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Uso da cromatografia de exclusão por tamanho na caracterização de substâncias húmicas de Latossolo Vermelho-Escuro sob efeito da calagem

Use of size exclusion chromatography in the characterization of humic substances from an oxisol under liming effect

Resumos

Este estudo avaliou o peso molecular estimado (PM) e as proporções de frações ácidos húmicos (FAH) e frações ácidos fúlvicos (FAF) presentes em substâncias húmicas (SH), extraídas com NaOH 0,1 M e resina trocadora de íons, originárias de Latossolo Vermelho-Escuro sob floresta e cultivado com laranja, em áreas com e sem calagem, por meio da cromatografia de exclusão por tamanho de alta eficiência (CETAE). Na calibração do PM com o tempo de retenção de diferentes compostos na coluna cromatográfica, utilizaram-se moléculas de sulfonato de poliestireno de sódio (SPS) e acetona. A análise das substâncias húmicas revelou que as FAFs e FAHs dos materiais de solo apresentaram tempo de eluição e, portanto, pesos moleculares muito similares àqueles determinados para os ácidos padrões. Os cromatogramas obtidos mostraram que o uso e o manejo do solo não introduziram mudanças no PM e na relação FAF:FAH das substâncias húmicas. Por outro lado, o método de extração influenciou, de forma marcante, as proporções de FAH e FAF, com mais FAH nos materiais extraídos com a resina trocadora de íons e maiores proporções de FAF nas substâncias húmicas extraídas com NaOH. As proporções de FAF e FAH obtidas por meio do método proposto pela SISH estiveram muito próximas àquelas determinadas com a CETAE, no material húmico extraído com a resina Chelex, demonstrando o potencial desta técnica na determinação do PM e das proporções de FAH e FAF em substâncias húmicas originárias de solos.

ácido húmico; ácido fúlvico; método de extração de substâncias húmicas; Latossolo


This study evaluated the molecular weight (mw) as well as the proportions of humic and fulvic acid fractions in humic substances (H5) extracted with 0.1 M NaOH and a chelating (Chelex 100 chelating ion exchange resins) (Na form), via High-Performance Size Exclusion Chromatography (HPSEC). Samples of a Dusky Red Latosol were collected from three areas: under orange-cultivated forest with and without liming. Standards of sodium polystyrene sulfonate and acetone were used to calibrate the molecular weight and retention time ratio. All chromatograms of both NaOH- and resin-extracted humic substances contained two peaks: one peak eluted at the same time as the reference HAs (mw = 27700 daltons) and the other at the same time as the reference aquatic FAs (mw = 1330 daltons). The chromatograms showed no difference in the distribution of soil humic substances from the different agricultural systems studied. However, the relative proportions of humic and fulvic acid fractions differed between NaOH- extracted and resin-extracted humic substances, with more humic acid fractions in the resin-humic material and greater proportions of fulvic acid fractions in the NaOH-humic extracts. The proportions of humic and fulvic acid fractions obtained by using the method proposed by SISH were close to those determined by HPSEC in the Chelex 100 ion exchange resin-humic substances, showing a potential use of this separation technique to the analyses of molecular weight and proportions of humic and fulvic acid fractions from soil humic substances.

humic acid; fulvic acid; humic substances extraction method; Latosol


SEÇÃO III - BIOLOGIA DO SOLO

Uso da cromatografia de exclusão por tamanho na caracterização de substâncias húmicas de Latossolo Vermelho-Escuro sob efeito da calagem(1 (1 ) Parte da Tese de Doutorado apresentada pelo primeiro autor ao Curso de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas, Universidade Federal de Lavras. )

Use of size exclusion chromatography in the characterization of humic substances from an oxisol under liming effect

C. A. SilvaI; S. J. AndersonII; L. R. G. GuilhermeIII

IEngenheiro-Agrônomo, Pesquisador da Embrapa Solos. Rua Jardim Botânico, 1024, CEP 22460-000 Rio de Janeiro (RJ)

