IMPACTOS DA CONVERSÃO DE USO E MANEJO DO SOLO DO CERRADO UTILIZANDO DADOS DE CARBONO TOTAL E ISOTÓPICO

The middle region of Minas Gerais / High Paranaíba originally covered by Cerrado vegetation has been heavily deforested area for being a pioneer expansion of agribusiness. Among the various environmental changes related to deforestation include soil erosion and imbalances in stocks and the nature of carbon sources. Results of analysis of total carbon (Ctotal) and carbon isotope (δ 13C) of four categories of use - remnant of cerrado tree, rotation of soybeans and corn in no-tillage, pasture and degraded pasture managed - revealed that the conversion of use and management led to important changes in the nature and content of the soil carbon. The results presented can serve as important indicators of environmental impacts when natural ecosystems are converted into agricultural systems without the adoption of appropriate management.A mesorregião do Triângulo Mineiro/Alto Paranaíba recoberta originalmente pela vegetação de Cerrado vem sendo fortemente desmatada por ser uma área pioneira de expansão do agronegócio. Dentre as várias modificações ambientais relacionadas ao desmatamento destacam-se a erosão e os desequilíbrios nos estoques e na natureza das fontes de carbono. Resultados das análises de carbono total (Ctotal) e carbono isotópico de quatro categorias de uso – remanescente de cerrado arbóreo, rotação de soja e milho em sistema de plantio direto, pastagem manejada e pastagem degradada – revelaram que a conversão de uso e manejo provocaram mudanças importantes na natureza e no teordo carbono do solo. Os resultados apresentados podem podem servir como importantes indicadores de impactos ambientais quando ecossistemas naturais são convertidos em sistemas agropecuários sem adoção de manejo adequado

CONVERSÃO DA VEGETAÇÃO DE CERRADO EM PASTAGENS: IMPACTOS AMBIENTAIS E ALTERAÇÕES NO TEOR E NATUREZA DO CARBONO ORGÂNICO DO SOLO

O Cerrado Brasileiro, com sua ampla extensão e heterogeneidade de ecossistemas, abriga uma enorme biodiversidade. Mas as áreas originalmente recobertas com vegetação de Cerrado vêm sendo desmatadas e substituídas por sistemas agropecuários, causando impactos como erosão e alterações no teor e natureza do carbono orgânico do solo. Diante disso, este trabalho objetivou avaliar o teor e a origem do carbono orgânico do solo na Bacia do Ribeirão Bom Jardim (Triângulo Mineiro/MG), após conversão da vegetação de Cerrado em áreas de pastagens manejada e degradada, visando apresentar o potencial de degradação do solo em relação à atividade, ao manejo e ao tempo de uso do mesmo. Os resultados das análises de carbono total (%C) e carbono isotópico (13C) revelaram um gradativo empobrecimento no teor de carbono nas áreas sob pastagem. Além disso, houve uma substituição do C da MOS de espécies C3 do Cerrado em C de gramíneas C4 quando comparadas com o solo de remanescente de Cerrado arbóreo

Caracterização morfológica, mineralógica e química dos níveis de alteração da Formação Marília (Membro Serra da Galga) do Neocretáceo da Bacia Bauru, no Triângulo Mineiro (MG)

