses elementos da paisagem são definidos da seguinte forma: cordilheiras são cordões arenosos, com presença de formação vegetal tipo Cerradão, 2 a 3 metros mais elevados que os arredores e que não são tipicamente atingidos pelas águas das cheias; salinas são as lagoas de água alcalina (elevado pH), presentes no interior das cordilheiras, com elevada concentração de sais, principalmente sódio, , e são circundadas por zonas de solo exposto (localmente chamadas de “praias”), campos limpos e Carandazais; baías são lagoas de água doce localizadas entre as cordilheiras e campos (pastos), que se interligam na época das cheias, podendo adquirir vários quilômetros de extensão; e vazantes são cursos d’água intermitentes que se formam na época das cheias devido à interligação das baías neste período. Na região desenvolvem-se solos halomórficos, que são aqueles com elevadas concentrações de sais, e podem ser classificados como Salinos, Sódicos ou SalinoSódicos, sendo diferenciados entre si pelo pH, condutividade elétrica (CE) e porcentagem de sódio trocável (PST). Os solos Salinos possuem alta concentração de sais solúveis, expressa por uma CE ≥ 4 dS.m-1, além de pH > 8,5 e PST < 15%; os solos Sódicos apresentam alta concentração de Na+, expressa por uma PST ≥ 15%; além de pH entre 8,5 e 10 e CE < 4 dS.m-1. Já os solos Salino-Sódicos apresentam características intermediárias entre os anteriores, com alta concentração de sais solúveis, o que lhes confere uma CE ≥ 4 dS.m-1, além de uma alta concentração de Na+, dando-lhes uma PST ≥ 15% (USSL Staff, 1954; Ribeiro et al., 2003; Ribeiro et al., 2009). Furquim (2007) e Furquim et al. (2010) classificam os solos no entorno das lagoas salinas preservadas como Salino-Sódicos..

(21) 4. Em estudos realizados na região da Nhecolândia, os solos nos arredores das lagoas salinas preservadas apresentam um padrão na cobertura pedológica bastante semelhante (Figura 1.1-2), tanto na distribuição dos horizontes quanto nas características morfológicas. Os horizontes superficiais geralmente apresentam um tom bege-claro (10YR 6/3), textura arenosa e são classificados como horizonte A. Estes são seguidos por um horizonte E com matiz 2.5Y a mais esverdeados (claros) e presença de volumes escurecidos de matéria orgânica, de forma alongada, com predomínio de textura arenosa. Abaixo há um horizonte cinzento (2,5Y 6/2, 5/1 e 5Y 4/3 e 4), também arenoso, com presença de nódulos carbonáticos, classificados como horizonte Bkng1. Em maior profundidade, ocorrem horizontes esverdeados (2,5Y 6/2, 5Y 5/2, 6/1, 5/1; Gley 1 5/10Gy e 5/5Gy), mais argilosos, endurecidos, e pouco permeáveis, que circundam a lagoa salina, denominados de Bnxg 2 (mais próximo a cordilheira) e Bqng 3 (mais próximo a lagoa salina). Foi verificado ainda, ao longo dos perfis, sinais de hidromorfia e um contato abrupto entre os horizontes superficiais arenosos e o mais profundo, que é esverdeado, mais argiloso e endurecido (Furquim, 2007; Martins, 2012). O Bnxg e o Bqng são caracterizados por elevadas concentrações de sódio (PST entre 83,79% e 89,27%), pH extremamente alcalino (entre 9,51 e 11,03) e alta CE (de 4,65 a 17,73 dS m-1). Mesmo se tratando de horizontes com textura argilo-arenosa, o que possibilitaria a maior permeabilidade da água, tais horizontes são cimentados com sílica amorfa, o que, aliado a alta PST, reduz fortemente a infiltração de água. Assim, a água presente nas lagoas é proveniente principalmente do acúmulo direto das chuvas e de fluxos de água superficiais e subsuperficiais advindos da cordilheira (Furquim 2007; Freitas et. al., 2019, no prelo).. 1. k: presença de carbonatos; n: acumulação de sódio trocável; g: glei (IBGE, 1995; Santos et al., 2005). 2 n: acumulação de sódio trocável; x: cimentação aparente reversível (fragipã); g: glei (IBGE, 1995; Santos et al., 2005). 3 q: acumulação de sílica; n: acumulação de sódio trocável; g: glei (IBGE, 1995; Santos et al., 2005)..

(22) 5. Figura 1.1-2 – Exemplo de um perfil de solo no entorno de uma lagoa salina preservada. Fonte: adaptado de Furquim (2007).. Entretanto, estudos recentes mostram que, com o desmatamento das cordilheiras na Nhecolândia para o plantio de pastagem (pecuária), estão ocorrendo alterações nas configurações morfológicas e químicas dos solos Salino-Sódicos dos arredores das salinas, em um curto período de tempo (20-30 anos) (Bacani, 2007; Bonomo, 2014). Além disso, a retirada de uma vegetação mais densa, como é a da cordilheira, facilita a ocorrência de processos erosivos nos cordões arenosos, possibilitando a entrada das águas superficiais das inundações nas salinas (Bacani, 2007).. 1.2. Lagoas salinas em degradação e o desmatamento. Em um levantamento sobre o desmatamento no Pantanal até o ano 2000, foi constatado um aumento de área desmatada em 2,24 vezes num período de 10 anos. O município de Corumbá, onde está localizado o Pantanal da Nhecolândia, foi o que apresentou maior porção de área desmatada (Padovani et al., 2004)..

