Quantificação e utilização das frações húmicas como característica diferencial em horizontes diagnósticos de solos Brasileiros

Humic fractions quantification as a differential characteristic and use in diagnostic horizons in Brazilian soils

SEÇÃO V - GÊNESE, MORFOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO DO SOLO

Quantificação e utilização das frações húmicas como característica diferencial em horizontes diagnósticos de solos Brasileiros(¹)

Humic fractions quantification as a differential characteristic and use in diagnostic horizons in Brazilian soils

Ademir Fontana^I; Marcos Gervasio Pereira^II; Lúcia Helena Cunha dos Anjos^II; Vinicius de Melo Benites^III

^IDoutor em Agronomia - Ciência do Solo. UFRRJ. Engenheiro-Agrônomo, INCRA, Av. Senador Robert Kennedy, São Torquato, CEP 29114-300 Vila Velha (ES). E-mail: [e-mail]

^IIProfessor Associado II. Departamento de Solos da UFRRJ. Bolsista do CNPq. E-mails: [e-mail], [e-mail]

^IIIPesquisador, Embrapa Solos. Rua Jardim Botânico 1024, CEP 22460-000 Rio de Janeiro (RJ). E-mail: [e-mail]

RESUMO

As informações obtidas pela distribuição das frações húmicas podem ser utilizadas em estudos pedológicos brasileiros como atributo diagnóstico ou característica diferencial e, assim, contribuir para a evolução do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Os objetivos deste trabalho foam quantificar o C orgânico das frações húmicas de horizontes diagnósticos superficiais e subsuperficiais de solos e propor a utilização no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Foram utilizados 169 horizontes diagnósticos distribuídos entre O hístico, H hístico, A chernozêmico, A húmico e B espódico. Eles foram avaliados quanto à composição química e física. Quantificaram-se os teores de C orgânico nas frações: ácidos fúlvicos (C-FAF), ácidos húmicos (C-FAH) e humina (C-HUM). Foram calculadas as relações C-FAH/C-FAF, C-EA/C-HUM e C-EA/COT (C-EA = C-FAF + C-FAH) e o percentual de cada fração em relação a C orgânico total (COT), %FAF, %FAH, %HUM e %EA (extrato alcalino). Os horizontes O e H hístico apresentaram predomínio do C-HUM, seguido do C-FAH; o A chernozêmico, dominância absoluta do C-HUM; o A húmico, predomínio da C-HUM, seguido do C-FAH; e o B espódico, maior expressividade de C-FAH ou do C-FAF. Com base na avaliação da distribuição das frações húmicas, propõe-se o uso das seguintes características diferenciais para os níveis de família e série do SiBCS: matéria orgânica estável (horizontes minerais superficiais) - C-EA/C-HUM (< 0,5); matéria orgânica iluvial (horizontes minerais subsuperficiais) - C-EA/C-HUM (> 2,0); e potencial de lixiviação (sistema ou solo) - C-FAH/C-FAF e C-EA/C-HUM (> 1,0).

Termos de indexação: fracionamento quantitativo, caracterização e classificação de solos.

SUMMARY

The information obtained through the humic fractions distribution can be used in brazilian soil studies as a diagnostic attribute or differential characteristic and therefore, contribute to the evolution of Brazilian System of Soil Classification (SiBCS). The objective of this study was to quantify the organic carbon in humic fractions of surface and subsurface diagnostic soil horizons and propose the use in the brazilian system of soil classification. A total of 169 diagnostic horizons distributed between Folistic Epipedon (O hístico), Histic Epipedon (H hístico), Mollic Epipedon (A chernozêmico), Umbric Epipedon (A húmico) and Spodic Horizon (B espódico) were used for this study. These horizons were evaluated for chemical and physical composition. The organic carbon tenors in the fractions: fulvic acids (C-FAF), humic acids (C-HAF) and humin (C-HUM) were quantified. C-HAF/C-FAF, C-AE/C-HUM and C-AE/COT (C-AE = C-FAF+C-HAF) ratio and the percentage of each fraction in the total organic carbon (TOC), %FAF, %HAF, %HUM, %AE (Alkaline Extract ) were calculated. The Folistic and Histic Epipedon presented predominance of C-HUM, folowed by C-HAF, the Mollic Epipedon presented absolutily dominance of C-HUM, the Umbric Epipedon presented predominance of C-HUM, followed by C-HAF and on Spodic Horizon were observed more expressive of C-HAF or C-FAF. The information of the distribution of humic fractions suggests the use of the following differential characteristics for the families and series levels of SiBCS: stable organic matter (surface mineral horizons): C-AE/C-HUM (< 0.5); iluvial organic matter (subsurface mineral horizons): C AE/C HUM (> 2.0) and the potential for leaching (system or soil): C-HAF/C-FAF and C AE/C HUM (> 1.0).

