Materia Organica Do Solo Versao 2

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    08-Jul-2015

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Uniersidade Federal de Santa Maria Centro de Cincias Rurais Departamento de Solos

Matria orgnica do solo Matria orgnica do solo

Definies e caracterizao da MOMaterial orgnico todo o tipo de material de origem orgnica, reconhecvel ou no.

Hmus ou matria orgnica substncias de natureza orgnica j em estdio avanado de alterao, no sendo possvel reconhecer sua origem

4 grandes grupos de compostos orgnicos: Mais importantes e se decompem rapidamente, contribuindo para os nutrientes Protenas: do solo, como N, P e S Lignina: Composto muito resistente que persiste no solo como um dos principais componentes do hmus Carboidratos: Lipdios: + ceras e resinas Componentes resistentes que contribuem com S e P para o solo

Composio dos materiais representativos de material verde, adicionado ao solo.

Natureza das substncias orgnicasOs compostos no humificados sofrem 2 processos bsicos de transformao:

Mineralizao: um processo de queima com o liberao de CO2 e de compostos (NH+3, CO2, PO3-4, SO2-4 ...) Humificao: transformao o orgnicos em hmus dos compostos

Natureza das substncias orgnicasCompostos no humificados A natureza dos compostos no hmicos depende do tipo de organismo do qual precede: Resduos de colheita Esterco Animais mortos Produtos da atividade microbiana entre outros

Natureza das substncias orgnicasCompostos no humificados Os compostos no hmicos transformam-se no solo devido, fundamentalmente, ao microbiana Constituem as unidades estruturais para: Formao de tecidos; Reservatrio organismos. de nutrientes e energia dos

Natureza das substncias orgnicasCompostos no humificados Carboidratos: simples (glicose, galactose) polimerizados (lignina, celulose): difcil decomposio Aminocidos: so constituintes das protenas fonte de N no solo Glicina, alanina, c. asprtico, c. glutmico, etc

Natureza das substncias orgnicasA velocidade de decomposio dos compostos no hmicos depende: composio dos resduos orgnicos: a relao C/N da matria orgnica muito importante condies ambientais: temperatura, umidade, aerao, pH... quantidade e tipo de material (degradao e resistncia) Os compostos no hmicos participam na sntese de outras substncias (compostos humificados), atravs do processo de humificao

Ciclo do carbono Os vegetais transformam o CO2 da atmosfera em compostos orgnicos, mediante energia solar O homem e outros animais superiores obtm energia e tecidos orgnicos dos produtos vegetais e devolvem resduos e rejeitos ao solo Macro e microrganismos digerem estes materiais orgnicos, liberando nutrientes para as plantas, deixando CO2 e hmus como produtos relativamente estveis Carbonatos e bicarbonatos de Ca. Mg, K, etc, so removidos por lixiviao, porm, o carbono retorna ao ciclo sob a forma de CO2 A totalidade do CO2 liberada para a atmosfera, onde fica novamente disponvel para assimilao vegetal Fonte: Brady, 1989

Fonte: Brady, 1989

Natureza das substncias orgnicasCompostos humificados Partculas coloidais de alta reatividade (< 2m) Grande rea superficial especfica Colorao variando do amarelo ao marrom escuro (afeta a temperatura do solo) Bastante estveis e resistentes ao microbiana Capazes de reter reversivelmente molculas de gua e ons A composio qumica dessas substncias depende da composio dos resduos e dos microrganismos que tomaram parte na decomposio e das condies que o processo se realizou

Natureza das substncias orgnicas Compostos humificados O fracionamento qumico permite a separao dos componentes orgnicos das partculas minerais do solo cido flvico: solvel em base, cido e gua cido hmico: solvel em base e insolvel em cido Humina: insolvel em base e cido

Natureza das substncias orgnicasCompostos humificados cido flvico: C135H182O95N5S os grupos se dissociam maior decomponibilidade contribui imediatamente para a CTC do solo esto em forma adsorvida no solo, ligados aos xidos de Fe e Al, minerais de argila e compostos orgnicos de alto peso molecular quando no esto adsorvidos, so solveis em gua e tem propriedades redutoras e complexantes compostos de polissacardeos, compostos urnicos e fenlicos, aminocidos, entre outros

Natureza das substncias orgnicasCompostos humificados cido hmico: C187H186O89N9S possuem alto peso molecular maior resistncia da molcula decomposio funciona como reserva em alguns locais pode representar mais de 80% da matria orgnica total forma com Ca, Mg, Fe e Al, compostos pouco solveis

Natureza das substncias orgnicasCompostos humificados Huminas compreende, junto com as substncias orgnicas pouco modificadas, a matria humificada e cidos hmicos intimamente complexados com minerais de argila substncias hmicas negativamente carga dependente de pH carregadas positiva e

Matria orgnica do solo

O teor de MO no solo muito sensvel em relao s prticas de manejo

A matria orgnica encontrada principalmente nas camadas superficiais do solo, suprindo os nutrientes aos vegetais e proporcionando propriedades fsicas favorveis ao crescimento das plantas.

Nutrientes

Matria orgnica Propriedades fsicas

Superfcie

Adio de matria orgnica ao solo

Parte area

Adio de matria orgnica

Sistema radicular

Adio de MOOcorre via adio de carbono pela sntese de compostos orgnicos no processo da fotossntese matria vegetal. Decresce com a profundidade.PC = preparo convencional; PD = plantio direto; A = aveia; V=ervilhaca; M = milho; C = caupi.

Teores de CO e NT num solo Argissolo Vermelho escuro submetido, durante 9 anos, a diferentes sistemas de manejo.

