BENEDITO, L. E. C.

BUSATO, J. G.

MARINHO, E. B.

OLIVEIRA, A. L.

SOUZA, R. B. de

ZANDONADI, D. B.

Repository Open Access to Scientific Information from Embrapa

  CARACTERIZAÇÃO DE ÁCIDOS HÚMICOS EXTRAÍDOS DE UM LATOSSOLO SOB DIFERENTES SISTEMAS DE PRODUÇÃO DE CAFÉJADER G. BUSATO1, ALINE L. OLIVEIRA2, LUIZ E. C. BENEDITO2, EDUARDO B. MARINHO3, DA-NIEL B. ZANDONADI4, RONESSA B. SOUZA5, ALAN R. MOL61Dr. Solos e Nutrição de Plantas, Professor da Universidade de Brasília (UnB); 2Dra. Química, Professora do Instituto de Química, UnB; 2Msc. Químico, Técnico do Instituto de Química, UnB; 3Estudante de Agronomia, UnB; 4Dr. Biociências e Biotecnologia, Analista da Embrapa Hortaliças; 5Dra. Solos e Nutrição de Plantas. Pesquisadora da Embrapa Hortaliças; 6Químico, Técnico do Laboratório de Química e Fertilidade do Solo da UnB.RESUMO: Ácidos húmicos da camada super-ƒEKCN FG WO .CVQUUQNQ UQD FKHGTGPVGU UKUVGOCUde produção de café foram estudados por 13C RMN, IV-TF, composição elementar e análise de grupamentos funcionais. Os sistemas orgânico e CITQƓQTGUVCNOQFKƒECTCOCGUVTWVWTCFQU#*1sistema orgânico resultou em AH com maior teor de C e N, acidez total e fenólica. Embora com OGPQTVGQTFG%QU#*FQUKUVGOCCITQƓQTGUVCNapresentaram maior participação de compostos facilmente degradáveis. O índice de hidrofobici-dade foi maior no sistema convencional, sugerin-do que a elevação desta característica depende do tempo de implantação e da natureza química do material adicionado. PALAVRAS-CHAVE: 13% 4/0 +86( #ITQƓQ-resta; Sistema orgânico de produção.INTRODUÇÃO: A cafeicultura é uma das princi-pais atividades de exportação brasileira e é res-ponsável pela geração milhares de postos de tra-balho. Sistemas convencionais de produção de café revolvem constantemente o solo, removem os restos culturais da área de cultivo e utilizam compostos químicos para o controle químico da vegetação espontânea. Além disso, aplicações de doses elevadas de fertilizantes nitrogenados UQNÐXGKUCEKFKƒECOQUQNQGHCXQTGEGOCGOKU-são de gases que colaboram com o efeito es-tufa. Essas atividades, em conjunto, ajudam a degradar os já empobrecidos solos brasileiros, afetando o principal componente responsável pela sua fertilidade, a matéria orgânica (MOS). Para reduzir os efeitos negativos dos sistemas convencionais, a adoção de cultivos orgânicos GCITQƓQTGUVCKU V¿OUKFQ KPEGPVKXCFC# KPENW-são de árvores eleva o potencial de geração de biomassa, aumenta o estoque de carbono no solo, favorece a ciclagem de nutrientes e reduz os processos erosivos. Sistemas orgânicos não permitem a aplicação de fertilizantes solúveis concentrados e reduzem a movimentação do solo. Quando adotados, esses sistemas alteram C/15 GURGEKƒECOGPVG CU UWDUV³PEKCUJÐOK-cas (SH), que representam o compartimento or-I³PKEQOCKUGUVCDKNK\CFQFQUQNQ/QFKƒEC¼ËGUPCFKUVTKDWK¼µQGGUVTWVWTCFCUHTC¼ËGUJWOKƒEC-das tem sido utilizadas para avaliar manejos de solos e culturas. Para isto, técnicas como a es-pectroscopia de infravermelho com transforma-da de Fourier (IV-TF) e a ressonância magnética nuclear (RMN 13C) permitem um mapeamento minucioso das formas de carbono presentes, ampliando o horizonte de informações alcança-do. Neste trabalho, as características dos AH extraídos de um Latossolo cultivado com café PQUUKUVGOCUQTI³PKEQCITQƓQTGUVCNGEQPXGP-cional foram avaliados.  