(23) 6. Bacani (2007) realizou um estudo sobre a evolução do uso e ocupação do solo em uma fazenda do Pantanal da Nhecolândia, onde encontrou alteração nas características morfológicas dos solos associados às lagoas salinas. A principal alteração identificada foi o surgimento de um horizonte escurecido sobrejacente ao horizonte esverdeado, interpretado pelo autor como enriquecido em matéria orgânica (Figura 1.21).. Figura 1.2-1 – Horizonte escurecido, supostamente enriquecido em matéria orgânica, sobrejacente ao horizonte esverdeado (Bacani, 2007).. Bonomo (2014), ao caracterizar os solos no entorno de uma lagoa salina parcialmente desmatada (em degradação), não apenas morfologicamente como Bacani (2007), mas química e fisicamente, também identificou um horizonte escurecido, enriquecido em matéria orgânica, sendo observadas alterações químicas nos solos onde houve a retirada da vegetação em comparação aos solos das lagoas preservadas. Assim, acredita-se que o desmatamento das cordilheiras está associado à migração de matéria orgânica ao longo dos horizontes e ao surgimento do horizonte enriquecido em matéria orgânica em profundidade (Bacani, 2007; Bonomo, 2014). Uma importante explicação para a migração da matéria orgânica é que, em presença de grandes quantidades de Na+ trocável, há a dispersão de coloides (neste caso, da matéria orgânica), permitindo que ela migre lateralmente e acumule-se onde há diferenças significativas de textura entre os horizontes. Como há dominância de altas concentrações de cátions monovalentes (Na+ e K+) nos solos associados às lagoas salinas, a tendência é que haja naturalmente a dispersão da matéria orgânica e sua migração ao longo dos horizontes (Ribeiro et al., 2009), acumulando-se próximo ao.

(24) 7. horizonte esverdeado, que é pouco permeável. Entretanto, os tipos, as fontes e os mecanismos de migração e acúmulo dessa matéria orgânica ainda são desconhecidos nos solos da região. A transformação dos solos no entorno das lagoas salinas em decorrência do desmatamento (Bacani, 2007; Bonomo, 2014), que vem ocorrendo na região, está causando a perda das características diagnósticas desses solos, típicas de solos halomórficos. É demonstrado por Bonomo (2014) que, principalmente nos horizontes mais superficiais e no horizonte de acúmulo de MO, o pH está deixando de ser alcalino (pH entre 9 e 10) e tornando-se ácido a neutro (pH entre 5 e 7), enquanto o Na+ trocável está se tornando menor em relação ao K+. A forte acidez do horizonte com acúmulo de matéria orgânica nas lagoas desmatadas provavelmente provocará a degradação do horizonte esverdeado alcalino. Com isso, há a necessidade de estudos aprofundados sobre o funcionamento atual e das alterações da dinâmica ecológica, hidrológica e pedológica das lagoas salinas em degradação na Nhecolândia, visto que o complexo cordilheira-lagoa salina é um ambiente frágil, facilmente destruído pelas ações antrópicas. Cabe ressaltar que os animais silvestres e o gado procuram a cordilheira durante as inundações para refúgio e utilizam as lagoas salinas como complementação nutricional (Rodela 2006; Souza et al., 2006; Gradella, 2008; Bonomo, 2014).. 2. Objetivos 2.1. Objetivo Geral. Entender os processos relacionados à gênese dos solos associados a 3 lagoas salinas recentemente desmatadas no Pantanal da Nhecolândia, onde há o surgimento de um horizonte escurecido e provavelmente enriquecido em matéria orgânica em profundidade. Parte-se da hipótese de que, com o desmatamento do complexo cordilheira-lagoa salina, há a migração da matéria orgânica em subsuperfície e seu acúmulo sobre horizontes menos permeáveis (esverdeados)..

(25) 8. 2.2. Objetivos específicos. - Comparar, morfológica, física e quimicamente os solos de lagoas salinas desmatadas com salinas preservadas; Investigar se os horizontes escurecidos apresentam quantidade elevada de matéria orgânica; - Estabelecer relações entre os dados obtidos e propor mecanismos prováveis de gênese dos horizontes escurecidos.. 3. Revisão Bibliográfica 3.1. Vegetação do Pantanal. Há diversas unidades de paisagem no Pantanal, devido principalmente ao ciclo de inundação anual, que pode variar na duração e na altura do nível d’água, possibilitando o desenvolvimento de espécies diferentes nas diversas sub-regiões (Cunha et al., 2010). Além disso, a diversidade de vegetação presente no Pantanal também é reflexo dos biomas que estão à sua volta, como da Amazônia ao norte, do Cerrado a leste, das Florestas Estacionais ao sul e do Chaco Boliviano e Paraguaio a oeste, sendo que 30% é representada por vegetação arbórea (Loureiro et al., 1982; Adámoli, 1986; Mourão et al., 2000; Silva et al., 2000). O Cerrado (savana) é o principal tipo de vegetação da região do Pantanal brasileiro, compreendendo por volta de 36% do total da área, com uma formação vegetal que varia de densa a gramíneo-lenhosa (Loureiro et al., 1982; Adámoli, 1986; Silva et al., 2000; Rodela, 2006). Ocorre principalmente na região leste e central da planície, nas sub-regiões de Cáceres, Barão de Melgaço, Nhecolândia, Aquidauana e Miranda (Loureiro et al., 1982; Silva et al., 2000). O Chaco (savana estépica), na região de Porto Murtinho, possui uma vegetação neotropical com cobertura arbórea estépica, geralmente com plantas lenhosas, baixas e espinhosas, associadas a um campo (gramíneas). A principal espécie que a representa é o carandá (Copernicia alba). Já as Florestas Estacionais são bastante semelhantes, ocorrem nas regiões de Poconé, Paraguai, Miranda e Barão de Melgaço. A Semidecidual está mais relacionada com a condição climática (chuvosa ou seca), possui solos férteis e uma vegetação descontínua (mata de galeria e mata semidecídua). A.