Index terms: quantitative fractionating, characterization and soil classification.

INTRODUÇÃO

As frações húmicas são de grande relevância nos estudos relacionados à pedologia, em razão de estarem envolvidas no intemperismo de minerais, acelerando ou retardando a neoformação de minerais secundários (Ehrlich, 1990), reduzindo o grau de cristalinidade de óxidos de ferro (Pereira & Anjos, 1999), promovendo modificações na relação hematita/goethita (Kämpf & Schwertman, 1983) e atuando nos processos de formação e diferenciação de horizontes de solos (Duchaufour, 1977; Buol et al., 1980; Fanning & Fanning, 1989).

Dentro dos diferentes horizontes diagnósticos estabelecidos pelo Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS) (Embrapa, 2006), pode-se relatar a importância das frações húmicas nos horizontes O e H hístico, destacando as diferenças entre os pedoambientes (Conceição, 1989; Mendonça, 1999; Valladares et al., 2007); no A chernozêmico, complexando cátions solúveis na superfície do solo e formando fulvatos e humatos de Ca (complexo orgânico-mineral estável) (Duchaufour, 1977; Theng, 1979; Buol et al., 1980; Corrêa et al., 2003); no A húmico, contribuindo para a ocorrência de espessas camadas com elevados teores de matéria orgânica (Lepsch & Buol, 1988; Embrapa, 2006); e no B espódico, formando complexos organometálicos com os íons Al e Fe que são eluviados ao longo do perfil para formar os horizontes Bh ou Bhs (Buol et al., 1980; Gomes et al., 1998b; Benites et al., 2001).

Nesse sentido, as informações obtidas a partir da análise da distribuição das frações húmicas podem contribuir para os estudos pedológicos, podendo ser utilizadas como atributo diagnóstico ou propriedade diferencial. Sua utilização tem por base a análise da distribuição dessas frações ao longo do perfil de solo, sendo esta condicionada por sua mobilidade e também pela maior ou menor interação das frações com a matriz mineral. A maior mobilidade e, ou, estabiliade dessas frações influencia na diferenciação dos horizontes, com reflexos em suas propriedades físicas e químicas.

Para Fontana et al. (2008a), a distribuição das frações húmicas contribui para o entendimento dos processos pedogenéticos, o que propicia a utilização para caracterização de horizontes diagnósticos e ordens de solos do SiBCS. Valladares et al. (2003) apresentaram uma proposta de uso das frações húmicas para a ordem dos Organossolos como propriedade diferencial para os níveis de família e série (quinto e sexto níveis categóricos) do SiBCS (Embrapa, 2006). As diferenças observadas nos teores e na distribuição das frações húmicas não só expressam variações na pedogênese bem como permitem relaciona-las com atributos relevantes ao manejo dos solos (Anjos et al., 2008).

Segundo Embrapa (2006), o quinto e sexto níveis categóricos são utilizados para atender a funções pragmáticas. As características diferenciais e propriedades que alteram o uso e o manejo do solo para fins diversos devem ser priorizadas para a classificação nesses dois níveis categóricos. Dessa forma, as frações húmicas apresentam-se como propriedade diferencial a ser utilizada nesses níveis categóricos.

Os objetivos deste trabalho foram quantificar o C orgânico das frações húmicas de horizontes diagnósticos superficiais e subsuperficiais de solos e propor a utilização no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizadas amostras de 169 horizontes diagnósticos, sendo 13 O hístico, 30 H hísticos, 42 A chernozêmicos, 39 A húmicos e 45 B espódicos. Esses horizontes foram selecionados devido á maior participação da matéria orgânica em sua composição (Anjos et al., 2008). Os horizontes foram coletados em diferentes regiões fisiográficas do Brasil, sendo analisados e classificados segundo Embrapa (1997, 2006).

As frações húmicas foram identificadas segundo técnica de solubilidade diferencial estabelecida pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (Swift, 1996), conforme adaptação feita por Benites et al. (2003a).