In the flat plateaus of the Triângulo Mineiro, the sediments of Marília Formation (Neo Cretaceous) are intensively altered and pedogenised, developing thick profiles, strongly clayey with high concentrations of kaolinite and gibbsite. The objective of this paper is to characterize the major changes of petrography (optical microscopy), mineralogical (XRD and DTA-TG) and geochemical (XRF Geochemical Transport and function) in an alteration profile involving the sandstone, the saprolite and the superficial plinthic horizons and with aluminous clays. The results have shown that the kaolinite and gibbsite are the dominant secondary paragenesis of the profile. The concentrations are accentuated in the saprolite on account of the weathering of feldspars and micaceous minerals, and it is most present in the plinthite and in the aluminous clay. In the superficial horizons, the gibbsite concentration is higher than the kaolinite. The geochemical data and the transport function have shown that there is an increase of iron oxides in saprolite (1.45%) and in the plinthite (2.66%) due to the absolute concentration in the nodules. In saprolite there are absolute gains of Si, Al and Fe. There was loss of Si in the plinthite and in the aluminous clay. Regarding the Al, it is noticed gains in the saprolite, plinthite and aluminous clay. There is a relative increase in the proportion of kaolinite and gibbsite from the base to the top of the profile, from ~ 72% of kaolinite and ~ 3% of gibbsite in the sandstone and from to ~ 28% of kaolinite and ~ 71% of gibbsite in aluminous clay, indicating strong loss of silica in the soil solution. The results obtained show strong similarity between the analyzed samples, suggesting a possible mineralogical relationship among them.Nos planaltos tabulares do Triângulo Mineiro, os sedimentos da Formação Marília (Neocretáceo) são intensamente alterados e pedogeneizados formando perfis espessos, muito argilosos com elevada concentração de caulinita e gibbsita. O objetivo deste trabalho é caracterizar as principais alterações petrográficas (microscopia ótica), mineralógicas (DRX e ATD-TG) e geoquímicas (FRX e Função de Transporte Geoquímico) em um perfil de alteração envolvendo o arenito, o saprolito e os horizontes superficiais plínticos e com argilas aluminosas. Os resultados mostraram que a caulinita e a gibbsita são a paragênese secundária dominante no perfil. As concentrações se acentuam na alterita, devido à alteração de feldspatos e minerais micáceos e, mais acentuadamente na plintita e na argila aluminosa. Nos horizontes superficiais, a concentração de gibbsita é maior que a da caulinita. A geoquímica e a função de transporte mostraram aumento dos óxidos de ferro na alterita (1,45%) e na plintita (2,66%) devido à concentração absoluta nos nódulos. Na alterita ocorrem ganhos absolutos de Si, Al e Fe. Houve perda de Si na plintita e na argila aluminosa. Em relação ao Al, observa-se ganhos na alterita, plintita e na argila aluminosa. A proporção de gibbsita em relação à caulinita aumenta da base para o topo do perfil, passando de ~72% de caulinita e ~3% de gibbsita no arenito para ~28% de caulinita e ~71% de gibbsita na argila aluminosa, indicando meio fortemente dessilicificado. Os resultados obtidos mostram estreita similaridade entre os materiais analisados, sugerindo possível filiação mineralógica

Hydraulic conductivity and geophysics (ERT) to assess the aquifer recharge capacity of an inland wetland in the Brazilian Savanna

The inland wetlands can perform the storage of water on the surface and the recharge of aquifers. Even a small wetland can work as a local point of water infiltration, influencing and sustaining the hydrodynamics in the hydrology landscape. These zones have complex mechanisms, as they integrate soil chemical and physical char- acteristics, and relate both surface and groundwater systems. The study area is an inland wetland located in the Ecological Station of Itirapina, São Paulo State (Brazil). The present work aims to unveil the relationship between hydrodynamics and pedological architecture through a detailed study that combines hydraulic con- ductivity tests in situ, geophysical method of electrical resistivity (Electrical Resistivity Tomography technique, ERT), and morphological soil descriptions aiming the validation of the ERT and hydraulic conductivity surveys. Two-dimensional (2D) and pseudo-three-dimensional (3D) ERT have been used to investigate the water flow in the subsurface, the pedological architecture that keeps the wetland hydroperiods, and the link between surface water and groundwater that can set a recharge capacity. The results showed areas with distinct surface patterns related to the density of vegetation cover and water infiltration. The lower infiltration areas are characterized by the presence of a perched water table in grassy areas while higher infiltration is associated with exposed topsoil. ERT 2D and pseudo-3D identified these areas as zones with a connection between soil-water and groundwater systems. Hydrodynamics in the flat plateau is associated with the geochemical evolution of soil cover due to the structural complexity acquired by the iron crust dissolution (laterite) which has sustained the relief. Future studies concerning inland wetlands need to be carried out to certify the role of soil-landscape in the water cycle in the Savanna biome