(26) 9. Decidual apresenta uma perda foliar dos indivíduos dominantes e apresenta gêneros endêmicos (Loureiro et al., 1982; Silva et al., 2000). Por fim, a influência da floresta Amazônica ocorre, principalmente, pela presença de floresta inundável monodominante de Vochysia divergens, localmente conhecidas como cambarazais, em regiões de solo mais argiloso e sazonalmente inundado. Distribui-se principalmente na porção norte do Pantanal, regiões de Barão de Melgaço, Poconé e Paraguai, acompanhando o rio Paraguai e chegando até a região do Miranda (Silva et al., 2000; Arieira e Cunha, 2006). O Cerrado, além de ser o tipo vegetacional com maior área, também representa a região que vem sofrendo maior descaracterização, principalmente por conta de queimadas periódicas para a pecuária (Loureiro et al., 1982; Silva et al., 2000). Estudos mostram que, nas últimas 3 ou 4 décadas, a pastagem nativa (campos) não é mais a única área desmatada. Como a pecuária é extensiva e vem se expandindo, esta atividade já ocupa área com vegetação arbórea nativa, alterando suas características (Abdon et al., 2007). As espécies mais frequentes do Cerrado são de herbáceas, isso porque há muitas áreas inundáveis que favorecem o crescimento de plantas aquáticas, campestres e savânicas. Já as arbóreas estão nas matas ciliares, cordilheiras, capões e nas formações monotípicas como carandazal (principal espécie - Copernica alba), paratudal (principal espécie – tabebuia aurea) e cambarazal (principal espécie – Vochysia divergens). Acredita-se que a presença de poucas espécies herbáceas no interior dos capões e cordilheiras deva-se a presença de gado (pisoteio) (Seleme et al., 2008). Frison (2007) realizou um estudo em capões nas sub-regiões de Abobral e Miranda, onde foram amostrados 700 indivíduos, pertencentes a 55 espécies, em um total de 46 gêneros e 29 famílias. As famílias mais representativas encontradas foram a Fabaceae,. Bignoniaceae,. Myrtaceae,. Arecaceae,. Rutaceae,. Sapindaceae,. Bombacaceae, Oleaceae. Outro estudo realizado nos capões da sub-região do Abobral indica a presença de floresta ripária na borda (Attalea phalerata), enquanto no interior há a presença de espécies de floresta decídua (Ficus spp., M. urundeuva, Phyllostylon rhamnoides, Sapindus saponaria, Tabebuia impetiginosa, T. roseo-alba). Já na sub-região do Miranda, na borda dos capões há presença de floresta semidecídua (Caesalpinia pluviosa) e floresta calcária (Acosmium cardenasii), em menor quantidade (DamascenoJunior et al., 2009).

(27) 10. Na sub-região de Poconé, Cunha et al. (2010) encontraram 209 espécies herbáceas, dentro de 113 gêneros e 45 famílias. As famílias mais representativas (59,33%) foram Poaceae, Cyperaceae, Rubiaceae, Fabaceae, Euphorbiaceae, Lamiaceae. Já em relação às espécies lenhosas foram encontradas 100 espécies arbustivo-arbóreas, pertencentes a 70 gêneros e 43 famílias. As famílias mais representativas foram Myrtaceae, Caesalpiniaceae, Bignoniaceae, Euphorbiaceae, Malpighiaceae, Melastomataceae (Cunha et al., 2010). A sub-região da Nhecolândia, de grande importância para a fauna e pecuária, é caracterizada pela presença da vegetação típica do Cerrado (Abdon et al., 1998; Rodela, 2006). A distribuição da vegetação nesta região está bastante relacionada com o tipo de relevo e foi classificada em três unidades por Rodela (2006): habitualmente seca, habitualmente sazonal e habitualmente úmida. A primeira não é atingida pelas inundações periódicas, pois se localiza nas cordilheiras. A vegetação característica na maior parte das cordilheiras é a mata de Cerradão, a Floresta Estacional Semidecidual e o Cerrado Stricto Sensu. Nas bordas há presença dos Campos Cerrados Sujos e Campos Limpos. Alguns exemplares arbóreos característicos dessa área são o caraguatá, angico, paratudo, mandacaru e o araçá. No entorno das lagoas salinas, que estão inseridas nas cordilheiras, há também o carandá (Copernica alba), que está associado aos horizontes esverdeados e enriquecidos em sódio (Btnx, Btnq), pois esta é uma espécie que precisa de muitos sais para se desenvolver. Nas áreas limítrofes às cordilheiras pode ser encontrado o babaçu (Attalea speciosa) (Rodela, 2006; Damasceno-Junior et al., 2009). Já as áreas habitualmente sazonais estão em uma condição intermediária de topografia, o que condiciona uma alternância de condições das cheias e secas. Estão entre as cordilheiras e os baixios (vazantes) e acompanham a mata ciliar dos corpos d’água, entre o campo úmido e o campo sujo, sendo caracterizada pela presença de campo limpo/sujo. E, por fim, as áreas habitualmente úmidas são as mais baixas topograficamente e caracterizadas pelo campo úmido. Mesmo na época da seca o solo permanece úmido nessas áreas (exceção às secas extremas) (Rodela, 2006). 3.2. Desmatamento no Pantanal e sub-região da Nhecolândia. Estudos que discorrem sobre o desmatamento no Pantanal datam desde a década de 1970, principalmente em função da retirada da vegetação para a inserção de pastagem plantada para pecuária e, em quantidades menos expressivas, para o cultivo de.