Para a extração das frações húmicas, foi utilizada uma massa de solo igual a 1,0 g, submetida a contato com 20 mL de NaOH 0,1 mol L^-1 por 24 h, sendo após esse período separado o extrato alcalino e o resíduo por meio de centrifugação a 5.000 g por 30 min. Seguiu-se mais uma lavagem com a mesma solução, juntando-se o extrato com o anteriormente obtido, resultando em volume final de aproximadamente 40 mL. O resíduo então foi retirado dos tubos da centrífuga, acondicionado em placa de Petri e secado a 65 °C (secagem completa). O pH do extrato alcalino foi ajustado a 1,0 (± 0,1) com H₂SO₄ 20 %, seguido de decantação por 18 h em geladeira. Após esse período, o precipitado (fração ácidos húmicos) foi separado da fração solúvel (fração ácidos fúlvicos) por filtragem e ambos os volumes aferidos a 50 mL, com água destilada.

A quantificação do C orgânico nas frações ácidos fúlvicos e húmicos foi feita usando-se alíquotas de 5,0 mL de extrato, 1,0 mL de dicromato de potássio 0,042 mol L^-1 e 5,0 mL de H₂SO₄ concentrado, em bloco digestor a 150 °C (30 min) e titulação com sulfato ferroso amoniacal 0,0125 mol L^-1. No resíduo seco em estufa, foi determinado o C orgânico na fração humina, adicionando-se 5,0 mL de dicromato de potássio 0,1667 mol L^-1 e 10,0 mL de H₂SO₄ concentrado, em bloco digestor a 150 °C (30 min) e titulação com sulfato ferroso amoniacal 0,25 mol L^-1 e indicador ferroin (Yeomans & Bremner, 1988).

Com isso, obteve-se o C orgânico da fração ácidos fúlvicos (C-FAF), fração ácidos húmicos (C-FAH) e humina (C-HUM), bem como as relações C-FAH/C-FAF, C-EA/C-HUM e C-EA/COT, sendo (C-EA = C-FAF + C-FAH) (Benites et al., 2003a). Também foi calculado o percentual de cada fração em relação a C orgânico total (COT), %FAF, %FAH, %HUM e %EA.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Caracterização dos horizontes diagnósticos e distribuição e correlação das frações húmicas

Horizontes O hísticos

Nestes horizontes de constituição orgânica e de drenagem livre, não foi verificada grande variação nos teores de COT, estando os valores entre 81,6 e 228,0 g kg^-1 (Quadro 1). Contudo, Dias et al. (2003), estudando solos altimontanos do Parque Estadual do Ibitipoca, verificaram maior amplitude do COT, com teores entre 95,0 e 520,0 g kg^-1.

Os teores de C orgânico das frações húmicas apresentaram ampla variação, com o C-FAF variando de 2,8 a 35,8 g kg^-1; o C-FAH, de 1,4 a 58,4 g kg^-1; e o C-HUM, de 26,0 a 132,5 g kg^-1; sendo observado predomínio da humina, correspondendo em média a 53 % do COT (Quadro 2). Para a relação C-FAH/C-FAF os valores variaram de 0,3 a 5,7, com predomínio de valores maiores que 1,0, enquanto a relação C-EA/C-HUM apresentou valores entre 0,1 e 1,1, os quais, em sua maioria, foram menores que 1,0 (Quadro 2). A ampla variação dos valores dessas relações é um indicativo da heterogeneidade entre os materiais orgânicos, material de origem desses solos, bem como da diferença de intensidade do processo de humificação da matéria orgânica.

Foram observadas correlações positivas entre o C-FAH com H⁺ (0,69) e Al³⁺ (0,52) e da %FAH com Al³⁺ (0,75). Também foi verificada correlação positiva entre o COT e C-FAH com a CTC (0,50). Essas correlações demonstram a influência das frações húmicas na dinâmica da acidez potencial e ativa. Os grupos funcionais COOH e OH dissociam-se a valores de pH 3,0, liberando o H⁺ para a solução (Carey & Sundberg, 1990), que vão contribuir na acidez potencial e na capacidade de retenção de cátions polivalentes (Sposito, 1989; Stevenson, 1994; Canellas et al., 2008).