Aquifer recharge capacity assessment of an anthropogenically impacted wetland by the DC resistivity geophysical method

Population growth and social and economic development demand increasing volumes of water for public supply, especially in scenarios where surface sources such as rivers may not meet the basic demands for the population. In southeastern Brazil, with emphasis on the Piracicaba region, there is a conflict over water use regarding agricultural and industrial activities, where the sugar-alcohol sector is widely highlighted. The region has thousands of hectares of sugarcane cultivated, which requires intensive use of fertilizers and pesticides, in addition to the need for large volumes of water in the production of sugar and ethanol, where the main effluent produced is represented by vinasse, used as fertilizer complement and soil hydration in sugarcane fields. This work presents the results of a geophysical diagnosis in a closed wetland, located in a sugarcane field region, to evaluate the hydrogeological function of this environment in aquifer recharge and the risks that land use can cause in the quality and availability of surface and underground water resources. The geophysical survey consisted of nine lines of electrical resistivity tomography in Schlumberger arrangement, submitted to 2D processing and inversion followed by interpolation and generation of 3D visualization models. The results indicate a direct connection between water accumulated in the wetland and the aquifer underneath, separated by an aquitard interface about 44 m thickness. The study points out to the high vulnerability to the input of pesticides and vinasse effluent from the surrounding sugarcane fields to the interior of the wetland, given the absence of riparian forest or buffer zone, in addition to the risk of contamination of surface and groundwater. Understanding the local hydrological dynamics should subsidize the sustainable use of the soil providing preservation of water resources, with emphasis on aquifers, a source of increasing importance in the face of the imminent scarcity of surface resources

IMAGENS LANDSAT-7/ETM+ E SRTM COMO FERRAMENTAS AUXILIARES NA IDENTIFICAÇÃO DE PERFIS LATERÍTICOS – EXEMPLO EM BOM JESUS DA PENHA (MG).

Os perfis lateríticos cobrem vasta área do território brasileiro e seus estudos são motivados por fins diversos. Internamente se estruturam na forma de horizontes com variação vertical de suas composições químicas e mineralógicas. O desenvolvimento e preservação dos perfis lateríticos são indissociáveis das características do modelado. Assim, as exposições dos horizontes de um evento de intemperismo se associam a determinadas feições e posições do relevo. Tomando por base variações químico-mineralógicas e posição no relevo, é possível aplicar técnicas de sensoriamento remoto para delimitar respostas desses horizontes quando aflorantes. Nesse trabalho, uma área na região de Bom Jesus da Penha (MG) foi previamente visitada para descrição de campo de um perfil laterítico desenvolvido a partir de gnaisses, clorita-anfibólio xisto e quartzitos, seguido de caracterizações mineralógicas dos horizontes de intemperismo do xisto ultramáfico (difração de raio X). Na sequência, foram aplicadas composições de bandas espectrais de imagens de satélite Landsat-7/ETM+ e modelos digitais de elevação e declividade do relevo, gerados de imagem de radar SRTM 1Arc-sec. Buscou-se, assim, identificar respostas espectrais para os horizontes de intemperismo descritos em campo. A aplicação do sensoriamento remoto permitiu a delimitação de áreas com características relacionáveis aos horizontes superiores do perfil laterítico identificado em campo

USO DA TERRA, POLUIÇÃO DIFUSA E PROPOSTAS DE AÇÕES PARA A GESTÃO DE BACIAS HIDROGRÁFICAS: UM ESTUDO DE CASO DA BACIA DO RIO UBERABINHA (UBERLÂNDIA, MG)