IIProfessora da California State University at Monterey. 93955, Seaside, CA (USA)

IIIProfessor Adjunto do Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras - UFLA. Caixa Postal 37, CEP 37200-000 Lavras (MG). Bolsista do CNPq

RESUMO

Este estudo avaliou o peso molecular estimado (PM) e as proporções de frações ácidos húmicos (FAH) e frações ácidos fúlvicos (FAF) presentes em substâncias húmicas (SH), extraídas com NaOH 0,1 M e resina trocadora de íons, originárias de Latossolo Vermelho-Escuro sob floresta e cultivado com laranja, em áreas com e sem calagem, por meio da cromatografia de exclusão por tamanho de alta eficiência (CETAE). Na calibração do PM com o tempo de retenção de diferentes compostos na coluna cromatográfica, utilizaram-se moléculas de sulfonato de poliestireno de sódio (SPS) e acetona. A análise das substâncias húmicas revelou que as FAFs e FAHs dos materiais de solo apresentaram tempo de eluição e, portanto, pesos moleculares muito similares àqueles determinados para os ácidos padrões. Os cromatogramas obtidos mostraram que o uso e o manejo do solo não introduziram mudanças no PM e na relação FAF:FAH das substâncias húmicas. Por outro lado, o método de extração influenciou, de forma marcante, as proporções de FAH e FAF, com mais FAH nos materiais extraídos com a resina trocadora de íons e maiores proporções de FAF nas substâncias húmicas extraídas com NaOH. As proporções de FAF e FAH obtidas por meio do método proposto pela SISH estiveram muito próximas àquelas determinadas com a CETAE, no material húmico extraído com a resina Chelex, demonstrando o potencial desta técnica na determinação do PM e das proporções de FAH e FAF em substâncias húmicas originárias de solos.

Termos de indexação: ácido húmico, ácido fúlvico, método de extração de substâncias húmicas, Latossolo.

SUMMARY

This study evaluated the molecular weight (mw) as well as the proportions of humic and fulvic acid fractions in humic substances (H5) extracted with 0.1 M NaOH and a chelating (Chelex 100 chelating ion exchange resins) (Na form), via High-Performance Size Exclusion Chromatography (HPSEC). Samples of a Dusky Red Latosol were collected from three areas: under orange-cultivated forest with and without liming. Standards of sodium polystyrene sulfonate and acetone were used to calibrate the molecular weight and retention time ratio. All chromatograms of both NaOH- and resin-extracted humic substances contained two peaks: one peak eluted at the same time as the reference HAs (mw = 27700 daltons) and the other at the same time as the reference aquatic FAs (mw = 1330 daltons). The chromatograms showed no difference in the distribution of soil humic substances from the different agricultural systems studied. However, the relative proportions of humic and fulvic acid fractions differed between NaOH- extracted and resin-extracted humic substances, with more humic acid fractions in the resin-humic material and greater proportions of fulvic acid fractions in the NaOH-humic extracts. The proportions of humic and fulvic acid fractions obtained by using the method proposed by SISH were close to those determined by HPSEC in the Chelex 100 ion exchange resin-humic substances, showing a potential use of this separation technique to the analyses of molecular weight and proportions of humic and fulvic acid fractions from soil humic substances.

Index terms: humic acid, fulvic acid, humic substances extraction method, Latosol.

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AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pela bolsa de pesquisa cedida, e a Michigan State University, pelo custeio das despesas do projeto de pesquisa.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em setembro de 1999