Horizontes H hísticos

Nestes horizontes orgânicos de drenagem impedida, diferindo do que foi observado para os horizontes O hísticos, os teores de COT apresentaram grande amplitude de variação, sendo mais elevados e estando entre 82,4 e 638,6 g kg^-1; demonstrando a riqueza e heterogeneidade do material orgânico - material de origem para estes horizontes (Quadro 3). Valores semelhantes foram observados por Valladares et al. (2007) na caracterização de Organossolos de várias regiões fisiográficas do Brasil, estando os teores entre 91,7 e 555,4 g kg^-1. Gomes et al. (2007), em solos da Ilha do Cardoso (SP), também verificaram ampla variação, com teores de COT entre 121,0 e 442,0 g kg^-1.

Os teores de C orgânico das frações húmicas apresentaram grande variação: para o C-FAF, de 2,7 a 32,7 g kg^-1; para o C-FAH, entre 3,0 e 159,2 g kg^-1; e para o C-HUM, de 16,5 a 279,3 g kg^-1. Foi observado predomínio da humina, com média de 39 %, seguida pelos ácidos húmicos, com média de 29 % (Quadro 4). O predomínio da humina foi também relatado por Valladares et al. (2007) em estudo com Organossolos, com valores médios de 44 %, seguida pelos ácidos húmicos. Conceição et al. (1999), em Organossolos da baixada litorânea do Rio de Janeiro, observaram valores médios de 82 % para a humina.

Quanto à relação C-FAH/C-FAF, verificou-se que os valores variaram de 0,8 a 13,6, com predomínio de valores maiores que 2,0. A relação C-EA/C-HUM apresentou valores entre 0,2 e 7,2; 16 horizontes apresentaram valores menores que 1,0 e 26 menores que 2,0 (Quadro 4), sendo esse padrão também observado por Valladares et al. (2007). Como nos horizontes O hísticos, a ampla variação dos valores destas relações é um indicativo da heterogeneidade entre os materiais de origem destes solos, bem como da diferença de intensidade do processo de humificação da matéria orgânica.

Correlações negativas foram verificadas entre o COT, C-FAH e C-HUM com pH (-0,69, -0,65 e -0,59, respectivamente) e positivas entre o COT e C-HUM com Al³⁺ (0,50), além do C-FAH com H⁺ (0,67). Correlação negativa dessas mesmas frações com pH e do C-FAH com H⁺ foi observada por Valladares et al. (2007). Essas observações demonstram a influência das frações húmicas na dinâmica da acidez potencial e ativa. Os grupos funcionais COOH e OH dissociam-se a valores de pH 3,0, liberando o H⁺ para a solução (Carey & Sundberg, 1990), que vão contribuir na acidez potencial e na capacidade de retenção de cátions polivalentes (Sposito, 1989; Stevenson, 1994; Canellas et al., 2008).

Horizontes A chernozêmicos

Nestes horizontes também se observou grande variação dos teores de COT, com valores de 3,7 a 67,8 g kg^-1; sendo em 25 horizontes maiores que 20 g kg^-1 e com maiores teores nos horizontes superficiais (Quadro 5). Estes resultados são indicativos da alta estabilidade entre a matéria orgânica e a matriz mineral do solo, proporcionada pelas argilas 2:1 e os íons Ca e, ou, Mg (Kononova, 1966; Theng, 1979; Duchaufour, 1983).

Diversos trabalhos têm destacado a variabilidade nos teores de COT de solos com A chernozêmico, entre eles: Volkoff & Cerri (1980), na região semiárida do Rio Grande do Norte; Miranda & Ferreira (1999), na região da zona da mata de Pernambuco; Benites et al. (2000), na região sul do Brasil; e Melo (2002), em Roraima, com teores entre 6,5 e 22,8 g kg^-1. Na região de Patos de Minas, Ker et al. (2005) observaram valores entre 8,1 e 55,1 g kg^-1.

Os teores de C orgânico das frações húmicas apresentaram alta variação, sendo o C-FAF de 0,6 a 3,9 g kg^-1; o C-FAH, de 0,1 a 8,2 g kg^-1; e o C-HUM, de 2,8 a 41,4 g kg^-1; destacando o predomínio absoluto da humina (em média 71 % do COT) e com pouca variação entre os valores quantificados (Quadro 6). Esse padrão de distribuição das frações é indicativo da alta estabilidade/interação da humina, e a baixa variação entre os teores sugere a semelhança entre os pedoambientes, possibilitando assim o uso da classificação dos solos estabelecida pelo SiBCS (Embrapa, 2006). Padrão semelhante foi observado por Benites et al. (2000) e Volkoff & Cerri (1980), com valores da humina em torno de 50 %; Melo (2002) verificou valores médios de 58 %.