Os sedimentos dos rios podem estocar uma grande quantidade de substâncias tóxicas que agem como fontes secundárias de poluição quando liberadas para as águas. Atividades antropogênicas como industrialização, urbanização e agricultura são responsáveis pela liberação e lançamento de altas cargas de elementos tóxicos nos corpos hídricos e podem afetar negativamente a qualidade dos sedimentos. O objetivo deste artigo foi avaliar a concentração dos elementos As, Cd, Pb, Cu, Cr, Ni e Zn nos sedimentos coletados no Rio Uberabinha (Uberlândia, MG) e avaliar as implicações ambientais e para a saúde humana em função dos parâmetros de qualidade estabelecidos pelo CONAMA e a proposição de ações para a gestão da bacia. Palavras-chave: Qualidade dos sedimentos. Poluição difusa. Gestão de bacias hidrográficas. Land-use, non-point pollution and proposed actions to elaborate a management plan for the Basin of Uberabinha (Uberlandia, MG) The sediments can storage hazardous substances or act as a secondary pollution source by transfering contaminants to the system. Anthropogenic activities as industrialization, urbanization and agriculture are responsible for the input of high amounts of toxic metals to the surface water of a River Basin and can negatively impact sediment quality. The objective of this study was to evaluate the concentration of toxic elements as As, Cd, Pb, Cu, Cr, Ni e Zn in sediments of Uberabinha River (Uberlândia, MG) which may represent a risk for the environment and human health. The Chemical analysis of sediments was compared to guiding values for sediment quality established by the National Environment Council (CONAMA, Brazil) and the proposition of actions for basin management. Key words: Sediments. Non-point pollution. Land-use. Environmental management

Trace elements, rare earth elements and scandium concentration in a weathering profile of metaultramafic rock (Bom Jesus da Penha, Minas Gerais, Brazil)

O processo de formação dos horizontes lateríticos é responsável pela reorganização química e mineralógica dos litotipos preexistentes. Esse arranjo é controlado pela mineralogia primária da rocha e pelas características de desenvolvimento do processo intempérico. Este artigo apresenta um estudo em um clorita-anfibólio xisto, a partir do qual se desenvolveram dois horizontes de intemperismo. No topo se observou solo caulinítico vermelho argiloso, enquanto abaixo se desenvolve um horizonte saprolítico verde com plintitas de cor ocre, o qual contém montmorillonita neoformada. Os elementos químicos analisados tiveram variações nos teores ao longo desse perfil, sendo que todos os metais tiveram, em determinadas amostras, picos de acúmulos superiores a 100% em relação à rocha. Al2O3, U, Th, Zr e TiO2 mostram concentração residual no topo do horizonte de solos, junto a caulinita e óxidos e hidróxidos de ferro; Fe2O3, V e Co tiveram maior acúmulo na base do horizonte de solos, próximo à transição para o saprolito; Mn, Cr2O3, Ni, Zn, Cu e elementos terras raras (ETR) apresentaram máximos de enriquecimento no horizonte plintificado, junto a montmorillonita; CaO, MgO e SiO2 tiveram redução dos teores ao longo de todo o perfil estudado. Tomando o litotipo metaultramáfico, destacam-se os enriquecimentos dos elementos terras raras e ítrio (ETRY) e escândio (Sc) no perfil de intemperismo, os quais são compatíveis com modelos de mineralização laterítica.The development of lateritic horizons is responsible for chemical and mineralogical reorganization in the parent rock. The final arrangement is controlled by the primary composition of the parent material, climate conditions, the presence of living organisms, topography, and time. This work presents chemical data on two weathering horizons developed from chlorite-amphibole schist. The upper horizon is composed of a red clayey kaolinitic soil. A green saprolitic horizon with ocher plinthite and neoformed montmorillonite occurs below it. Concentrations of analyzed elements vary along the soil profile and all of the metals have peak concentrations that are 100% higher than the parent rock. The upper part of the soil profile is enriched with Al2O3, U, Th, Zr and TiO2 as well as with kaolinite and iron oxide-hydroxides. The highest concentrations of Fe2O3, V and Co occur in the transition zone between the soil and saprolite horizons. On the other hand, the highest values of Mn, Cr2O3, Ni, Zn, Cu and Rare Earth Elements occur in the montmorillonite-bearing saprolite horizon. CaO, MgO and SiO2 are depleted along the profile. Considering the metaultramafic composition of the parent rock, we highlight the notable enrichment of rare earth elements, yttrium and scandium in the weathering profile, which can be compared to the lateritic mineralization models of these elements