MATERIAL E MÉTODOS: O experimento foi im-plantado em 2007, na Embrapa Hortaliças (Bra-UKNKCş&(PWO.CVQUUQNQ#OCTGNQ&KUVTÉƒEQ1UKUVGOCCITQƓQTGUVCNCUUQEKQWGliricidia sepium com café (%QƑGCCTCDKEC). O sistema orgânico foi caracterizado pelo uso somente de insumos permitidos em lavouras orgânicas. Ambos rece-beram, durante o plantio, composto orgânico produzidos à base de torta de mamona (300 g/planta), calcário (2 ton ha-1) e termofosfato de magnésio (500 g/planta). Semestralmente, as plantas submetidas aos dois sistemas recebe-ram 300 g de composto orgânico produzido à base de esterco bovino, de frango e torta de mamona. O sistema convencional recebeu ca-lagem e fertilização mineral (NPK) de acordo com a análise química do solo e compostos químicos (herbicidas e fungicidas) foram utili-zados para o controle de ervas espontâneas e de doenças. Quinze sub-amostras foram utili-zadas para obtenção da amostra composta, na profundidade de 0-0,05 m. As amostras foram secar ao ar e peneiradas (malha de 2 mm) antes do procedimento de extração dos ácidos húmi-cos. As substâncias húmicas foram extraídas com NaOH 0,1 mol L-1 (razão 1:20, m:v; 16 h   de agitação). A solução obtida foi separada da fração insolúvel por centifugação (3000 g, 30 min). O resíduo insolúvel foi ressuspendido em 200 mL de NaOH e agitado por 4 horas, com nova separação da solução por centrifugação. 1RTQEGFKOGPVQ HQK TGRGVKFQ CV¾ C ENCTKƒEC¼µQcompleta do extrato. Todos os extratos foram acondicionados num mesmo recipiente e acidi-ƒECFQUCV¾R*ş*2SO4). Os AH (fração das SH solúvel em meio alcalino e insolúvel em meio ácido) foram separados por centrifugação (5000 g, 15 min) e tratados com 100 mL de uma solução diluída de HF-HCl para remoção de impurezas minerais. Os AH foram lavados com H2O destilada, dialisados em membrana e UGEQURQTNKQƒNK\C¼µQ#EQORQUK¼µQGNGOGPVCTdos AH foi determinada num analisador auto-mático Perkin Elmer 2400. Espectros de 13C RMN foram obtidos num equipamento Varian Mercury Plus (7.05 T), operando a 75.46 MHz. Com auxílio do software ACD/NMR, as seguin-VGU TGIKËGUFQ GURGEVTQ HQTCOFGƒPKFCUppm (C-alquil); 47-66 ppm (C-metoxil); 67-111 ppm (C-O-alquil/C-di-O-alquil); 112-141 ppm (C-aromático); 142-164 ppm (C-fenol); 165-188 ppm (C-carboxil). A soma das áreas 0-46 e 112-141 ppm representou a porção hidrofóbica dos AH (HB), enquanto as áreas entre 47-111 e 165-188 ppm representaram a porção hidrofíli-ca (HI). Um índice de hidrofobicidade foi obtido a partir da relação HB/HI. Espectros de IV-TF foram obtidos em pastilhas contendo KBr e AH (1 mg de AH e 100mg de KBr), na região entre 400-4000 cm–1 num equipamento Varian 640. Acidez total foi determinada com Ba(OH)2, a carboxílica utilizando Ca(Oac)2 e a fenólica pela diferença entre a total e a carboxílica. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Maiores teores de C (481,9 g kg-1) e N (40,1 g kg-1) foram ob-servados nos AH extraídos do sistema orgânico 6CDGNC1UKUVGOCCITQƓQTGUVCNCRTGUGPVQWos menores teores (425,0 e 37,3 40,1 g kg-1, respectivamente para C e N) e o manejo con-vencional resultou em valores intermediários. Menor relação C/N foi observada no sistema CITQƓQTGUVCN GCOCKQTPQEQPXGPEKQPCN(12,1). Relações C/N maiores sugerem maior participação de estruturas aromáticas e estabili-dade do húmus (Stevenson, 1994). Assinaturas espectroscópicas diferenciadas foram observa-das nos AH por RMN 13C (Tabela 1; Fig. 1). No UKUVGOC CITQƓQTGUVCN QU #* HQTCO GPTKSWGEK-dos em C-O-alquil e C-di-O-alquil (67-111 ppm) e C-alquil (0-46 ppm). O sistema convencional apresentou maior participação de C-aromático (112-141 ppm), C-metoxil (47-66 ppm) e me-nor participação de C-fenol (142-164 ppm). Os AH do sistema orgânico foram enriquecidos em C-carboxil (165-188 ppm). A maior participa-ção de C-O-alquil e