Para a relação C-FAH/C-FAF, os valores variaram de 0,1 a 3,5, com tendência de predomínio dos valores menores que 1,0, enquanto a relação C-EA/C-HUM apresentou a menor amplitude dentre os horizontes estudados: entre 0,1 e 0,5 (Quadro 6). Padrão semelhante para ambas as relações foi observado por Melo (2002). Já Benites et al. (2000) verificaram valores semelhantes para a relação C-FAH/C-FAF e em torno de 1,0 para a relação C-EA/C-HUM. Os baixos valores da relação C-EA/C-HUM indicam a alta estabilidade entre a matéria orgânica e a matriz mineral destes solos, proporcionada pela interação entre as argilas 2:1 e os íons Ca e, ou, Mg com os grupos funcionais COOH e OH ionizados, principalmente, da matéria orgânica (Kononova, 1966; Theng, 1979; Duchaufour, 1983; Sposito, 1989; Stevenson, 1994; Corrêa et al., 2003, Canellas et al., 2008).

Na avaliação das correlações, destacam-se as positivas entre o COT e C HUM com a SB (0,50) e CTC (0,57). Em diversos solos do sul do Brasil, Benites et al. (2000) observaram correlações positivas entre as frações húmicas e o H⁺. Nesses solos, assim como anteriormente, observa-se influência das frações húmicas na capacidade de retenção de cátions polivalentes (Sposito, 1989; Stevenson, 1994; Canellas et al., 2008).

Horizontes A húmicos

Estes horizontes apresentaram, entre os solos minerais, os maiores teores de COT, variando de 8,2 a 75,0 g kg^-1; sendo em 31 horizontes maiores que 20 g kg^-1 e em 22 maiores que 30 g kg^-1. Assim como nos horizontes A chernozêmicos, os maiores teores de COT foram verificados nos horizontes superficiais (Quadro 7).

Padrão semelhante foi observado em solos sob vegetação rupestre de altitude na Serra do Espinhaço e da Mantiqueira, com teores entre 15,0 e 71,0 g kg^-1 (Benites, 2002; Dias et al., 2003). Para a região Sul do Brasil foram verificados menores teores de COT, com valores entre 5,3 e 39,3 g kg^-1 (Volkoff et al., 1984; Benites et al., 2000; Dick et al., 2005; Dalmolin et al., 2005) para solos com horizonte A húmico; na região Sudeste os valores estiveram entre 16,8 e 24,6 g kg^-1 (Ker et al., 2005).

Os teores de C orgânico das frações húmicas apresentaram ampla variação, com o C-FAF de 1,5 a 17,8 g kg^-1; enquanto o C-FAH variou de 0,1 a 39,3 g kg^-1 e o C-HUM, de 2,5 a 44,4 g kg^-1; tendo o predomínio da humina (em média, 47 %), seguida pelos ácidos húmicos (Quadro 8). Padrão semelhante foi observado por Benites (1998, 2002), com o predomínio da humina, seguida pelos ácidos húmicos. Diferindo desse padrão, Volkoff et al. (1984) e Benites et al. (2000) identificaram o predomínio da humina, seguida pelos ácidos fúlvicos.

Para a relação C-FAH/C-FAF verificaram-se valores entre 0,1 e 9,4, havendo distribuição equitativa entre valores menores e maiores que 1,0. A relação C-EA/C-HUM esteve entre 0,3 e 6,6, sendo 29 horizontes com valores menores que 1,0 (Quadro 8). Benites (1998) e Benites et al. (2000) observaram padrão semelhante ao deste estudo, enquanto Benites (2002) observou maioria dos valores maiores que 2,0 para a relação C-FAH/C-FAF e maiores que 1,0 para a relação C-EA/C-HUM. Os baixos valores da relação C-EA/C-HUM, assim como no A chernozêmico, também indicam a alta estabilidade entre a matéria orgânica e a matriz mineral, proporcionada pela interação entre os minerais de argila e cátions polivalentes com os grupos funcionais COOH e OH ionizados, principalmente, da matéria orgânica (Sposito, 1989; Canellas et al., 2008).

