Principais Compartimentos da Matéria Orgânica do Solo
A fração morta da matéria orgânica no solo, que é originada pela decomposição biológica e química de resíduos orgânicos, pode ser agrupada fundamentalmente em dois tipos de componentes:
i) matéria orgânica em estádios iniciais de decomposição, na qual a morfologia do material vegetal de origem é ainda identificada e;
ii) material em fase avançada de decomposição, que não apresenta vestígios morfológicos do material do qual se originou.
Ao primeiro grupo pertencem as frações particuladas, enquanto o segundo grupo é comumente chamado de húmus e engloba as frações mais decompostas da MOS.
A biomassa microbiana, fração viva da MOS, é composta principalmente por bactérias (da ordem de 109 g-1 solo), actinomicetos (da ordem de 108 g-1 solo) e fungos (107 a 2 x 107 g-1 solo). Algas (104 a 3 x 106 g-1 solo), protozoários (até 106 g-1 solo) e nematoides (50 g-1 solo ou mais) são também encontrados (Stevenson, 1994).
Embora o número de bactérias normalmente exceda o de fungos, estes, pela maior massa corpórea, respondem por cerca de 60 a 80 % da biomassa microbiana. A biomassa microbiana é essencial nos processos de decomposição de resíduos, atua na estabilização de agregados do solo e na formação de matéria orgânica humidificada, bem como representa fonte lábil de nutrientes às culturas.
Compartimentos Químicos
A fração das substâncias húmicas é constituída por uma mistura de substâncias polidispersas, sem fórmula molecular definida, contém os principais grupos funcionais do C e comporta-se como compostos macromoleculares de peso molecular em geral de 2 kDa (Hayes & Clapp, 2001) (Figura 1). Por suas características químicas e estereoquímicas e por sua formação de complexos orgânicos e organominerais, essa fração apresenta tempo de residência no solo de centenas a milhares de anos (Stevenson, 199-t Christensen, 1996).
Na abordagem da MOS quanto à sua complexidade estrutural, uma terceira fração de origem não-biológica frequentemente observada em solos é o carvão, também chamado de e pirogênico. O carvão representa o material orgânico carbonizado formado a partir da queima da vegetação e revela estrutura molecular predominantemente aromática.
Por ter elevado tempo de residência no solo, o carvão é também referido como matéria orgânica inerte (Baldock & Nelson, 2000). Conforme estudos realizados em solos australianos (Skjemstad et al., 1996) e americanos (Skjemstad et al., 2002), o carvão derivado da queima da vegetação pode representar até 35 % do estoque total de C do solo, enquanto essa proporção foi de até 45 % para alguns Chernossolos europeus (Schmid t et al., 1999).
Poucos estudos trataram da quantificação do C pirogênico em solos brasileiros. Entretanto, um tipo de solo antropogênico encontrado na Amazônia, as chamadas Terras Pretas de Índio, tem despertado grande interesse, especialmente pela sua alta fertilidade e por sua elevada capacidade para sequestrar C (Harder, 2006; Marris, 2006; Woods et al., 2006).
Essas propriedades são atribuídas às características químicas do material carbonizado humificado, principalmente sua estrutura aromática policondensada que, em virtude da atividade biológica e alterações químicas, é funcionalizada com grupos carboxílicos, que garantem elevada reatividade desse material (Novotny et al., 2006a; 2007).
Esses solos foram formados pela deposição de material carbonizado pelas populações indígenas pré-colombianas, e estimativas indicam que até 35 % da matéria orgânica desses solos é constituída por C pirogênico, enquanto em solos semelhantes, adjacentes, sem ação antrópica, o C pirogênico constitui apenas 14 % da MOS. O estoque de C pirogênico até 1 m de profundidade nas Terras Pretas de Índio é de 4 a 11 vezes maior que o dos solos adjacentes (Glaser et al., 2000, 2001).