Aprovado em maio de 2000

  • CAMARGO, F.A.O.; SANTOS, G.A. & GUERRA, J.G.M. Macromoléculas e substâncias húmicas. In: SANTOS, G.A. & CAMARGO, F.A.O., eds. Fundamentos da matéria orgânica do solo; ecossistemas tropicais e subtropicais. Porto Alegre, Genesis, 1999. p.27-39.
  • CHELEX 100 and Chelex 20 chelating ion exchange resin: instruction manual. S.l., Bio-Rad, 1985. 15p.
  • CHIN, YU-PING & GSCHWEND, P.M. The abundance, distribution, and configuration of porewater organic colloids in recent sediments. Geochem. Chosmochem. Acta, 55:1309-1317, 1991.
  • DANNEBERG, O.H. Ueber die extraktion von Huminstoffen aus Schwarzerde. Die. Bodenkultur, 24:111-119, 1973.
  • GERZABEK, M.H. & ULLAH, S.M. Humic substances in soils from Bangladesh, Namibia and Canada. Inter. Agroph., 5:197-203, 1989.
  • KREUTZER, K. Effects of forest liming on soil processes. Plant Soil, 168-169:447-470, 1995.
  • MARSCHNER, B. & WILCZYNSKI, A.W. The effect of liming on quantity, and chemical composition of soil organic matter in a pine forest in Berlin, Germany. Plant Soil, 137:229-236, 1991.
  • McBRIDE, M.B. Environmental chemistry of soils. New York, Oxford University Press, 1994. 406p.
  • MENDONÇA, E.S. & ROWELL, D.L. Dinâmica do alumínio e de diferentes frações orgânicas de um Latosssolo argiloso sob cerrado e soja. R. Bras. Ci. Solo, 18:295-303, 1994.
  • MEYER, V.R. Practical High-performance liquid chromatography. West Sussex, John Wiley & Sons, 1993. 376p.
  • MILES, C.J. & BREZONIK, P.L. High-performance size exclusion chromatography of aquatic humic substances. J. Chromatogr., 259:499-503, 1983.
  • MURPHY, E.M. & ZACHARA, J.M. The role of sorbed humic substances on the distribution of organic and inorganic contaminants in groundwater. Geoderma, 63:103-124, 1995.
  • NOVOTNY, E.H.; BLUM, W.E.H. & GERZABEK, M.H. Soil management system effects on size fractionated humic substances. Geoderma, 92:87-109, 1999.
  • ROTH, C.H.; WILCZYNSKI, W. & CASTRO FILHO, C. Effect of tillage and liming on organic matter composition in a Rhodic Ferralsol from southern Brasil. Z. Pflanzenernáhr. Bodenkd., 155:175-179, 1992.
  • SCHNITZER, M. & KHAN, S.U. Soil organic matter. Amsterdã, Elsevier, 1978. 319p.
  • SCHNITZER, M. Organic matter characterization. 2.ed. In: PAGE, A.L., ed. Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and microbiological properties. Madison, ASA/SSSA, 1982. p.581-593.
  • SCHNITZER, M. Soil organic matter - The next 75 years. Soil Sci., 151:41-58, 1991.
  • SHAW, P.J.; JONES, R.I. & HAAN, H. Separation of molecular size classes of aquatic humic substances using ultrafiltration and dialysis. Environ. Technol., 15:765-774, 1994.
  • SILVA, C.A.; ANDERSON, S.J. & VALE, F.R. Carbono, nitrogênio e enxofre em frações granulométricas de dois Latossolos submetidos à calagem e adubação fosfatada. R. Bras. Ci. Solo, 23:593-602, 1999.
  • STEVENSON, F.J. Humus chemistry; genesis, composition, reactions. New York, John Wiley & Sons, 1994. 496p.
  • ZONTA, E.P. & MACHADO, A.A. SANEST - Sistema de Análise Estatística. São Paulo, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 1980. (Software)
  • (1
    ) Parte da Tese de Doutorado apresentada pelo primeiro autor ao Curso de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas, Universidade Federal de Lavras.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      06 Out 2014
    • Data do Fascículo
      Set 2000

    Histórico

    • Aceito
      Maio 2000
    • Recebido
      Set 1999
    Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Secretaria Executiva , Caixa Postal 231, 36570-000 Viçosa MG Brasil, Tel.: (55 31) 3899 2471 - Viçosa - MG - Brazil
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