Solos e Nutrição de Plantas
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Item Sistemas de cultivo de milho de longo prazo no Cerrado: dinâmica de P no solo e fluxo de gases de efeito estufa(Universidade Federal de Viçosa, 2022-12-19) Freitas, Larissa Espinosa; Fernandes, Raphael Bragança Alves; http://lattes.cnpq.br/8576912622079606Em condições de cultivo de longo prazo, a atividade microbiológica e a manutenção da matéria orgânica do solo podem ser peças chaves para a reversibilidade do P adsorvido. Os cultivos sucessivos também podem influenciar a dinâmica da emissão de gases de efeito estufa (GEEs), uma vez que adubações consecutivas, uso de leguminosas e o revolvimento ou não do solo são fatores importantes neste processo. Neste cenário, este estudo objetivou avaliar como o manejo e o cultivo de longo prazo influencia as formas de P, capacidade de recuperação do P adsorvido, comunidade microbiana e fluxo de GEEs de um Latossolo Vermelho que há mais de duas décadas é submetido ao cultivo predominante de milho sob diferentes sistemas manejos. A área de estudo foi um experimento de longa duração já implementado, no qual foram avaliados os seguintes tratamentos: revolvimento do solo para o cultivo do milho; ausência de revolvimento do solo, com sucessão soja-milho e; área de vegetação nativa típica de Cerrado (referência). Nessas áreas foram coletas amostras de solo para avaliação das formas de P e atividade enzimática para um primeiro capítulo que objetivou avaliar o efeito de diferentes formas de uso e preparo de solo, no longo prazo, sobre a dinâmica de P e de enzimas ligadas ao ciclo deste nutriente. No segundo capítulo, amostras de solo foram coletadas e acondicionadas em vasos para a montagem de um experimento com plantas de milho em casa de vegetação, c que teve por objetivo avaliar o efeito do revolvimento do solo e da adição de fungos solubilizadores de fosfatos (FSPs) na recuperação de P adsorvido depois de quase duas décadas de cultivo. No terceiro capítulo, câmaras foram instaladas na área experimental de campo para a coleta dos gases CH4, CO2 e N2O, entre julho de 2019 e fevereiro de 2020, objetivando avaliar como os sistemas de manejo de longo prazo afetam o fluxo de GEEs. Os resultados obtidos revelaram incremento das formas lábeis inorgânicas nas camadas superficiais de todos os sistemas de manejo. A substituição da vegetação nativa pela agricultura reduziu o teor de carbono do solo, efeito minorado na camada mais superficial. O cultivo mínimo foi capaz de manter ou melhor a atividade de enzimas do solo, componentes considerados importantes na nutrição de plantas e qualidade do solo. A adição de FSPs demonstrou ser capaz de melhorar a dinâmica do P no solo e o desempenho das plantas, de forma semelhante à adubação química. As práticas de preparo do solo e a adubação nitrogenada de cobertura não alteraram as emissões dos GEEs do solo das áreas cultivadas, em comparação ao observado na vegetação nativa. A reversibilidade do P do solo foi incrementada com a adição de FSPs em um solo com acúmulo de formas não lábeis, demostrando o potencial dessa estratégia para o melhor aproveitamento do nutriente imobilizado. Não se verificaram diferenças das emissões de GEEs das áreas cultivadas e nativa, entretanto, ressalta-se que tal resultado não se pode ser utilizado para se justificar a livre remoção da vegetação nativa. Palavras-chave: Adsorção de fosfato. Efeito estufa. Cultivo mínimo. Fracionamento de P.Item Minerais da fração argila de solos amazônicos e síntese de óxidos de alumínio: morfologia e cristalinidade(Universidade Federal de Viçosa, 2023-08-31) Gasparini, Arthur Stefanelli; Fontes, Maurício Paulo FerreiraA Amazônia é um importante bioma brasileiro, sendo considerada a maior e uma das mais biodiversas florestas tropicais do planeta. É também o mais extenso bioma deste país, ocupando quase metade de seu espaço territorial. Porém, apesar de sua importância, observa-se que ainda há grande necessidade de promover o