Compartimentos Físicos
Quanto à localização no solo, a matéria orgânica pode ser agrupada em: matéria orgânica particulada (MOP), matéria orgânica associada aos minerais (MOAM) e matéria orgânica dissolvida (MOD). A MOP corresponde ao material orgânico pouco decomposto que ainda apresenta vestígios da estrutura celular ou tecidual do organismo que lhe deu origem. Os constituintes dessa fração são fragmentos vegetais e animais (Christensen, 1992; Gregorich et al., 1996), que são formados basicamente por biomoléculas, por estarem em estádios iniciais de decomposição.
Em áreas de campo nativo de regiões de clima temperado, a MOP pode representar de 15 a 40 % do estoque de C orgânico total (COT) do solo, mas essa percentagem pode-se reduzir para menos de 10 % quando o solo é cultivado (Christensen, 2001). Num Latossolo Bruno do Paraná, em condições de mata nativa e clima subtropical, a MOP representou 33 % do estoque de COT (Santos, 2005).
Considerando o cultivo agrícola, esta proporção decresceu para 6 e 3 % no solo manejado sob plantio direto e no solo sob preparo convencional, respectivamente. Já num Argissolo Vermelho do Rio Grande do Sul, sob campo nativo, a proporção de C na fração orgânica particulada foi de 17 % do COT. O uso agrícola reduziu esta proporção para 8,5 a 4,8 %, sendo esta fração alterada principalmente pela rotação de cultura, seguida pelo sistema de manejo do solo (Santos, 2005).
A MOAM é formada principalmente por substâncias húmicas, que interagem com a superfície de minerais por meio de seus variados grupos funcionais, formando complexos organominerais. A formação de complexos organominerais aumenta a estabilidade da matéria orgânica no solo, diminuindo a sensibilidade do estoque ao uso e manejo do solo, sendo altamente dependente da textura e mineralogia da fração argila do solo (Parfitt et al., 1997).
A MOD constitui a fração orgânica solúvel do solo e é composta por uma variedade de compostos orgânicos que compreende desde ácidos simples e polissacarídeos a substâncias húmicas complexas. A MOO desempenha papel ambiental importante decorrente de sua elevada reatividade com íons e moléculas do meio.
Por meio de seus grupos funcionais carboxílicos (grupos que contêm esferas vermelhas na Figura 1), ácidos orgânicos podem complexar metais pesados e com isso reduzir seus efeitos tóxicos. Sítios hidrofóbicos da MOD (parte inferior da região I, Figura 1) também podem interagir com xenobióticos, tais como pesticidas, e reduzir a ação deletéria desses compostos. Por outro lado, a MOD, quando apresenta elevada mobilidade, pode atuar como carreador desses metais pesados e xenobióticos para lençóis freáticos e cursos de água.
A quantidade e a proporção de C na MOD (chamado C orgânico dissolvido - COD), em relação ao estoque total de COT do solo, depende do clima, da vegetação, do manejo e do tipo de solo. Na camada de 0 - 2,5 cm de um Latossolo Bruno sob mata nativa no Estado do Paraná, aproximadamente 0,7 % do COT encontrava-se na forma de COD, enquanto, na mesma camada de um Argissolo Vermelho sob campo nativo no Estado do Rio Grande do Sul, esta proporção foi de 1,26 % (Santos, 2005).
Quando submetidos ao uso agrícola, o Latossolo Bruno e o Argissolo Vermelho perderam entre 75 e 85 % e entre 55 e 79 % do estoque original de COD, respectivamente. A menor redução observada na área sob plantio direto em comparação à do preparo convencional com aração e gradagem deveu-se ao menor revolvimento do solo e à maior proteção da superfície pela palha de cobertura do sistema conservacionista.
A MOD na solução do solo não corresponde necessariamente à fração não-húmica, pois sua definição é vinculada ao método empregado na sua obtenção. Metodologicamente, a MOD é a fração orgânica solúvel na solução do solo que passa em membrana com malha de 45 μm (Thurman, 1985; Baldock & Nelson, 2000).
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Fonte
MELO, Vander de Freitas; ALLEONI, Luís Reynaldo Ferracciú. Química e Mineralogia do Solo: Conceitos Básicos e Aplicações. 1ª ed. Viçosa - MG: SBCS, 2019.