(28) 11. grãos e frutas (Abdon et al., 1998; Silva et al., 1998; Harris et al., 2006; Silva et al., 2010). A vegetação nativa de uma região auxilia em fatores como a proteção do solo, a redução do transporte de sedimentos e a minimização do assoreamento dos corpos d’água. Outra característica de grande importância é servir como habitat para animais silvestres, contribuindo para a manutenção da biodiversidade regional e o equilíbrio no ecossistema (Harris et al., 2005; Silva et al., 2010). Um exemplo é o que ocorre no complexo cordilheira–lagoa salina na região da Nhecolândia, que serve como abrigo na época das cheias e é também fonte de alimentação para animais selvagens e o gado (Rodela, 2006). Com a retirada da vegetação, além da destruição do habitat e diminuição da biodiversidade regional, os solos tornam-se mais susceptíveis à degradação, com a lixiviação de nutrientes, a alteração das propriedades físicas e químicas (como por exemplo, densidade do solo e pH), além da contaminação por defensivos agrícolas (Harris et al., 2005). Além dessas consequências, pode-se citar outras que interferem diretamente no equilíbrio do ecossistema, como o aumento da temperatura, o aumento dos gases emitidos na atmosfera (efeito estufa) e alteração no ciclo hidrológico (Silva et al., 1998). Os primeiros estudos no intuito de quantificar o desmatamento que ocorreu na região do Pantanal analisou os anos 1990/1991, tendo os autores concluído que apenas 3,9% da área haviam sido removidos (Silva et al., 1998). Após esse, diversos estudos vêm sendo realizados a fim de tentar acompanhar o desmatamento na região pantaneira. Padovani et al. (2004) realizaram um levantamento do desmatamento no Pantanal brasileiro através de imagens de satélite Landsat 7 ETM (15 cenas), considerando a mesma delimitação de área considerada por Silva et al. (1998). Seus resultados mostraram um total de 8,8% da área pantaneira brasileira desmatada, além de um aumento no desmatamento na região pantaneira de 2,24 vezes em 10 anos (1990-2000). Abdon et al. (2007) realizaram um levantamento sobre o desmatamento no bioma Pantanal até o ano de 2002, utilizando para tal 16 imagens de satélite Landsat juntamente com 20 cartas topográficas na escala de 1:250.000. Constataram que 11,27% da área pantaneira havia sido desmatada até então. Silva et al. (2010) também realizaram um levantamento sobre o desmatamento na região do Pantanal brasileiro, utilizando dados recuperados de cinco épocas distintas (1976, 1984, 1994, 2002 e 2008), constatando uma área total desmatada de 12,14% até 2008..

(29) 12. Harris et al. (2006) encontraram uma taxa de desmatamento de 2,3% no Pantanal e concluíram que, se nada for feito para impedir a continuidade do desmatamento, em cerca de 45 anos a cobertura vegetal original estará tão degradada que será improvável uma recuperação do complexo climático-hidrológico, pois as características do meio já não serão mais as mesmas. É interessante ressaltar que Silva et al. (2010) encontraram, entre 1976-2008, ainda maiores áreas desmatadas nas terras altas que circundam o Pantanal, com valores de 58,90% de área desmatada. A presença da vegetação nativa nas regiões mais altas também é de grande importância para o Pantanal, pois é a responsável pelo controle de impactos ambientais relacionados a erosão na região da planície, já que os sedimentos produzidos em áreas desmatadas acabam sendo carreados para as zonas mais baixas (Silva et al., 2010). Na planície, a região que sempre é levantada como a mais desmatada é a das cordilheiras, localizadas na região da Nhecolândia (Silva et al., 1998; Padovani et al., 2004; Souza et al., 2006; Bacani, 2007). Um dos motivos da Nhecolândia sofrer com maiores áreas desmatadas se dá pelo fato de ser uma região com vasta área não inundável, possibilitando um aumento da área de pastagem para o gado, tendo em vista que, ainda hoje, a pecuária extensiva do gado bovino é a principal atividade econômica do Pantanal (Fernandes et al., 1999; Abdon et al., 2007; Bacani, 2007). A maior parte do município de Corumbá (75% da área), onde está inserida a Nhecolândia, está ocupada por pastagens e este município está entre os que apresentaram aumento no número de focos de calor entre 2002 e 2004, o que se acredita ser proveniente das queimadas para abertura das novas pastagens (Harris et al., 2006). Como a região da Nhecolândia tem se mostrado de grande interesse devido ao desmatamento intenso (Silva et al., 1998; Padovani et al., 2004), foi realizado um levantamento em uma fazenda da região sobre o desmatamento na área. Foram comparadas imagens dos satélites Landsat 5 e CBERS 2 dos anos 1987, 1994 e 2004 para elaboração de mapas de uso do solo, em escala 1:100.000. Ao todo, foram definidas pelo autor 5 classes de uso e ocupação do solo em seu estudo, a saber: solo nu, campo natural ou pastagem, cordilheira, salina e corpos de água doce (baías e vazantes). Houve destaque para a região das cordilheiras, que sofreu uma redução de 1,5% da área, o que equivale a 489,47 ha (Bacani, 2007)..