avanço do conhecimento acerca dos solos amazônicos e suas inter-relações. Trabalhos recentes vêm mostrando que as gibbsitas de solos amazônicos apresentam características morfológicas e cristalinidade mais semelhantes àquelas de gibbsitas provenientes de depósitos geológicos, quando comparadas às gibbsitas de solos de outras regiões do Brasil. De forma semelhante, observa-se normalmente que as caulinitas dos solos amazônicos são mais cristalinas do que aquelas de outras regiões do Brasil. Informações sobre quais fatores levam à formação de caulinitas e gibbsitas mais cristalinas nessa região, entretanto, são relativamente escassas. Nesse contexto, objetivou-se com esse estudo avaliar a mineralogia e as características cristalográficas dos minerais mais comuns em solos amazônicos de terra firme, buscando-se estabelecer relações entre esses atributos com seu ambiente de formação. Foram avaliadas amostras dos horizontes A e B de 23 solos amazônicos bem desenvolvidos de terra firme, as quais foram caracterizadas do ponto de vista químico, físico e mineralógico. Observou-se, com os resultados obtidos, que as goethitas dos solos avaliados apresentaram teores elevados de alumínio estrutural, e a cristalinidade desse mineral foi melhor em goethitas mais substituídas por alumínio. As caulinitas e gibbsitas apresentaram melhor cristalinidade nos solos amazônicos, quando comparadas àquelas de solos de outras regiões do Brasil. A melhor cristalinidade da caulinita nesses solos pode estar relacionada à rápida ciclagem biogeoquímica de silício, favorecendo a permanência de caulinitas na forma de cristais grandes e de boa cristalinidade. Observa-se que a cristalinidade da caulinita é afetada também pelo material de origem dos solos, com caulinitas mais cristalinas sendo identificadas em solos derivados de rochas sedimentares. Solos derivados de rochas cristalinas, por outro lado, apresentaram caulinitas de pior cristalinidade, mas ainda melhor do que aquela de solos de outras regiões do Brasil. Além do estudo de minerais do solo, observa-se uma crescente necessidade de produção e caracterização de minerais sintéticos, particularmente, dos óxidos de alumínio. Além da importância desses materiais para aplicações industriais, o estudo de seus processos de síntese pode contribuir para melhorar o entendimento sobre a gênese de minerais de alumínio no solo. A síntese desses materiais foi conduzida priorizando a utilização de protocolos simples e de fácil execução. Buscou-se ainda produzir e caracterizar óxidos de alumínio sintéticos na presença de aditivos que representam componentes abundantes nos solos, além de testar a influência de ciclos de umedecimento e secagem sobre os materiais sintetizados. As metodologias de síntese utilizadas foram eficientes para a produção de nanocristais de bayerita de elevada cristalinidade, de forma rápida e simples. Variações na técnica utilizadas permitiram produzir ainda pseudoboehmita e γ-alumina sintéticas. As metodologias apresentadas, portanto, permitiram a síntese de três óxidos de alumínio puros, por meio de técnicas simples, rápidas e de fácil condução. Palavras-chave: Solos Amazônicos. Mineralogia de Solos. Caulinita. Gibbsita. Goethita. Minerais Sintéticos. Bayerita. Pseudoboehmita. Gama-Alumina.Item Mehlich-3BR: extrator Mehlich-3 modificado(Universidade Federal de Viçosa, 2023-10-30) Costa, Saulo Jonas Borges; Cantarutti, Reinaldo Bertola; http://lattes.cnpq.br/6561552908732678Para avaliar a fertilidade dos solos, é fundamental ter a estimativa dos teores disponíveis dos nutrientes no solo. Para isso, utilizam-se extratores químicos sensíveis às frações dos nutrientes no solo, que garantam a disponibilidade deste para as plantas. O extrator Mehlich-1 (M-1) é amplamente utilizado para caracterizar a disponibilidade de P, K, Fe, Mn, Cu e Zn em solos altamente intemperizados. No entanto, o M-1 pode ser menos eficiente na estimativa do P disponível em solos com fertilidade melhorada, onde pode ser mais expressiva a