EVIDÊNCIAS DE ENRIQUECIMENTO DE ETR DO TIPO ION-ADSORPTION CLAY NO PERFIL DE INTEMPERISMO DO GRANITO SÃO FRANCISCO (SÃO PAULO, BRASIL): Evidences of ion-adsorption clay-type REY enrichment in a weathered crust of the São Francisco Granite (São Paulo, Brazil)

The rare earth elements and yttrium (REY) ion-adsorption clay deposits (IAC) are important in the global supply chain of these metals, and originated by the weathering of biotite and/or muscovite syenogranite carrying REY weatherable minerals, with enrichment of REY occurring by adsorpotion in neoformed clay minerals, mainly kaolinite and halloysite. Evidences of REY IAC enrichment is reported, for the first time, in the 6,1 to 7,8-m-thick weathering profile on the São Francisco Granite (SFG - shoutheastern Brazil), a late-tectonic metaluminous to peraluminous greisenized syenogranite. Petrography and SEM/EDS analysis indicates that the parent rock, a peraluminous synogranite, hosts REY-(fluor)carbonate minerals originated by alteration process. X-ray diffraction of the weathering profile, with soil and saprolite horizons, indicates the presence of neoformed kaolinite and halloysite. Chemical analysis of the weathered profile indicates REY content modification along the weathering horizons. The enrichment factor presents REY loss in horizons with positive cerium anomalies and a high chemical index of alteration (CIA>90). Meanwhile, REY gain was observed in saprolite horizon with negative cerium anomalies and lower chemical alteration index (CIA<90 and >70). Mass balance calculation demonstrates the REY mobility and mass gain in the weathering profile in similar conditions to the Asian REY-IAC deposits.Os depósitos de elementos terras raras e ítrio (ETR) do tipo ion-adsorption clay (IAC) apresentam grande importância para o suprimento global desses metais e se originam pelo intemperismo de biotita e/ou muscovita sienogranitos portadores de minerais de ETR susceptíveis ao intemperismo, cujos ETR são enriquecidos por adsorção em caulinita e halloysita neoformadas. Evidências desse tipo de enriquecimento de ETR foram reconhecidas em perfil de intemperismo, com espessuras de 6,1 a 7,8 metros, no Granito São Francisco (GSF – sudeste do Brasil), corpo tardi-tectônico metaluminoso a peraluminoso submetido a greisenização. Petrografia e MEV/EDS indicaram a presença de minerais (fluor)carbonáticos de ETR, susceptíveis ao intemperismo, originados por processo de alteração no sienogranito. Difrações de raios X demostraram neoformação de caulinita no horizonte saprolítico, enquanto análises químicas revelaram modificações de conteúdo de ETR ao longo do perfil de intemperismo. O fator de enriquecimento indicou perda de ETR nos horizontes com Ce/Ce*>1 e valores de CIA>90, enquanto se identificou enriquecimento de ETR no saprolito com Ce/Ce*<1 e valores de 70<CIA<90. O balanço de massa demonstrou a mobilidade dos ETR e ganho de massa desses metais no perfil de intemperismo, condição essa similar aos depósitos de ETR do tipo IAC identificados no sudeste asiático