(30) 13. 3.3. Caracterização da Matéria Orgânica do Solo (MOS). A definição de matéria orgânica do solo (MOS) mais aceita é a da Enciclopédia de Ciência do Solo (2008, p. 95), que diz que MOS são os “resíduos de plantas parcialmente decompostos, microrganismos do solo, fauna, solo e produtos da decomposição”. A presença da MOS se dá tanto horizontalmente, ao longo da cobertura pedológica, quanto verticalmente, em diversas profundidades do perfil. Entretanto, é muito mais comumente encontrada nos horizontes superficiais do que nos subsuperficiais. Algumas características do meio influenciam essa distribuição, como as características do solo, o manejo do solo, as condições climáticas, o relevo, entre outros (Madari et al., 2009). Os principais constituintes da MOS são os resíduos orgânicos, restos de culturas, as raízes das plantas, os organismos do solo e as substâncias não-húmicas e húmicas (Stevenson, 1994). Os compostos orgânicos naturais possuem uma composição de elementos que inclui principalmente carbono, o qual representa 52-58% de sua estrutura, oxigênio (34-39%), hidrogênio (3,3-4,8%), nitrogênio (3,7-4,1%), fósforo e enxofre. Estes são os componentes básicos das estruturas dos tecidos, como proteínas, celulose, hemicelulose, amido, pectina, lignina e lipídeos (Andreux, 1996; Sparks, 2003; Guerra et al., 2008). Há, ainda, metais incorporados na sua estrutura, como Ca e Zn, que auxiliam na nutrição das plantas (Enciclopédia de Ciência do Solo, 2008). A formação da MOS está relacionada a dois processos: mineralização e humificação. Mineralização é quando ocorrem perdas durante a decomposição dos compostos orgânicos, podendo ocorrer em duas etapas: i) a primária, em que 70-80% da matéria orgânica (MO) é convertida para moléculas simples (CO2 e H2O), deixando compostos fenólicos solúveis e lignificados parcialmente transformados; ii) a secundária, quando os microrganismos degradam a MOS para obtenção de energia, por exemplo, quebrando as cadeias alifáticas para utilizarem o nitrogênio disponível em seu próprio metabolismo (energia) (Canellas et al., 2001, 2008; Guerra et al., 2008). Já a humificação, que é responsável pela formação das substâncias húmicas, é quando os compostos fenólicos e lignificados pouco transformados durante a mineralização são estabilizados por processos bio-físico-químicos, que podem ocorrer por três vias principais: i) de herança, que ocorre quando os compostos insolúveis lignificados foram pouco transformados na fase de mineralização; ii). de. insolubilização, que é a transformação (oxidação) dos compostos fenólicos solúveis em quinonas, em ambientes aerados; iii) de neossíntese microbiana, que é a formação da.

(31) 14. humina microbiana com grande presença de cadeias alifáticas e polissacarídeos insolúveis provenientes de microrganismos mortos (Conceição et al., 1999; Guerra et al., 2008). O principal responsável pela formação da MOS, mineralizada e/ou humificada, são os organismos decompositores que, além de reduzir o tamanho e modificar os materiais decomponíveis, auxiliam na ciclagem do carbono (C) global, atuando tanto na fixação como na liberação do CO2, que havia sido incorporado pelas plantas, para a atmosfera (Stevenson, 1994; Enciclopédia de Ciência do Solo, 2008; Cunha et al., 2015). Sendo assim, o solo tem grande importância no ciclo global do C, pois é neste compartimento que se encontra cerca de 1500-2000 Pg (1 Pg = 109 toneladas) de carbono, contra 750 Pg de C na atmosfera e 560 Pg de C na vegetação (Sparks, 2003; Frazão, 2007; Enciclopédia de Ciência do Solo, 2008; Mielniczuk, 2008). Alguns dos fatores que controlam a formação da MOS são umidade, pH do solo, textura, estrutura, relação C/N do material orgânico incorporado, temperatura, aeração, disponibilidade de nutrientes, revolvimento do solo e alteração na cobertura do solo (Sparks, 2003; Frazão, 2007; Nascimento et al., 2010). Por sua vez, a presença de MO pode influenciar as diversas características do solo, sendo elas químicas, físicas ou biológicas (Nascimento et al., 2010). Por exemplo, a textura influencia na maior ou menor quantidade de C, o que, por consequência, pode influenciar na estruturação do solo. Em solos com maiores quantidades de silte e argila, há tendência em ocorrer maior quantidade de C, que por sua vez interage com os organominerais, formando agregados (Frazão, 2007; Enciclopédia de Ciência do Solo, 2008). Outro exemplo é que, quando se altera a cobertura do solo, deixando-o mais exposto ou revolvendo-o, há um aumento na aeração do solo e diminuição da umidade retida, o que, por consequência, provoca a perda de matéria orgânica (Frazão, 2007). Além disso, a presença da MOS pode influenciar nas diversas características do solo, sejam elas químicas, físicas ou biológicas (Nascimento et al., 2010). A presença da MOS, devido ao seu tamanho coloidal e a enorme presença de cargas negativas, auxilia na formação de agregados do solo, possibilitando maior estabilidade e resistência à erosão (Stevenson, 1994; Frazão, 2007; Enciclopédia de Ciência do Solo, 2008; Mielniczuk, 2008; Madari et al., 2009). Outra consequência bastante relevante da presença de matéria orgânica é o aumento da disponibilidade de nutrientes (devido a presença de cargas) e carbono (energia) para as plantas e os microrganismos.

