Impact of burning on soil chemical attributes and organic matter composition and on vegetation

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito residual de queimadas periódicas nos atributos químicos, teor e composição da matéria orgânica de um Latossolo Vermelho e na composição química da vegetação predominante. Os ambientes estudados foram: campo nativo pastejado, sem queima e sem roçada (PN); campo nativo queimado e pastejado (PQ); e mata nativa adjacente à pastagem (MN). As amostras de solo foram coletadas nas camadas 0–5, 0–20, 20–40 e 40–60 cm, para determinação dos atributos de fertilidade, teores de carbono e nitrogênio, e realização das análises de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). A parte aérea da vegetação desses ambientes foi analisada por análise elementar e FTIR. A queima da pastagem reduziu os teores de N, Mg e K e aumentou a saturação por Al no solo, em comparação ao PN. No solo sob mata, os teores dos nutrientes foram menores, e os de C e N e a saturação por Al mais elevados do que em PN. A aromaticidade da matéria orgânica do solo não diferiu entre os três ambientes estudados e aumentou em profundidade. Na vegetação da pastagem queimada, observou-se menor teor de N e maior proporção de grupos silicatados, em comparação ao PN. A vegetação de mata apresentou maior quantidade de grupamentos nitrogenados e aromáticos do que a de PN e PQ.The objective of this study was to evaluate the residual effect of periodic burning on soil chemical attributes, composition of soil organic matter, and on vegetation of a Hapludox. Samples from three environments were studied: native pasture under grazing, without burning and shortening (NP); native pasture under grazing and burning (BP); and native forest (NF) adjacent to the pasture area. Soil samples were collected in four layers: 0–5, 0–20, 20–40 and 40–60 cm, in which fertility attributes and contents of C and N were determined, and analyses of Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) were performed. Samples from the above ground vegetation from these environments were analyzed through elemental analyses and FTIR. Pasture burning reduced soil contents of N, Mg and K, and increased Al saturation in soil, in comparison to NP soil. Nutrient contents were smaller in the soil samples under forest, when compared to NP, while C and N contents and Al saturation were greater. The aromatic character of soil organic matter did not differ among the studied environments, and increased with depth in all environments. In comparison to NP, BP vegetation had a lower N content and a greater proportion of Si groups. The forest vegetation contained more N and showed higher aromaticity than the pasture vegetation

Dynamic of atrazine and mesotrione in soils: accelerated degradation, sorption, and environmental fate implications