fração de P associada ao Ca, que é de menor labilidade. Isso pode levar a interpretações incorretas sobre o estado nutricional do solo. Diante disso, o extrator Mehlich-3 (M-3) tem se mostrado uma alternativa e com a vantagem de possibilitar a avaliação do Ca e Mg trocáveis. Apesar das evidências favoráveis ao M-3, a sua adoção nos laboratórios de fertilidade do solo tem sido limitada pela dificuldade de acesso ao nitrato de amônio (NH4NO3), um dos componentes do M-3. Assim, este trabalho teve como objetivo adequar a composição do M-3, sem o nitrato de amônio, preservando seu caráter de extrator multielementar para avaliar a disponibilidade de macro e micronutrientes. As modificações consistiram na omissão NH4NO3 ou na sua substituição por NH4OH, NH4Cl ou (NH4)2SO4, assim como, alterações nas concentrações dos demais constituintes do extrator. Para avaliar as alterações do M-3 utilizaram-se amostras de 28 solos de várias unidades taxonômicas, com ampla variação de textura e teores dos nutrientes e matéria orgânica. Validou-se o extrator alterado confrontando seus resultados com os teores de P, K, Fe, Mn, Cu e Zn obtidos pelo extrator M-1 e os teores de Ca2+ e Mg2+ extraídos em KCl 1 mol L-1 de 54 solos. Os nutrientes foram dosados por espectrofotometria de: absorção molecular (EAM), emissão de chama (EEC), absorção atômica (EAA) e de emissão ótica em plasma indutivamente acoplado (EICP). Avaliou-se também o pH das soluções extratoras. Os resultados obtidos com os extratores modificados (yj) foram confrontados com os obtidos com o M-3 (yl). A comparação se deu pelo teste de identidade de métodos analíticos, fundamento nas estatísticas do teste de F modificado de Graybill, teste de t para o erro médio e análise dos coeficientes de correlações lineares. A simples omissão do NH4NO3, mantendo- se a composição e concentração original dos demais reagentes (15 mmol/L NH4F, 13 mmol HNO3, 1,0 mmol/L EDTA e 200 mmol/L CH3COOH) resultou na recuperação de menores teores de P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn e Cu. As substituições do NH4NO3 por NH4OH, NH4Cl ou (NH4)2SO4 proporcionou elevação no pH dos extratores e menor eficiência na extração de P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn e Cu. Diante disso, omitindo-se o NH4NO3 testaram-se em etapas sucessivas, ajuste nas concentrações dos reagentes até chegar ao extrator E-35, composto por 20,0 mmol/L de NH4F, 17,32 mmol/L de HNO3, 0,6 mmol/L de EDTA e 200 mmol/L de CH3COOH. O E-35 recuperou dos 28 solos teores de P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu e Zn estatisticamente equivalentes àqueles recuperados pelo M-3. A dosagem por EICP mostrou a mesma eficácia que a EAM, EEC, EAA nas dosagens de P, K e Ca, respectivamente. Os teores de P, K, Ca, Mg, Mn, Cu e Zn recuperados pelo E-35 mostrou elevada correlação (> 0,90) com os teores recuperados pelo M-1 e KCl 1 mol/L. Para os teores de Fe esta correlação foi de 0,75. Os resultados indicam que o extrator E-35 é equivalente ao Mehlich-3 e tem potencial para ser adotado com extrator multielmentar par P, K, Ca, Mg, Mn, Cu e Zn, em substituição ao Mehlich-1 e KCl a 1 mol/L. Palavras-chave: Extrator multielementar. Nutriente disponível. Extrator Mehlich-1. Extrator KCl. Nutriente trocável.Item Sorption and stability of trace elements on aluminum-substituted iron oxides(Universidade Federal de Viçosa, 2023-04-27) Cardoso, Daniel Kroehling Rodrigues; Vasques, Isabela Cristina Filardi; http://lattes.cnpq.br/8557111524729137The trace elements arsenic (As), antimony (Sb), lead (Pb), and cadmium (Cd) are present in orogenic gold deposits positively correlated with gold. Others, such as the rare earth elements lanthanum (La) and ytterbium (Yb), do not present correlation with gold. The weathering of these rocks, intensified by mining activity, leads to a redistribution throughout the local drainage basin. Iron oxides precipitating from weathering products immobilize part of these elements. High contents of gold in secondary