Transporte de MO em profundidade

Minhocas

Besouros

Formigas

Transporte de matria orgnica em maiores profundidades

CO2 CO2 CO2

CO2 CO2

Perdas de MOMO

Decomposio Liberao CO2 na respirao Microbiana

Revolvimento do solo (oxidao, eroso, lixiviao)

Queima de combustveis fsseis

Desmatamento

A magnitude desses processos em dadas condies edafoclimticas depende das espcies e do sistema de manejo do solo utilizado.

Nota-se o declnio inicial muito rpido e o nivelamento com o passar do tempo

Perdas de MO

Em reas cultivadas, grande parte da matria orgnica vegetal removida para consumo humano ou animal, sendo pequena a quantidade que retorna ao solo O revolvimento do solo coloca os resduos orgnicos em fcil contato com os organismos do solo, aumentando o ritmo de decomposio Fonte: Brady, 1989

Figura. Influncia geral do cultivo sobre os nveis de matria orgnica do solo, iniciando-se com pradarias virgens. Fonte: Brady, 1989.

Perdas de MO

A influncia depreciadora do cultivo sobre a matria orgnica tambm atinge as camadas inferiores do solo Cerca de 25% da matria orgnica foi perdida na camada entre 0 e 25 cm, em conseqncia do cultivo Figura. Teor mdio de matria orgnica de 3 solos do Dakota do Norte, antes e aps 43 anos de cultivo. Fonte: Brady, 1989.

Estabelecimento prolongado de uma cobertura vegetal equilbrio entre a adio e a decomposio da MO

Tempo de decomposio relativo das substncias no humificadas no solo.

Regies tropicais

e subtropicais

1os anos de cultivo

+ de 50% da MO pode ser perdida

MO

Eroso

Decomposio

Microbiana Relao entre os contedos de MO e o perodo de cultivo de solos do RS (adaptado de Pottker, 1977).

Mdias anuais de temperatura aumentam de 14,1 C a 20oC Chuvas decrescem de 2480 mm a 1350 mm Evapotranspirao potencial aumenta de 600 a 1100 mm Teores de MO (%C) decrescem com a elevao da temperatura e a diminuio da gua excedente

Clima x teor de MO o

Oeste

600 km Leste

O teor de MO aumenta com a altitude em que ocorre o solo

Textura e clima x teor de MO

O nvel de matria orgnica do solo depender do clima, das condies do solo, do tipo e da seqncia das culturas. Figura. Variao da matria orgnica em relao a textura do solo (figuras a, c) e clima (figuras b, c). Fonte: Brady, 1989.

Importncia da matria orgnica no solo

Crescimento vegetal

Meio ambiente

Matria orgnica

Propriedades qumicas

Microrganismos

Propriedades fsicas

Importncia da matria orgnica no soloA B CFoto: Streck et al., 2002

Cor do solo: aumenta a tonalidade escura ar Formao de agregados: maior permeabilidade ao Aumento da capacidade de reteno de gua Aumento da CTC e CTAArgissolo

Disponibilizao de macro e micronutrientes Controle do pH do solo: efeito tampo Produo de substncias ativadoras e/ou inibidoras do crescimento de microrganismos Participao de processos pedogenticos: quelao, peptizao e coagulao Fonte: Luchese et al., 2001

A maioria dos atributos do solo tm estreita relao com a MO:

Estabilidade dos agregados

Resistncia eroso Infiltrao e reteno de guaK+ Na+ Cl-

CTC

K+Cl-K+ Na+

Disponibilidade de nutrientes s plantas

Atividade biolgica

MO e caractersticas fsicas do soloResduos orgnicos

Densidade do solo Poros de tamanho grande Entrada de ar Drenagem de gua As razes e os miclios de fungos criam uma rede que razes miclios favorece a estabilidade dos agregados, os quais aumentam em nmero na presena de gramneas e quando o solo no nmero presena gramneas perturbado.

MO e caractersticas fsicas do solo

Relao entre o dimetro mdio geomtrico dos agregados (DMG) e os teores de carbono orgnico em um Latossolo Vermelho escuro.

MO e caractersticas fsicas do solo

Fonte: Brady, 1983

Solo desetruturado (esquerda) e solo bem granulado (direita). Razes de plantas e especialmente hmus so fatores principais na granulao do solos.

MO e atividade microbianaDecomposio por microrganismos heterotrficosParte dos compostos simples e da energia liberada so utilizados para seu prprio metabolismo e reproduo

Aumento da biomassa do solo C K P IMOBILIZAO E MINERALIZAO Este aumento da biomassa representa uma IMOBILIZAO temporria dos nutrientes que agora fazem parte dos tecidos microbianos.

N

Imobiliza parte dos nutrientes contidos nos resduos

MO e atividade microbianaIMOBILIZAO E MINERALIZAO Os nutrientes imobilizados podem atingir grandes quantidades, mas a biomassa reciclada mais rapidamente que os tecidos mortos e o retorno de nutrientes sua forma solvel disponvel para o aproveitamento pelas plantas chamado de MINERALIZAO.

Relao Carbono/Nitrognio (C/N)O equilbrio entre as taxas de mineralizao e imobilizao depende da quantidade de C no resduo e da relao entre carbono e nitrognio (C/N) Os tecidos microbianos possuem uma relao C/N entre 20 e 30

Relao Carbono/Nitrognio (C/N)Plantas jovens e gramneas Diminui contedo de protenas e aumenta lignina Maturao

Relao C/N 20 Relao C/N > 30 Leguminosas jovens Relao C/N aumenta com a idade Maturao

Baixa relao C/NFonte: Luchese et al., 2001

Relao Carbono/Nitrognio (C/N)60

Relao C/N

33 17 12 8

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