(32) 15. heterotróficos, o que influencia o potencial produtivo dos solos (Frazão, 2007; Bayer & Mielniczuk, 2008; Madari et al., 2009). Como os processos de transformação da MOS são dinâmicos e podem ser facilmente alterados, é possível afirmar que qualquer alteração da fração orgânica do solo ocasiona alterações nas condições químicas, físicas e biológicas dos solos, podendo descaracterizá-los (Bayer & Mielniczuk, 2008; Guerra et al., 2008). Ressalta-se que o uso antrópico do solo é, geralmente, a principal causa de alterações ambientais que ocasionam perdas quanti-qualitativas da MOS (Guerra et al., 2008).. 3.4. As Substâncias Húmicas. As substâncias húmicas (SH), formadas pelo processo de humificação, representam a fração mais estável da MOS, que já está totalmente decomposta, podendo ser formadas tanto por processos biológicos como não biológicos. Esse grande grau de decomposição acarreta em maior interesse científico, principalmente por conta do interesse agronômico que a MOS desencadeia, relacionado à melhora da qualidade do solo. Elas compreendem de 85 a 90% do carbono orgânico total presente no solo e originam-se a partir da degradação química e biológica de animais e vegetais, além da ação da atividade microbiana. Os produtos que se formam a partir dessas reações são estruturas químicas complexas e com alto grau de estabilidade (Kononova, 1984 citado por Guerra et al., 2008; Andreux, 1996; Sposito, 2008). Stevenson (1994) já dizia não haver uma estrutura única para as substâncias húmicas e até hoje, mesmo com a evolução sobre o conhecimento da estrutura, não há uma fórmula geral. Apesar de tantos estudos sobre o assunto, a bioquímica da formação das substâncias húmicas é pouco compreendida, uma vez que as diversas características do meio influenciam no tipo de substância disponível para agregar e formar a substância húmica, além do grau e mecanismo de decomposição. Assim, aceita-se que se trata de compostos. macromoleculares. de. massa. molar. variável. e. comportamento. conformacional semelhante ao das proteínas e que são mantidos por ligações fracas como as pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas (Wershaw, 1986; Picollo et al, 1996, Rosa, 2001). Dentre os diversos tipos de grupos funcionais que podem ser encontrados na estrutura de uma substância húmica estão: grupo dos carboidratos (principalmente polissacarídeos) representando de 5-25% da MOS, grupos carboxílicos, carbonilas.

(33) 16. (cetonas e quinonas), hidróxidos (fenóis e estruturas alifáticas), aminas, proteínas, aminoácidos, entre outros (Sparks, 2003; Bayer & Mielniczuk 2008; Guerra et al., 2008; Novotny & Martin-Neto, 2008). De acordo com Sposito (2008), as substâncias húmicas apresentam quatro características que influenciam na formação dos agregados: a polifuncionalidade, que é a existência de vários grupos funcionais; o peso molecular, que interfere no caráter aniônico da estrutura; a hidrofilicidade, que é a tendência de formar pontes de hidrogênio; e a flexibilidade estrutural, que é a capacidade de alterar sua conformação molecular. Além disso, apresentam característica coloidal, ou seja, estão sujeitas a dispersão e/ou floculação relacionadas ao balanço entre as cargas da dupla camada difusa e a interação de van der Waals entre as partículas. A depender da atração ou repulsão das partículas, a dupla camada terá maior ou menor espessura e isso definirá se ocorrerá a floculação ou dispersão (Novotny & Martin-Neto, 2008). A dupla camada é formada pela camada de Stern, mais próxima à superfície da matéria orgânica e carregada positivamente; e pela camada difusa, que está em contato com a solução do solo e com os íons nela dispersos (Meurer et al., 2010). A dupla camada difusa apresenta variação na sua espessura dependendo de características como a concentração da solução, a valência e o raio hidratado dos íons em solução. Por exemplo, se há aumento na concentração dos íons ou presença de íons com valência alta na solução do solo (como Al3+, Mg+2, Ca2+), há mais íons disponíveis e/ou mais energia para se ligarem a partículas de MO (<2 µm) e atraírem partículas de MO vizinhas. Assim, a espessura da dupla camada fica reduzida e, quando há redução da dupla camada, ocorre a floculação dos coloides. Caso a concentração e/ou valência sejam baixas, a atração com a superfície da matéria orgânica será menor, permitindo um maior espaço entre as partículas, ou seja, uma maior espessura da dupla camada. Assim, há uma maior repulsão entre partículas vizinhas, ocorrendo a dispersão da matéria orgânica (McBride, 1994; Rengasamy e Summer, 1998; Ribeiro et al., 2009; Lepsch, 2011). As SH são macromoléculas polidispersas, ou seja, são moléculas ou grupos de moléculas com diferentes massas molares, que apresentam compostos com uma coloração escura de elevado peso molecular e podem ser separadas por diferenças de solubilidade (Stevenson, 1994; Sparks, 2003; Sposito, 2008). Pelo fato de as SH serem uma estrutura tão complexa, com variações nas propriedades moleculares, são as.