deposits attract artisanal mining (garimpo), which historically contaminates watercourses with mercury (Hg). In this study, iron oxides were precipitated from a solution containing As, Pb, Sb, Cd, La, Yb, and Hg in the presence and in the absence of aluminum (Al). The stability of the coprecipitates was evaluated through BCR and SBET extraction procedures. Most of the initial content of As, Pb, Yb, and Sb was coprecipitated with Fe-oxides in only two hours, while Cd and La persisted longer in solution. Aluminum isomorphic substitution in Fe-oxides favored La and Yb immobilization in the short- term, but favored As and Cd immobilization in the long-term. Goethite with Al substitution (Al-goethite) was the only phase identified in treatments with Al, and lepidocrocite precipitation was favored at high concentrations of trace elements. Arsenic and Cd were more stable coprecipitated with Al-goethite. On the other hand, La and Yb were more stable with Al- free-goethite or lepidocrocite. The extraction percentages of As, Cd and Sb from precipitates were lower than Pb, La and Yb, which might be related to higher incorporation of As, Cd and Sb into the oxides structure. The precipitates had high bioaccessible contents of As and, therefore, higher risk to oral exposure for children (HQ > 1). Mercury did not interfere with other elements sorption or stability, therefore the hypothesis that garimpo can remobilize other elements through desorption from Fe-oxides due to Hg introduction was not confirmed. The results were useful for enhancing comprehension of interactions between iron oxides and trace elements in natural systems, including aspects such as sorption mechanisms, stability, bioavailability, and toxicity. Keywords: Coprecipitation. Acid mine drainage. Garimpo. Arsenic. Goethite.Item Network Theory applied to discriminate land uses and evaluate mined areas reclamation(Universidade Federal de Viçosa, 2021-10-25) Diniz, Júnia Alencar; Soares, Emanuelle Mercês Barros; http://lattes.cnpq.br/0659723142960901Mining is an activity that deeply impacts the soil-plant system, by totally removing the vegetation cover and the superficial layers of the soil, being mandatory the recovery of these areas, back to their original condition. For this to be possible, it is necessary to know in depth the current state of the system and compare it with an appropriate reference. However, soil- plant system is highly complex, both in natural ecosystems and in agro-ecosystems degraded by mining, so we need a tool that can handle all this complexity. Network Theory has stood out in the field of complex systems as a very versatile tool and is already present in soil science, although it is still little used in the mined areas reclamation. This theory allows visualizing a complex system as a whole, transforming structural densities into clusters (communities) and enabling the identification of the elements (nodes) most relevant to the structure of relationships (links). For this reason, our aim was to investigate the potential of Network Theory to discriminate the current state of mined areas under reclamation and to quantify the similarity between these areas and their references, in two different conditions: iron mining and bauxite mining. For this, we used data on soil attributes and vegetation parameters as a basis for the construction of weighted bipartite networks, composed of two classes of nodes: area and attribute. All networks were generated with Gephi software, version 0.9.2, with layouts produced by the ForceAtlas2 energy model, which provided a very clear and intuitive interpretation of the data structure. Network Theory allowed the discrimination of areas through groupings and the identification of the most relevant attributes for their distinction. It was also possible to quantify these differences by a Similarity Index (SI) and a Relative Similarity Index (RSI), using the weights of the nodes in the complete networks and in the area- projections, respectively. For