Nestes horizontes, foram observadas correlações positivas entre o COT e C-HUM com H⁺ (0,66 e 0,57), CTC (0,72 e 0,66) e Al³⁺⁽0,42 a 0,48). Em solos do Cerrado, Mendonça & Rowell (1996) destacaram a importância das frações húmicas na CTC dos solos, assim como Fontana et al. (2001a, 2005) nas camadas superficiais de solos de Tabuleiro para os valores da SB e CTC. Correlações positivas e com maiores valores entre as frações húmicas e o H⁺ foram observadas por Benites et al. (2000) para diversos solos. Em horizontes superficiais de Latossolos, Fontana et al. (2008a) verificaram correlações positivas e maiores que 0,75, entre o COT, C-HUM e C-FAH com a SB e CTC, além do C-FAF com o H⁺ (0,61).

Horizontes B espódicos

Nestes horizontes subsuperficiais com acúmulo iluvial de matéria orgânica, os teores de COT apresentaram ampla variação, com valores entre 5,1 e 40,1 g kg^-1; sendo em 33 horizontes maiores que 10,0 g kg^-1 (Quadro 9). Essa amplitude também foi observada nos trabalhos de Gomes et al. (1998a), em área de restinga do norte do Rio de Janeiro, e Gomes et al. (2007), na Ilha do Cardoso (SP), com valores variando entre 2,5 e 69,4 g kg^-1; sendo predominantes os menores que 20,0 g kg^-1. Sob vegetação rupestre de altitude na Serra do Espinhaço e na Serra da Mantiqueira, Benites (1998, 2002), Schaefer et al. (2002) e Dias et al. (2003) observaram teores entre 2,3 e 131,0 g kg^-1; sendo esses valores, em sua maioria, menores que 25,0 g kg^-1.

Em outros Estados brasileiros, como nos solos da região de Manaus, Camargo & Rodrigues (1979) observaram teores de COT entre 11,7 e 22,7 g kg^-1; enquanto Mafra et al. (2007) encontraram teores entre 11,0 e 43,0 g kg^-1 em solos na parte superior do Rio Negro. Em solos de Tabuleiro na região norte do Espírito Santo e sul da Bahia foram observados teores entre 3,9 e 83,0 g kg^-1 (Embrapa, 1995) e entre 9,0 e 51,0 g kg^-1 (Moreau et al., 2006). Guardando similaridade com os solos do Brasil, foram observados em Ruanda, na África, teores entre 11,2 e 68,2 g kg^-1 (van Ranst et al., 1997).

Em virtude das peculiaridades entre os pedoambientes, os teores de C orgânico das frações húmicas também apresentaram ampla variação para estes horizontes. O C-FAF variou de 0,1 a 11,6 g kg^-1; o C-FAH, de 0,6 a 30,0 g kg^-1; e o C-HUM, de 0,1 a 11,2 g kg^-1. Diferindo dos outros horizontes minerais, verificou-se predomínio das frações alcalinossolúveis: ácidos húmicos, com média de 44 %, e ácidos fúlvicos, com 30 % (Quadro 10).

Distribuição semelhante foi observada em regiões altimontanas por Benites (2002) e Schaefer et al. (2002), com predomínio dos ácidos húmicos, com média em torno de 60 %, seguidos pelos ácidos fúlvicos; e na região norte do Rio de Janeiro, por Gomes et al. (1998b), com predominância alternada entre as frações. No entanto, na região da Serra da Mantiqueira, Benites (1998) observou padrão inverso, com maiores valores dos ácidos fúlvicos, seguidos dos ácidos húmicos. Diferindo do observado neste estudo, foi encontrado em solos da região norte do Rio de Janeiro por Benites et al. (2003b) o predomínio dos ácidos húmicos, com média de 58 %, seguidos pela humina.

Quanto à relação C-FAH/C-FAF, verificou-se ampla variação, com valores entre 0,2 e 228,0, sendo 28 horizontes com valores maiores que 1,0 (Quadro 10). Padrões semelhantes foram observados por Benites (2002), Schaefer et al. (2002), em solos altimontanos, e Benites et al. (2003b), na região norte do Rio de Janeiro. Gomes et al. (1998b), na região norte do Rio de Janeiro, observaram distribuição equitativa entre valores menores e maiores que 1,0. Na região da Serra da Mantiqueira, Benites (1998) constatou predomínio dos ácidos fúlvicos, identificado pelos valores menores que 1,0 da relaçã]o C-FAH/C-FAF.