(34) 17. diferenças de solubilidade que guiam a sua separação em diferentes frações, sendo estas extraídas a partir de um fracionamento químico (Rosa, 2001). Assim, as SH são comumente subdividas em três frações: ácido húmico, ácido fúlvico e humina (Stevenson, 1994; Enciclopédia de Ciência do Solo, 2008; Guerra et al., 2008). Os ácidos fúlvicos apresentam coloração amarela amarronzada e são solúveis em meio alcalino e em meio ácido diluído. Os ácidos húmicos são aqueles que apresentam coloração preta/amarronzada, são solúveis em meio alcalino e insolúveis em meio ácido diluído. A humina é o resíduo insolúvel tanto em meio alcalino e em meio ácido diluído, ligada à fração mineral do solo (Stevenson, 1994; Benites et al., 2003; Enciclopédia de Ciência do Solo, 2008; Guerra et al., 2008). Há, ainda, quem considere os ácidos himatomelânicos, que são os ácidos húmicos solúveis em etanol (Stevenson, 1994). É comum encontrar o termo extrato alcalino (EA) quando se deseja referir apenas aos ácidos húmicos (AH) em conjunto com os ácidos fúlvicos (AF), desconsiderando-se a humina (HUM). Além disso, pode-se extrair relações a partir dos dados das frações: AH/AF para se avaliar a mobilidade ou potencial de perda do carbono no solo; e, EA/HUM, para indicar o potencial de iluviação da matéria orgânica do solo (Benites et al., 2001; Anjos et al., 2008). É comum que solos mais arenosos apresentem uma relação AH/AF maior, indicando uma perda da fração AF, que é mais solúvel, e horizontes espódicos, ou seja, horizontes subsuperficiais enriquecidos em MO, apresentem uma relação EA/HUM maior (Benites et al., 2001). Anjos et al. (2008) fizeram um levantamento comparativo das quantidades das frações AH, AF e HUM de alguns solos brasileiros. Verificaram que solos em ambiente com boa drenagem (Latossolos e Chernossolos) há predominância de HUM em todo o perfil, seguido pelos AH e, por fim, AF. Notaram também que os AH foram observados em maior quantidade nos horizontes superficiais enquanto os AF nos subsuperficiais. Já em Espodossolos e Gleissolos, Anjos et al (2008) verificaram uma variação no predomínio entre as frações AH e AF, sendo os maiores valores na fração AH e uma relação AH/AF maior do que 1,0. Em relação a EA/HUM, os valores encontrados também foram elevados (maiores que 1,5), o que indica o potencial de iluviação das frações EA da matéria orgânica do solo. Em Organossolos, estes autores verificaram uma variação no predomínio de AH e HUM em detrimento de AF. Para a relação AH/AF foram encontrados valores elevados nestes solos, maiores do que 2,0, indicando mobilidade nos teores de carbono no solo..

(35) 18. 4. Materiais e Métodos 4.1. Levantamento de dados (campo). Para determinação dos pontos de coleta, partiu-se dos estudos realizados por Bacani (2007) e Bonomo (2014), que constataram a presença de um horizonte escurecido e, de acordo com a última autora, enriquecido em matéria orgânica, nas proximidades da lagoa salina, a partir do limite praia-gramínea. O levantamento dos solos em campo foi realizado em outubro de 2015 (período da seca), no entorno de três lagoas salinas parcialmente desmatadas, ou seja, parcialmente desmatadas: Santo Ignácio, Pedra do Sol e Salina do Bico, todas localizadas no Pantanal da Nhecolândia, no Mato Grosso do Sul. Foram abertas 6 trincheiras no limite praia-gramínea, que era a zona mais próxima ao nível d´água da salina na época dos levantamentos, sendo uma do lado completamente desmatado e outra do lado relativamente preservado (presença de mata parcialmente desmatada) de cada lagoa. A descrição das trincheiras e as coletas de amostras de solos foram realizadas de acordo com Santos et al. (2005). As trincheiras localizadas no lado das lagoas que possui mata mais desmatada serão tratadas por TR1 e as localizadas no lado que possui mata menos desmatada serão tratadas como TR2. Já as lagoas salinas estudadas, Santo Ignácio, Pedra do Sol e Salina do Bico, serão designadas pelas siglas SI, PS e SB, respectivamente. A Salina Pedra do Sol localiza-se na Fazenda São Miguel do Firme (TR1: S19°10’31.21 e W56°57’38.35” / TR2: S19°10’38.6” e W56°57’52.6”); a Salina do Bico também se localiza na Fazenda São Miguel Firme (TR1: S19°12’37.1” e W56°56’46.1” / TR2: S19°12’25.2” e W56º56’37.4”); já a lagoa Santo Ignácio está na Fazenda Santo Ignácio (TR1: S19°12’53.00” e W56°57’47.13” / TR2: S19°12’58.50” e W56º57’52.40”) (Figuras 4.11 e 4.1-2). Uma amostra deformada foi coletada de cada horizonte identificado nas trincheiras. Para a análise específica de carbono orgânico, foi coletada amostra fracionada a cada 5 cm dentro do horizonte escurecido na lagoa Pedra do Sol; e com intervalos variáveis, a cada 2, 8 ou 12 cm, na lagoa Salina do Bico. Além da coleta de amostras de solos, também foram coletadas informações sobre as características geoquímicas da água, medindo-se em campo o pH e condutividade elétrica das três lagoas analisadas..