the calibration of the method, we compared our results with those obtained through Principal Component Analysis (PCA) by other authors, who worked with the same data. We conclude that Network Theory can be used to discriminate the different land uses in areas affected by mining, allowing for consistent results, comparable to those of PCA. The method developed in this work to calculate the weight of the edges in the networks proved to be very accurate, because the weights kept the proportions contained in the original data values. However, better results can be obtained by adjusting the equations to the characteristic functions of each attribute, especially to non-linear functions. We also believe that it is possible to select quality indicators using Network Theory, but this issue requires further conceptual studies. The present work can be considered an initial approach for the development of a new method of data exploration that can help in understanding the processes and in monitoring the reclamation of mined areas. Keywords: Bauxite mining. Iron mining. Soil quality. Soil-plant system. Weighted bipartite networks. PCA.Item Biofortificação de feijão com zinco: efeitos de fontes, formas de aplicação, doses, e do fungo Pochonia chlamydosporia(Universidade Federal de Viçosa, 2021-09-24) Santos, Ricardo Miranda dos; Fontes, Renildes Lúcio Ferreira; http://lattes.cnpq.br/1619081056307298O zinco desempenha importante papel para o adequado funcionamento do organismo humano. O consumo de alimentos com baixos teores desse nutriente tem contribuído para o aparecimento da desnutrição e diversos problemas de ordem fisiológica na população. Uma alternativa para melhorar a qualidade nutricional dos produtos agrícolas que compõem a dieta alimentar da população é o enriquecimento das partes comestíveis das culturas comerciais pelo manejo da adubação, com a prática chamada biofortificação agronômica. Diante disso, objetivou-se neste estudo avaliar os efeitos da aplicação de doses de Zn via foliar, utilizando o Zn-EDTA e o Zn- Aas (Zn-amino ácido chelates)-FH-Amino como alternativas ao ZnSO 4 , e a inoculação do fungo P. chlamydosporia nas sementes, associada à aplicação de Zn via solo e via foliar para a biofortificação de grãos de feijão. Dois experimentos foram conduzidos em casa de vegetação, com a cultivar BRSMG Madrepérola. No experimento I avaliou-se a aplicação de doses de Zn via foliar utilizando o Zn-EDTA, Zn-Aas e o ZnSO 4 e foi realizado em esquema fatorial [(3 × 5 + 1) + (1 × 3)], correspondendo a três fontes de Zn, cinco doses de Zn (2,5; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0 mg dm -3 ) aplicadas via foliar, um controle, sem aplicação de Zn via foliar e três doses de KCl (0,0; 0,2; 0,4 %) dentro da dose 5 mg dm -3 de Zn via foliar do ZnSO 4 , em delineamento em blocos casualizados com quatro repetições. O experimento II foi desenvolvido em esquema fatorial 2 × 2 × 5, representado pela inoculação do fungo P. chlamydosporia em sementes de feijão (0 e 5 g kg -1 de sementes), com aplicação de Zn via solo (0 e 2,5 mg dm -3 ), e aplicação de Zn via foliar (0; 2,5; 5,0; 10,0 e 20,0 mg dm -3 ), em delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Após a colheita de ambos os experimentos, foram contabilizados o número de vagens, a produtividade de grãos por planta e o peso de 100 grãos, determinou-se os teores N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn e Zn, nos grãos, realizou-se a análise de mapas microquímicos pela florescência de raios X com energia dispersiva (EDXRF), como também, apenas no experimento II, foram determinadas as características químicas dos solos. As fontes de Zn aumentaram os teores de Zn em grãos de feijão melhorando a qualidade, com destaque para o Zn-EDTA, este que também contribuiu para o aumento dos teores e conteúdos de outros nutrientes e menor redução dos componentes da produção de grãos. A aplicação de doses de KCl via foliar na dose de 5 mg dm -3 de Zn da fonte de ZnSO 