Dissertação/Tese ANÁLISES QUÍMICAS E ESPECTROSCÓPICAS DOS ÁCIDOS HÚMICOS DE SOLOS ORGÂNICOS EM AMBIENTES DE TURFEIRA E VEREDA - PPGPV

As veredas e turfeiras são ecossistemas especiais para estudos relacionados com a dinâmica da matéria orgânica. Esses ecossistemas se enquadram no conceito de áreas úmidas, internacionalmente conhecidas pelo termo inglês wetlands, e são de alta relevância ambiental para o Cerrado brasileiro. Como são originadas da lenta decomposição de restos vegetais em ambientes saturados (hidromórficos), formam sequências de solos orgânicos (Organossolos), estocando tanto carbono orgânico quanto água. Além da importância hídrica, servem como arquivos cronológicos de mudanças paleoclimáticas e da evolução das paisagens, bem como contribuem para o sequestro de carbono e constituem uma grande biodiversidade. O principal constituinte da matéria orgânica desses solos são as substâncias húmicas (SH), constituídas por ácidos húmicos (AH), ácidos fúlvicos (AF) e humina (HU). O AH é considerado uma das frações mais estáveis e responsável pela fixação de carbono orgânico no solo e, portanto, sua caracterização é essencial para entender a sustentação dos diferentes ecossistemas. Apesar de existir estudos sobre diferenças estruturais das frações húmicas em diferentes ambientes, o conhecimento deste importante compartimento da matéria orgânica, bem como o estudo de técnicas espectroscópicas e químicas dos AH extraídos dos solos de veredas e turfeiras é praticamente inexistente. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a funcionalidade química dos AH através da caracterização química e espectroscópica de solos orgânicos de uma turfeira e de uma vereda, respectivamente, da turfeira São João da Chapada (SJC), localizada em Diamantina-MG, e da vereda Parque Nacional de Brasília (PNB), localizada em Brasília-DF, bem como estabelecer relações das características determinadas. Foram estudados testemunhos, ou seja, perfis de solos profundos, coletados com o auxílio de um vibrotestemunhador. A extração e purificação dos AH das amostras de solo e o fracionamento químico foram realizadas de acordo com o método recomendado pela Sociedade Internacional das Substâncias Húmicas com algumas modificações, e posteriormente realizado as caracterizações químicas e espectroscópicas: acidez total, carboxílica e fenólica; espectroscopia na região do ultravioleta-visível (relação E4/E6 e índice de fluorescência) e de infravermelho. Como as áreas de estudos se situam em regiões que se diferenciam principalmente quanto aos aspectos de clima, vegetação e altitude, existem diferenças com relação às características avaliadas. Os resultados obtidos demonstraram que AH extraídos dos Organossolos da vereda e turfeira apresentam diferenças em relação à sua composição química e às análises espectroscópicas. A fração humina predomina nos dois perfis estudados, que é a fração das SH mais resistente à decomposição, seguidos da fração de ácido húmico e ácido fúlvico. Em relação ao grau de humificação, os dois ambientes apresentam alto grau de humificação, e de modo geral, as amostras superficiais são menos humificadas, enquanto que as mais profundas apresentam maior grau de humificação, por apresentarem idades bastante avançadas. Apresentam também altos valores de acidez total e fenólica, e baixa estabilidade estrutural. Tanto a turfeira como a vereda começaram a se formar durante o Pleistoceno Tardio, portanto, ambos os ambientes sofreram inúmeras mudanças ao longo da evolução do solo e da paisagem.

The palm swamp (veredas) and peatlands are special ecosystems for studies related to the dynamics of organic matter. These ecosystems fit into the concept of wetlands, internationally known by the english term wetlands, and are of high environmental relevance for the Brazilian Cerrado. As they originate from the slow decomposition of plant remains in saturated (hydromorphic) environments, they form sequences of organic soils (Histosols), storing both organic carbon and water. In addition to their water importance, they serve as chronological archives of paleoclimatic changes and the evolution of landscapes, as well as contribute to carbon sequestration and constitute a great biodiversity. The main constituent of organic matter in these soils are humic substances (SH), made up of humic acids (AH), fulvic acids (AF) and humin (HU). HA is considered one of the most stable fractions and is responsible for fixing organic carbon in the soil and, therefore, its characterization is essential to understand the sustainability of different ecosystems. Although there are studies on structural differences of humic fractions in different environments, knowledge of this important compartment of organic matter, as well as the study of spectroscopic and chemical techniques of HA extracted from soils of veredas and peatlands is practically non-existent. Therefore, the objective of this work was to evaluate the chemical functionality of HA through the chemical and spectroscopic characterization of organic soils from a peatland and a vereda, respectively, from the São João da Chapada (SJC), located in Diamantina-MG, and from the Brasilia National Park (PNB), located in Brasília-DF, as well as establishing relations of the determined characteristics. Cores were studied, that is, profiles of deep soils, collected with the aid of a vibrocore. The extraction and purification of HA from the soil samples and the chemical fractionation were carried out according to the method recommended by the International Society of Humic Substances with some modifications, and afterwards the chemical and spectroscopic characterizations were carried out: total, carboxylic and phenolic acidity; ultraviolet-visible (E4/E6 ratio and fluorescence index) and infrared spectroscopy. As the study areas are located in regions that differ mainly in terms of climate, vegetation and altitude, there are differences in terms of the characteristics evaluated. The results obtained showed that HA extracted from the Histosols of the vereda and peatland present differences in relation to their chemical composition and spectroscopic analyses. The humin fraction predominates in the two profiles studied, which is the fraction of HS most resistant to decomposition, followed by the fraction of humic acid and fulvic acid. Regarding the degree of humification, the two environments present a high degree of humification, and in general, the superficial samples are less humidified, while the deeper samples have a higher degree of humification, due to their very advanced ages. They also present high values of total and phenolic acidity and low structural stability. Both the peatland and the vereda began to form during the late Pleistocene, so both environments underwent numerous changes over the course of soil and landscape evolution.