C-di-O-alquil (67-111 ppm) indica a presença de estruturas tipo polissaca-rídeos, facilmente decomponíveis, nos AH da CITQƓQTGUVC 1 ÃPFKEG *$*+ UGIWKW C QTFGOEQPXGPEKQPCN CITQƓQTGUVCN QTI³PKEQ1CW-mento da natureza hidrofóbica da MOS tem sido associado à maior disponibilidade de nutrientes em solos sob longo tempo de adição de ma-teriais orgânicos (Canellas et al., 2010). Desta forma, o tempo relativamente curto de adoção FQUOCPGLQU  CPQU RQFG PµQ VGT UKFQ UWƒ-ciente para aumentar o caráter hidrofóbico nos UKUVGOCUCITQƓQTGUVCNGQTI³PKEQ#N¾OFKUUQQmenor índice hidrofóbico nesses sistemas, em relação ao convencional, pode estar associado à natureza química dos resíduos provenientes das árvores e compostos. Na região de C-alifático, um sinal próximo à 30 ppm, atribuído a C-meti-leno, relacionado ao acúmulo de ceras, lipídios, cutina e suberina, foi observado nos sistemas QTI³PKEQUGCITQƓQTGUVCN1UFQKUUKUVGOCUVCO-bém apresentaram sinal em 47 ppm, associado a C-metileno originado de aminoácidos (Almen-dros et al., 2000). No sistema convencional o sinal em 30 ppm foi diminuído e alargado, enquanto o sinal em 47 ppm foi ausente. Isto pode estar associado à maior estabilidade do húmus e maior grau de evolução química. Ou-VTQEQPVTCUVG HQKXGTKƒECFQPC TGIKµQGPVTGe 111 ppm, atribuída à grupamentos alifáticos oxigenados de compostos facilmente degradá-XGKU-GGNGTGVCN1UKUVGOCCITQƓQTGU-tal apresentou vários sinais nesta região, entre eles aqueles relativos a aminoácidos (53 ppm), metoxila de lignina (56 e 58 ppm), carboidratos de celulose e de hemicelulose (64, 68, 72, 74, 76, 85 e 105 ppm). O sistema orgânico apre-sentou somente sinais em 56 ppm (metoxila de lignina) e 74 ppm, proveniente de carboidratos de celulose e hemicelulose. Já o sistema con-vencional apresentou sinais alargados nas re-giões entre 52 a 57 ppm, 68 a 74 ppm e 107 a 111 ppm. Esse alargamento é também típico FG#*OCKUJWOKƒECFQU2TGUVQPGVCNIsto pode ser resultado da ausência de novos in-gressos de materiais orgânicos no sistema con-vencional, o qual preservou, nos AH, somente estruturas recalcitrantes. Compostos estabiliza-  dos apresentam AH enriquecidos em estruturas parafínicas como cutina e suberina (C-alquil; 0-46 ppm), resistentes à degradação (Preston, 1996). Esta região do espectro foi ligeiramen-VG CWOGPVCFC PQ OCPGLQ CITQƓQTGUVCN Q SWGpode ser, até certo ponto, associado à natureza química dos resíduos da Gliricidia. Uma região alargada entre 124-145 ppm é característica de %CTQO±VKEQ VTCPUHQTOCFQ VKRKƒECPFQ GUVTWVW-ras recalcitrantes ou materiais já decompostos, tendo sida observada nos sistemas orgânico e EQPXGPEKQPCN 0Q UKUVGOC CITQƓQTGUVCN CQ KP-vés de um sinal alargado, múltiplos picos fo-TCO XGTKƒECFQU PGUVC TGIKµQ   GRRO/QFKƒEC¼ËGUFQUCP¾KUCTQ-máticos de lignina promoveram diminuição de grupos aromáticos (112-120 ppm) no sistema orgânico, com concomitante apresentação de um sinal próximo a 132 ppm. Todos manejos apresentaram sinal próximo a 75 ppm, atribuído a C-carboxil proveniente polipeptídios (Keeler et al., 2006). Os espectros dos manejos orgânico G CITQƓQTGUVCN GPVTGVCPVQ FGOQPUVTCTCO WOsinal adicional em 181 ppm, atribuído a C do grupo carbonila. Similaridades entre os três ma-nejos foram observadas nos espectros de IV-TF (Fig. 2), principalmente nas regiões de 3500, 2950, 2800, 1650 e 1450 cm-1. Sutis diferen-¼CU HQTCO XGTKƒECFCU PCU TGIKËGU FG  G1000 cm-1. A banda de absorção larga e intensa perto a 3500 cm-1, devido a vibrações de esti-ramento O-H e N-H, foi observada para os três manejos. A banda próxima a 2950 cm-1 ocorreu