Para a relação C-EA/C-HUM, os valores estiveram entre 1,0 e 170,0: 41 horizontes apresentaram valores maiores que 1,5 e 36 maiores que 2,0 (Quadro 10). Padrão semelhante foi observado por Gomes et al. (1998b), Benites (1998, 2002), Schaefer et al. (2002) e Benites et al. (2003b), sendo constatado predomínio de valores maiores que 2,0. Segundo Benites et al. (2001, 2003b), altos valores dessa relação podem ser analisados como indicativo da movimentação dos compostos alcalinossolúveis dentro do perfil de solo, identificando zonas de acúmulo de C orgânico.

Nas análises de correlação entre o COT e as frações húmicas com as propriedades químicas, destacam-se os valores entre o COT e C-FAH com pH (-0,51,-0,61), H⁺ (0,73 e 0,61), CTC (0,72 e 0,64) e C-FAH com Al³⁺ (0,52). Assim como nos solos anteriores, os ácidos húmicos têm participação efetiva na dinâmica dos solos, como destacado por Sposito (1989), Stevenson (1994) e Canellas et al. (2008).

Como características das frações alcalinossolúveis, observa-se comportamento inverso entre a dispersão de %FAF e a %FAH em função do pH, com a seguinte ordenação: para valores de pH em torno de 4,7, tem-se predomínio dos ácidos húmicos; já acima desse valor predominam os ácidos fúlvicos (Figura 1).

Avaliando a dispersão dos ácidos húmicos de Espodossolos e Gleissolos em função do pH, Fontana et al. (2008a) observaram padrão semelhante, sendo atribuído os maiores valores da %FAH à precipitação em função da baixa solubilidade dos ácidos húmicos em baixos valores de pH. Essa observação é corroborada por Schnitzer (1986), para o qual os ácidos húmicos podem formar complexos insolúveis em valores de pH menores que 6,5 quando associados com coloides, possibilitando a imobilização e o acúmulo dessa fração.

Comparação da distribuição das frações húmicas entre os diferentes horizontes diagnósticos e propostas de utilização no SiBCS

No quadro 11 são apresentados os valores médios e o desvio-padrão da média do COT, resumindo as informações obtidas a partir do fracionamento quantitativo da matéria orgânica para cada horizonte diagnóstico. Os resultados demonstram diferenças na distribuição das frações húmicas, o que indica que estas podem ser utilizadas em estudos pedológicos como atributo diagnóstico ou característica diferencial e, dessa forma, contribuir para a caracterização dos horizontes diagnósticos e ordens de solos, especialmente nos níveis de família e série (quinto e sexto níveis categóricos) do SiBCS, como destacado nos trabalhos de Valladares et al. (2003) e Fontana et al. (2008a,b).

Com base na distribuição das frações húmicas entre os horizontes diagnósticos apresentadas anteriormente e também nas avaliações feitas em diferentes trabalhos no Brasil, como os de Volkoff & Cerri (1980), Benites (1998, 2002), Gomes et al. (1998b), Benites et al. (2000, 2001), Schaefer et al. (2002), Melo (2002), Valladares et al. (2007), Fontana et al. (2008a,b), apresentam-se a seguir as seguintes propostas para os solos brasileiros.

Padrões nos horizontes diagnósticos

Os padrões apresentados a seguir contribuem para a definição dos horizontes diagnósticos, no âmbito da avaliação do fracionamento quantitativo da matéria orgânica do solo.

Horizontes O e H hísticos: predomínio do C-HUM ou C-FAH e valores da relação C-FAH/C-FAF maiores que 2,0.

Horizontes A chernozêmicos: predomínio do C-HUM e valores da relação C-EA/C-HUM menores que 0,5.

Horizontes A húmicos: predomínio do C-HUM, seguido pelo C-FAH.

Horizontes B espódico: predomínio do C-FAF ou C-FAH e valores da relação C-EA/C-HUM maiores que 2,0.

Característica diferencial para os horizontes diagnósticos

Esta proposta visa contribuir para a estruturação dos níveis hierárquicos inferiores (5º - família e 6º - série) do SiBCS (Embrapa, 2006), uma vez que as informações referentes à matéria orgânica do solo estão relacionadas ao uso e manejo dos solos, bem como ao crescimento das plantas, sobretudo no tocante a crescimento do sistema radicular, relações solo-água-planta e propriedades importantes para engenharia e geotécnica, conforme estabelecido no SiBCS para esses níveis categóricos.