O solo é um dos principais destinos finais dos pesticidas e, portanto, a dinâmica desses compostos no solo pode determinar a extensão de seus efeitos aos organismos alvo e ao ambiente como um todo. Sendo assim, dois estudos foram realizados para avaliar a dinâmica da atrazina e a sorção da mesotriona em solos, e estimar o risco potencial de contaminação desses herbicidas ao ambiente. No primeiro, investigou-se a mineralização e a formação de metabólitos e de resíduos não-extraíveis de 14C-atrazina em latossolos com diferentes históricos de aplicação do herbicida, sob condições insaturadas e sob alagamento. No segundo, avaliou-se a sorção de atrazina e de mesotriona em seis latossolos e estimou-se o potencial contaminante dos herbicidas por meio de modelos de avaliação de risco. No estudo I observou-se que latossolos com histórico de aplicação de atrazina apresentaram elevado potencial de mineralização desse herbicida. Após 85 dias de incubação, 82% da 14C-atrazina aplicada foi mineralizada no Latossolo Vermelho (LV-T) e 74% no Latossolo Vermelho Amarelo (LVA-T), sendo a meia-vida do herbicida 2,8 e 21,2 dias respectivamente. Nos solos sem histórico de aplicação de atrazina a mineralização foi baixa (≤ 5,1%) e a meia-vida em torno de 46 dias. A incubação dos solos sob alagamento favoreceu a mineralização da 14C-atrazina no LVA-T e no LV sem histórico de aplicação de atrazina (98 e 83%, respectivamente), enquanto que nos demais solos o comportamento foi semelhante ao observado nas amostras insaturadas. Os 14C-resíduos extraíveis, a formação de metabólitos e de 14Cresíduos não-extraíveis variou entre os solos estudados devido, principalmente, ao histórico de aplicação de atrazina e, em menor extensão, às características sortivas dos solos. No estudo II observou-se que a sorção da atrazina nos solos avaliados foi favorecida pelo maior teor de matéria orgânica e pelo seu caráter hidrofóbico. Para a mesotriona, o principal sorbente foi a fração argila e, em menor extensão a matéria orgânica. Contrariamente ao observado para a atrazina, a funcionalização de estruturas alifáticas na composição da matéria orgânica favoreceu a sorção desse herbicida. De acordo com os modelos usados (USEPA, GUS, Goss e ERI), a atrazina foi classificada como herbicida de elevado potencial contaminante de águas superficiais e subterrâneas para todos os solos avaliados neste estudo. A mesotriona foi classificada como herbicida com elevado potencial de contaminação de águas subterrâneas e potencial intermediário de contaminação de águas superficiais. Comparativamente à mesotriona, a atrazina possui um índice de impacto ambiental maior.Following application, herbicides usually reach the soil and undergo several dissipation processes which can determine their effects on target organisms and on the environment as a whole. Therefore, we developed two studies to evaluate the dynamic of atrazine and sorption of mesotrione in soils, as well as to estimate their potential impact on the environment. In the first study we investigated the mineralization, and formation of metabolites and nonextractable residues of 14C-atrazine in Brazilian Ferralsols with different history of atrazine application, under unsaturated (50% water holding capacity) and slurry conditions. In the second study we evaluated the sorption of atrazine and mesotrione on six Ferralsols from Rio Grande do Sul State and we estimated their contamination potential by using different methods of environmental risk evaluation. In the first study we observed that Ferralsols which received repeated applications of atrazine showed rapid mineralization of this herbicide. By the 85th day of incubation, 82% of the applied 14C-atrazine was mineralized in the Rhodic Ferralsol (RF-T) and 74% in the Geric Ferralsol (GF-T). The half-lives of atrazine in these soils were 2,8 and 21,2 days respectively. Mineralization remained low (≤ 5.1%) in the soils without history of atrazine application and the herbicide half-lives were around 46 days. Incubation under slurry conditions enhanced 14C-atrazine mineralization in the GF-T and surprisingly also in the Rhodic Ferralsol without atrazine application history (98% and 83% on the 85th day, respectively), while in the other samples the 14CO2 did not differ relevantly from the unsaturated conditions. Extractable 14C-activity, formation of metabolites, and NER varied among the studied soils according to the atrazine application history rather than the soil sorptive characteristics. In the second study we observed that sorption of atrazine was favored in soils with high content of organic carbon and by its hydrofobic character. Clay fraction was the main factor influencing mesotrione sorption in the studied soils, followed in a lesser extent by the soil organic matter. In contrast to the atrazine, the organic matter capacity in retaining mesotrione was favoured by the higher carboxylic substitution of the aliphatic chains. According to the methods used to estimate the environmental contamination risk (USEPA, GUS, Goss and ERI), atrazine was classified as a herbicide with high contamination potential for surface and groundwater in the studied soils. It showed a higher environmental risk index comparatively to the mesotrione. Mesotrione was classified as a herbicide with high contamination potential for groundwater and intermediate contamination potential for surface water

Sorção de atrazina em quatro solos do Estado do Rio Grande do Sul

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Sorção de atrazina em quatro solos do Estado do Rio Grande do Sul

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Matéria orgânica em quatro tipos de solos Brasileiros: Composição química e sorção de atrazina

6 páginas, 2 figuras, 4 tablas, 33 referencias.Soil organic matter is the main sorptive soil compartment for atrazine in soils, followed in a minor scale by the inorganic fraction. In this study, the soil organic matter quality and atrazine sorption were investigated in four different soil types. The pedogenic environment affected the humification and therefore the chemical composition of the organic matter. The organic matter contribution to atrazine sorption was larger (60-83%) than that of the inorganic fraction. The organic matter capacity in retaining the herbicide was favoured by a higher decomposition degree and a smaller carboxylic substitution of the aliphatic chains.Ao CNPq pela concessão de bolsas de produtividade e de doutorado e ao DAAD e à CAPES pelo apoio financeiro ao projeto PROBRAL 111/00.Peer reviewe

Impact of pinus afforestation on soil chemical attributes and organic matter in South Brazilian highlands

Póster presentado a la Sesión BG1.7/SSS42 Long-term platforms as tool for understanding biogeochemical cycles under climate change (co-organized).-- Congreso celebrado del 19-24 de abril 2009, en Viena, Austria.The region known as Campos de Cima da Serra, located at 800 to 1400 m above sea level in the northeas of Rio Grande do Sul State, Brazil, is covered by a mosaic of natural grassland and Araucaria forest. Cattle raising, introduced by the first European settlers about 200 years ago, is the traditional economic activity in the region, occurring extensively and continuously on the natural pasture. In the last 30 years, while seeking for higher profits, local farmers have introduced agricultural crops and Pinus Taeda plantations in the original pasture lands.Peer reviewe