devido a vibrações de estiramento de ligações CH (CH3 alifático) e a banda perto a 2800 cm-1 é associada a aldeídos. A absorção em 1650 cm-1 é devida a amidas e aquela a em 1450 cm-1 pode ser atribuída à deformação de vibra-ções de C-H alifático (CH2 e CH3). A banda larga em 1250 cm-1, associada à presença de C-O de grupos carboxílicos, éteres ou fenóis, foi ligei-ramente mais intensa nos sistemas orgânico e convencional. A absorção próxima a 1000 cm-1 KPVGPUCPQUKUVGOCCITQƓQTGUVCN¾FGXKFCCestiramento C-O de polissacarídeos. O resulta-do da investigação dos grupamentos funcionais dos AH revelou que a acidez total seguiu a or-FGOQTI³PKEQ EQPXGPEKQPCN CITQƓQTGUVCN(Tabela 1). Além disso, é interessante observar que para os sistemas orgânico e convencional a acidez fenólica representou, respectivamente, 57 e 54% da acidez total. Para o sistema agro-ƓQTGUVCNOCKQTRCTVKEKRC¼µQFCCEKFG\ECTDQZÃNK-ca foi observada (53% da acidez total). Tabela 1. Área integrada de diferentes tipos de carbono de ácidos húmicos extraídos de um Latossolo sob diferentes sistemas de produção de café. Convencional Orgânico #ITQƓQTGUVCNRegião de integra-ção dos espectros (ppm)0-46 23,6 23,6 24,347-66 16,6 14,7 14,567-111 23,2 23,4 25,4112-141 18,6 16,6 16,0142-164 7,3 8,2 8,9165-188 10,7 13,6 11,0HB/HI 1,6 1,3 1,4Composição elemen-tar (g kg-1)C 464,6 481,9 425,0H 42,6 44,9 43,1N 38,5 40,1 37,3Relação C/N 12,1 12,0 11,4Grupamentos fun-cionais (cmolc kg-1)Acidez total 603,2 641,2 499,6Acidez fenólica 323,5 364,5 234,4Acidez carboxílica 279,7 276,7 265,2       	      	                                ﬀ ﬁ ﬂ   ﬃ   ! !  "#$%& ' ( ) * + , - . / 01 2 3 4 5 3 6 7 2 3 8 9 : 5 ; <= > ? @ A B C D > E F A G H I D J B A K L L D MFigura 1. Espectros de 13C RMN de AH extraídos de um Latossolo sob três diferentes sistemas de produção de ECH¾#%QPXGPEKQPCN$QTI³PKEQG%CITQƓQTGUVCNN OPQRST UVQWTPX YZ[ \ ] ^ _ ` a ^ ` b a c d e ] f g hFigura 2. Espectros de IV-TF de AH extraídos de um Latos-solo sob três diferentes sistemas de produção de café: (A) %QPXGPEKQPCN$QTI³PKEQG%CITQƓQTGUVCNCONCLUSÕES:1UUKUVGOCUQTI³PKEQGCITQƓQ-TGUVCNOQFKƒECTCOCGUVTWVWTCFQU#*1UKUVGOCorgânico resultou em AH com maior teor de C e N, acidez total e fenólica. Embora com menor    VGQTFG%QU#*FQUKUVGOCCITQƓQTGUVCNCRTG-sentaram maior participação de compostos facil-mente degradáveis. O índice de hidrofobicidade foi maior no sistema convencionando, sugerindo que a elevação desta característica depende do tempo de implantação e da natureza química do material adicionado. REFERÊNCIASALEMENDROS, G. et al. 13C NMR assessment of decomposition patterns during composting of forest and shrub biomass. Soil biol.biochem., v.32, p.793-804, 2000.CANELLAS, L.P. et al. Soil organic matter and nutrient pools under long-term non-burning management of sugar cane. Eur. J. Soil Sci., v.61, p.375-233, 2010.KEELER, C. et al. Chemical-structural infor-mation from solid-state 13C NMR studies of a suite of humic materials from a lower mountain forest soil, Colorado, USA. Geoderma, v.130, p.124-140, 2006. PRESTON, C.M. Applications of NMR to soil organic matter analysis: history and prospects. Soil Sci., v.161, p.144-166, 2006.

Caracterização de ácidos humicos extraídos de um latossolo sob diferentes sistemas de produção de café.

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/974516/1/X20Encontro20Brasileiro20de20Substancias20HC3BAmicas202013.pdf

Caracterização de ácidos humicos extraídos de um latossolo sob diferentes sistemas de produção de café.

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