Segundo Fontana et al. (2001b), a quantidade da matéria orgânica e a proporção das frações húmicas têm servido como indicador de qualidade de solo, em razão da forte interação das substâncias húmicas com o material mineral, podendo estas ser alteradas pelo manejo do solo. Para Anjos et al. (2008), as diferenças observadas na quantidade e na proporção das frações húmicas não só expressam variações na pedogênese assim como permitem relacioná-las com atributos relevantes ao manejo dos solos. Diante dessa perspectiva, inúmeros trabalhos vêm sendo desenvolvidos no Brasil com o intuito de comparar os diferentes ambientes, bem como avaliar as quantidades e proporções das frações húmicas quando os solos são submetidos a diferentes tipos de uso e manejo.

Matéria orgânica estável (horizontes minerais superficiais) - C-EA/C-HUM ( < 0,5)

Os baixos valores dessa relação são indicativos da forte estabilidade e, ou, interação da matéria orgânica com a matriz mineral, podendo, assim, ser analisados como um indicador da estabilidade da matéria orgânica do solo. Esse valor indica o predomínio da humina e é observado em horizontes A chernozêmicos, principalmente, e outros horizontes minerais. Nos horizontes A chernozêmicos, os baixos valores dessa relação são condicionados pela relação entre a matéria orgânica e os íons Ca e, ou, Mg com a matriz mineral do solo (Kononova, 1966; Theng, 1979; Duchaufour, 1983). Para os demais horizontes minerais, os baixos valores estão relacionados aos teores de argila (Oades, 1988; Greenland et al., 1992; Zech et al., 1997).

Matéria orgânica iluvial (horizontes minerais subsuperficiais) - C-EA/C-HUM (> 2,0)

Os altos valores desta relação são indicativos da movimentação das frações alcalinossolúveis dentro do perfil de solo e de zonas de acúmulo de C orgânico, podendo assim ser analisados como um indicador da capacidade iluvial dos solos (Benites et al., 2001, 2003b). Esse valor indica o predomínio das frações ácidos fúlvicos e húmicos e é observado em horizontes subsuperficias B espódicos e B ou C glei. Esse comportamento deve-se à natureza solúvel dessas frações, que percolam no perfil, enquanto a humina, por sua natureza pouco solúvel, concentra-se nas camadas superficiais (Benites et al., 2001). Neste grupo, devem-se excluir os horizontes A enterrado e C com caráter flúvico, pois ambos não apresentam evidências de iluviação de matéria orgânica e sim de outros processos, além do que tendem a apresentar valores dessa relação < 1,0, o que indica predomínio da humina.

Potencial de lixiviação (sistema ou solo) - C-FAH/C-FAF e C EA/C HUM ( > 1,0)

Valores maiores que esses estão diretamente relacionados ao potencial de lixiviação, ao potencial de contaminação das águas subterrâneas por compostos orgânicos solúveis e à habilidade de o solo funcionar efetivamente como filtro.

CONCLUSÕES

1. Foram observadas distribuições diferenciadas do C orgânico das frações húmicas e dos valores de correlações entre os diferentes tipos de horizontes diagnósticos de solos classificados segundo o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos.

2. Pela avaliação das frações húmicas destaca-se nos horizontes O hístico e H hístico o predomínio da humina, seguida dos ácidos húmicos. No último são observados altos valores da relação C-FAH/C-FAF; no A chernozêmico, predomínio da humina e baixos valores da relação C-EA/C-HUM; no A húmico, predomínio da humina, seguida dos ácidos húmicos, e no B espódico, predomínio dos ácidos fúlvicos e húmicos e altos valores da relação C-FAH/C-FAF e C-EA/C-HUM.

3. Com base na avaliação da distribuição das frações húmicas, propõe-se o uso das seguintes características diferenciais para os níveis de família (quinto nível categórico) e série (sexto nível categórico) do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. (a) matéria orgânica estável (horizontes minerais superficiais) - C-EA/C-HUM < 0,5; (b) matéria orgânica iluvial (horizontes minerais subsuperficiais) - C-EA/C-HUM > 2,0; e (c) potencial de lixiviação (sistema ou solo) - C-FAH/C-FAF e C-EA/C-HUM > 1,0.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o apoio do CPGA-CS/UFRRJ, do CNPq e da Embrapa Solos.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em março de 2009 e aprovado em maio de 2010.

(

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1

) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor no Curso de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro - UFRRJ.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  13 Out 2010
• Data do Fascículo
  Ago 2010

Histórico

• Recebido
  Mar 2009
• Aceito
  Maio 2010