4 , aumentou o teor e conteúdo de S e conteúdo de K nos grãos de feijão. A colonização de raízes de feijoeiro pelo P. chlamydosporia não foi efetiva para aumentar os teores de Zn nos grãos de feijão. Porém, aumentou a absorção de P, K, Fe e Mn pelas raízes e também resultou no aumento nos teores de N e de proteínas nos grãos, entretanto, reduziu o peso de cem grãos. A inoculação do microrganismo nas sementes, associada à adição ou não de Zn no solo e suplementada com doses de Zn foliar, aumentou os teores de K, Fe e Mn nos grãos. A aplicação de doses de Zn foliar, associada à adição ou não de Zn no solo, aumentou os teores do elemento nos grãos, principalmente, nas doses 10 e 20 mg dm -3 de Zn via foliar, sem adição de Zn no solo. Palavras-Chave: Fontes de zinco. Qualidade nutricional de alimentos. Microrganismos. Teores de nutrientes.Item Infiltração de água no solo e erodibilidade em áreas de pastagem em diferentes declividades(Universidade Federal de Viçosa, 2020-12-23) Rezende, Carlos Henriques da Silva; Fernandes, Raphael Bragança Alves; http://lattes.cnpq.br/7313846094720567A infiltração é um processo fundamental para o ciclo hidrológico por determinar o armazenamento da água no solo e garantir a perenização e regularidade de nascentes e cursos d’água. Para sua a determinação não existe um consenso sobre a melhor metodologia a ser usada. Estudos de campo são frequentemente realizados com infiltrômetro de anel e simuladores de chuva, mas com complexidade em sua execução. Além disso, o papel da declividade do terreno na taxa de infiltração de água no solo ainda é pouco claro, e poucos são os dados para regiões com relevo movimentado, como é o caso dos Mares de Morros do Brasil, onde destaca-se a classe de relevo fortemente ondulada e onde mais de 70 % da cobertura do solo é formada por pastagens. Nesse contexto, o presente estudo objetivou avaliar a infiltração da água no solo e a erodibilidade em áreas de pastagem em diferentes declividades do terreno e coberturas do solo. O estudo foi dividido em capítulos. No Capítulo I, o objetivo foi propor funções de pedotransferência para a estimativa da taxa de infiltração estável de água para os solos brasileiros com base na mineração de dados (data mining), e a partir de modelos de regressão linear e modelos de aprendizado de máquina (machine learning). No segundo capítulo, objetivou-se avaliar o efeito da declividade e da cobertura do solo sobre a estimativa da infiltração de água no solo em áreas de pastagem. No terceiro capítulo buscou-se avaliar a erodibilidade de um Latossolo em diferentes condições de umidade inicial, declividades e cobertura do solo, como estimadas pelo método tradicional de campo e com o ensaio de Inderbitzen. Os resultados obtidos indicaram que funções de pedotransferência são capazes de estimar a taxa de infiltração estável da água no solo quando essa é determinada com o uso do simulador de chuvas. A mesma capacidade preditiva foi obtida com modelos de aprendizado de máquina, em especial com o Random Forest, tanto para estimativas da variável determinada com simulador de chuvas, assim como com infiltrômetro de anel. Os dados de campo indicaram que a declividade do terreno não afetou a taxa de infiltração de água no solo, infiltração acumulada e o escoamento superficial acumulado. Por outro lado, a cobertura vegetal exerce papel fundamental na taxa de infiltração, sendo capaz de aumentá-la de 30 a 60 %. A mesma cobertura é capaz de reduzir a erodibilidade do solo a quase a metade do valor obtido para osolo descoberto. O ensaio de Inderbitzen apresenta potencial a ser explorado em estudos de perdas de solo e proporciona resultados com relação aparentemente direta com os obtidos em ensaios de campo. Com o propósito orientativo e de se construir um futuro banco de dados, o presente estudo sugere a indicação da relação Fator K (campo) = 10 x Fator K (Ensaio de Inderbitzen) para uso em Latossolos. Palavras-chave: Simulador de chuvas Perda de solo. Escoamento superficial.