Ciências Agrárias
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Item Avanços no uso da espectroscopia no infravermelho-próximo para o monitoramento da matéria orgânica do solo e suas frações(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-22) Fonseca, Aymbiré Angeletti da; Soares, Emanuelle Mercês Barros; http://lattes.cnpq.br/2591123120941587A espectroscopia na região do infravermelho-próximo – NIR (Near-infrared) é uma técnica analítica rápida, não destrutiva, de fácil uso, altamente reprodutiva e ambientalmente correta, que pode ser utilizada para o monitoramento da matéria orgânica do solo, um atributo que pode beneficiar diversos serviços ecossistêmicos providos pelo solo. No presente trabalho, aspectos metodológicos que envolvem o uso de espectrofotômetros NIR compactos para determinação de carbono orgânico do solo (COS) foram avaliados, assim como o potencial do uso da espectroscopia NIR (NIRS) para a determinação de C, N, δ 13 C e δ 15 N em frações da matéria orgânica do solo (matéria orgânica particulada e matéria orgânica associada aos minerais). Os resultados indicaram que o aumento da área da amostra sondada pelo espectrofotômetro NIR compacto afeta positivamente a representatividade dos espectros de amostras de solo e proporciona ganhos na acurácia dos modelos de determinação de COS. O uso de um sistema de movimentação automático programado para mover, axial e radialmente, os frascos contendo as amostras de solo sobre o feixe de sondagem ótica de um instrumento compacto aumentou a representatividade dos espectros do solo e resultou em ganhos de até 400 % na acurácia dos modelos. Constatou-se ainda que a performance dos modelos de determinação de COS, desenvolvidos com instrumentos compactos e usando conjuntos de dados amplos e heterogêneos, pode ser beneficiada pela moagem do solo. Contudo, nestas condições, o uso de modelos de regressão local, construídos utilizando apenas as amostras do conjunto de calibração consideradas semelhantes à amostra que se deseja avaliar usando a NIRS, se mostrou uma melhor alternativa. Quando os modelos locais foram construídos utilizando amostras de solo secas em estufa e finamente moídas, foram obtidos os melhores resultados, sendo observada redução no erro de predição de até 15 %. Os resultados demonstraram também que a NIRS pode ser utilizada para caracterização rápida e não-destrutiva da matéria orgânica do solo. Além de fornecer informações sobre os teores totais de C e N, foi possível inferir os teores de C, N e δ 13 C na matéria orgânica particulada e na matéria orgânica associada aos minerais. Palavras-chave: Espectrofotômetros NIR compactos. Modelos de regressão local. Pré- processamento de amostras de solo. Matéria orgânica particulada. Matéria orgânica associada aos minerais.Item Plant material controls soil organic matter formation and the magnitude of priming effect(Universidade Federal de Viçosa, 2020-03-31) Almeida, Luís Fernando Januário; Silva, Ivo Ribeiro da; http://lattes.cnpq.br/1430037122937567Soil organic matter (SOM) has the capacity to store large amounts of carbon (C). In this context, SOM is a potential sink of atmospheric C and an alternative for global warming mitigation. Although SOM is widely investigated, the processes governing its formation and retention in soils are not completely understood. Thus, we aimed in the present study to understand how the chemical composition of plant litter drives the formation of new SOM and the mineralization of “native” SOM. The research was divided in two parts that originated two chapters: I) Quantitative parametrization of molecular diversity and microbial respiration of biochemical fractions of eucalypt plant tissues; and II) Forest litter constraints on the pathways controlling soil organic matter formation. For the chapter I we fractionated eucalypt plant components through proximate analysis (PA), which has been widely used to determine litter chemistry in decomposition studies. The fractions obtained had their biochemical composition characterized by 13 C-NMR spectroscopy and thermochemolysis coupled to gas chromatography-mass spectrometry. After this characterization, artificial plant organs were “reconstructed” and incubated in soil samples for 200-days under controlled conditions. Our results showed that the chemical composition of substrate drives the respiration of plant material at the early stages of decomposition. Conversely, at the late stages of decomposition substrate properties had no significant influence on C- CO 2 release. For the chapter II we incubated soil samples with different eucalypt plant organs for 200 days. These plant organs represented forest litter fractions with distinct chemical composition and usual input location in soil (above and belowground). For each treatment, we determined the amount of litter-derived C incorporated into different SOM fractions as well as the priming effect caused by the fresh litter amendments. Our results indicate that the aboveground litter were respired at higher rates but caused less native SOM degradation as compared to root litter. Additionally, aboveground litter contributed to net gains in both POM and MAOM, while root litter only led to net gains in POM. Generally, SOM formation via microbial incorporation of aboveground litter through in vivo pathways appears to be more efficient and causes less degradation of “native” MAOM than roots. Keywords: Substrate biochemistry. Microbial respiration. In vivo pathway. Ex vivo pathway. Priming effect. 13 C-CP/MAS-NMR spectroscopy. Aboveground litter. Root litter. Particulate organic matter. Mineral-associated organic matter.