Organic matter in four brazilian soil types : chemical composition and atrazine sorption

Soil organic matter is the main sorptive soil compartment for atrazine in soils, followed in a minor scale by the inorganic fraction. In this study, the soil organic matter quality and atrazine sorption were investigated in four different soil types. The pedogenic environment affected the humification and therefore the chemical composition of the organic matter. The organic matter contribution to atrazine sorption was larger (60-83%) than that of the inorganic fraction. The organic matter capacity in retaining the herbicide was favoured by a higher decomposition degree and a smaller carboxylic substitution of the aliphatic chains

Organic matter in four brazilian soil types : chemical composition and atrazine sorption

Soil organic matter is the main sorptive soil compartment for atrazine in soils, followed in a minor scale by the inorganic fraction. In this study, the soil organic matter quality and atrazine sorption were investigated in four different soil types. The pedogenic environment affected the humification and therefore the chemical composition of the organic matter. The organic matter contribution to atrazine sorption was larger (60-83%) than that of the inorganic fraction. The organic matter capacity in retaining the herbicide was favoured by a higher decomposition degree and a smaller carboxylic substitution of the aliphatic chains

Amplitude no fósforo microbiano em um Argissolo em pastagem nativa submetida à roçada e à introdução de espécies forrageiras com fertilização fosfatada em diferentes épocas = Microbial phosphorus fluctuation in a Hapludalf under natural pasture, with cut off and forage species introduction, fertilized in different times

Em solos com elevado grau de intemperismo, a imobilização temporária de fósforo pela biomassa microbiana do solo (BMS) pode ser um mecanismo de retardamento das reações de adsorção. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a amplitude no fósforo microbiano (Pm)em um Argissolo em pastagem nativa submetida à roçada, introdução de forrageiras exóticas e adubadas com fertilizantes fosfatados. O estudo foi desenvolvido a partir de um experimento instalado em 1997 que constava de cinco tratamentos de fosfato e calagem (testemunha semfósforo; hiperfosfato de gafsa; superfosfato triplo; superfosfato triplo + calcário e superfosfato simples + calcário), distribuídos em quatro blocos ao acaso. Em junho de 2002, a pastagem nativaremanescente foi roçada, semeada a pastagem de inverno e as parcelas originais foram divididas em três subparcelas. A reposição dos fertilizantes fosfatados foi feita em três épocas, uma em cadasubparcela: sem reaplicação; reaplicação após a roçada da pastagem nativa remanescente (outonojunho); e reaplicação após a roçada da forrageira hibernal (primavera-novembro). A primeira avaliação do Pm foi feita 16 dias antes da primeira roçada, considerando o reinício doexperimento (0 dia). A partir daí, coletaram-se amostras de solo aos 25, 36, 55, 82, 111, 139, 163, 171, 181, 197, 219, 229, 248, 274 e 316 dias após o reinício do experimento. O corte das forrageiras induziu à imobilização de fósforo pela biomassa microbiana do solo. Parte do fósforo adicionado, via fertilizantes, foi imobilizado temporariamente pela biomassa microbiana do solo.In very weathered soils, the temporary phosphorus immobilization by soil microbial biomass (SMB) could be a mechanism to reduce P adsorption. This study was carried out to evaluate the microbial phosphorus (Pm) content fluctuation in a Hapludalf under natural pasture with cut off and exotic forage species introduction and fertilized with phosphorus fertilizers. The experiment was conducted in 1997 with five treatments: control without P, natural gafsa phosphate, triple superphosphate, triple superphosphate + lime, and single superphosphate + lime. In 2002, natural pasture was cut off and a mix of ryegrass and arrowleaf clover was planted in a no-tillagesystem. The original plots were split into three sub-plots: without P reapplication; P reapplication after cut off in winter, and P reapplication after cut off in spring. The first Pm evaluation was made 16 days before the first cut off, considered the beginning of the experiment (day 0). Soil samples for Pm evaluation were taken at 0, 25, 36, 55, 82, 111, 139, 163, 171, 181, 197, 219, 229, 248, 274, and 316 days after the beginning of the experiment. The cut offstimulated Pm immobilization by microbial biomass. Part of the phosphorus from fertilizers was temporary immobilized by microbial biomass