(36) 19. NHECOLÂNDIA (MS). Fonte: adaptado de Furquim (2007).. Figura 4.1-1 – Localização das fazendas de estudo na sub-região da Nhecolândia..

(37) 20. Figura 4.1-2 – Visão aérea vertical das salinas estudadas. Fonte: Google Earth (2019)..

(38) 21. 4.2. Preparo das amostras para as análises. O preparo das amostras foi realizado no Laboratório Multidisciplinar em Águas e Solos (LAMAS), localizado na unidade José de Alencar da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Campus Diadema. Iniciou-se pela produção de terra fina seca ao ar (TFSA), sendo o solo seco ao ar, destorroado e passado em uma peneira com malha de 2 mm. Antes da realização de qualquer análise, foi realizada a homogeneização da TFSA das amostras pelo método de quarteamento através da pilha alongada (Embrapa, 1997; Goés et al., 2004), para minimizar o erro ao separar a amostra e assim garantir que o que está sendo analisado seja representativo do que foi coletado e se encontra in loco.. 4.3. Caracterização física. A análise granulométrica foi realizada no LAMAS. Utilizou-se o método da pipeta, fazendo-se uso da desagregação mecânica, com o auxílio de um dispersante químico. As partículas dos solos ficam então dispersas na solução e a separação das frações areia (2,00 - 0,05 mm), silte (0,05 - 0,002 mm) e argila (< 0,002 mm) são realizadas através das diferenças de tempo de sedimentação (USDA, 1996; Embrapa, 1997; Camargo et al., 2009). Foram utilizados 20 g de amostra, juntamente com 10 mL de um dispersante químico (1 g hexametafosfato de sódio + 0,4 g hidróxido de sódio) e 250 mL de água deionizada. Garrafas apropriadas foram utilizadas para agitar a solução amostra + dispersante em um agitador rotativo de Wagner (Maistro), a 50 rpm durante 12 horas. Após a agitação, a solução foi transferida para uma proveta de 1000 mL, seu volume foi completado com água deionizada e a solução homogeneizada com um bastão de borracha por 30 segundos (USDA, 1996; Embrapa, 1997; Camargo et al., 2009). Deixou-se sedimentar por tempo determinado de acordo com a Lei de Stokes e separou-se com uma pipeta a suspensão 10 mL em uma profundidade de 5 cm para a determinação da fração argila (< 0,002 mm) e outros 10 mL em uma profundidade de 10 cm para a fração silte (0,053 > 0,002 mm). O restante foi lavado em uma peneira de malha 0,053 mm para separar a fração areia. As três frações foram levadas para secar em estufa entre 105 e 110 °C e depois pesadas. A fração areia ainda passou por mais uma separação através de peneiramento, onde obteve-se a areia muito grossa (1-2 mm),.

(39) 22. grossa (1 – 0,5 mm), média (0,5 – 0,25 mm), fina (0,25 - 0,10 mm) e muito fina (0,10 0,05 mm) (USDA, 1996; Embrapa, 1997; Camargo et al., 2009).. 4.4. Caracterização química. Estas análises foram realizadas em triplicatas, utilizando-se tanto o LAMAS quanto o Núcleo de Apoio Técnico ao Ensino, Pesquisa e Extensão (NATEP), ambos localizados na unidade José de Alencar da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Campus Diadema.. 4.4.1. pH Para a determinação do valor de pH em água de todas as amostras, inclusive das amostras fracionadas, foi utilizada uma solução de água e solo. Foram pesados 20 g de solo em potes plásticos de 80 mL, em seguida adicionados 20 mL de água deionizada. A análise se deu pela agitação manual da amostra, com o auxílio de um bastão de vidro, intensamente por 30 segundos e depois deixada em repouso por 60 minutos. No decorrer desses 60 minutos, a amostra foi agitada por 1 minuto a cada 15 minutos (passados 15, 30 e 45 minutos), em um agitador orbital de barra deslizante (Tecnal TE145), a 170 rpm. Ao término dos 60 minutos, a amostra foi agitada mais uma vez manualmente, intensamente, com um bastão de vidro, por 30 segundos e deixada em repouso por 1 minuto antes de realizar a leitura em um pHmetro (USDA, 2004). 4.4.2. Alumínio Trocável (Al3+) O Alumínio trocável foi extraído com uma solução de KCl e sua quantificação foi realizada através de titulação com uma solução de NaOH 0,025 mol L-1 (Embrapa, 1997; Cantarella et al., 2001). Foram pesados 5 g de solo em erlenmeyers de 250 mL, em seguida adicionou-se 50 mL de solução 1 mol L-1 de KCl a pH 5,5. As amostras foram agitadas por 5 minutos, a 220 rpm, em um agitador orbital de ganchos (Tecnal TE-145) e então, filtradas com filtros quantitativos (Nalgon 12,5 cm de diâmetro, ref. 3552) sobre potes plásticos de 80 mL. Após a filtração, 25 mL do extrato foram pipetados para outro erlenmeyer limpo e o Al3+ trocável foi determinado por titulação com solução de NaOH 0,025 mol L-1. O indicador utilizado foi o azul de bromotimol (3 gotas). Também foi.