BENEDITO, L. E. C.

FIGUEIREDO, C. C. DE

MARCHAO, R. L.

SATO, J. H.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Métodos de determinação de carbono orgânico em solos cultivados e sob vegetação nativa de cerrado.

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  Métodos de Determinação de Carbono Orgânico em Solos Cultivados e sob Vegetação Nativa de Cerrado   Juliana Hiromi Sato(1); Cícero Célio de Figueiredo(2); Robélio Leandro Marchão(3); Luiz Eduardo Celino Benedito(4)  (1) Estudante de Pós-Graduação em Agronomia (Mestrado); Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária; Universidade de Brasília; Campus Darcy Ribeiro, ICC Sul, Asa Norte, C. Postal 4508, Brasília, DF, CEP: 70910-970; jh.sato@yahoo.com.br; (2) Professor; Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária; Universidade de Brasília, Campus Darcy Ribeiro, ICC Sul, Asa Norte, C. Postal 4508, Brasília, DF, CEP: 70910-970; cicerocf@unb.br; (3) Pesquisador; Embrapa Cerrados; BR 020, km 18, Zona Rural, C. Postal 08223, Planaltina-DF, CEP 73310-970; (4) Químico do Laboratório de Química dos Solos; Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária; Universidade de Brasília; Campus Darcy Ribeiro, ICC Sul, Asa Norte, C. Postal 4508, Brasília, DF, CEP: 70910-970.   RESUMO – A matéria orgânica exerce diversas funções importantes para melhoria da qualidade do solo e tem como principal componente o carbono orgânico. Diversas metodologias são utilizadas para determinação do carbono orgânico nos solos, entretanto inexiste um método inequívoco e amplamente aceito pela comunidade científica. Com a ampliação de programas governamentais de incentivo ao uso de sistemas conservacionistas de baixa emissão de carbono, aumenta a necessidade de se acompanhar as variações de carbono no solo, e portanto, a necessidade de se padronizar os valores de carbono através de fatores de correlação entre os diferentes métodos. O objetivo desse estudo foi comparar as diferentes metodologias de determinação de carbono orgânico utilizadas e estabelecer relações entre elas. Foram utilizadas 39 amostras de solo representativas do Cerrado brasileiro, tanto de áreas nativas quanto de áreas cultivadas. Foram utilizados os seguintes métodos: Walkley-Black, Mebius, Colorimetria, Perda de Massa por Ignição (Mufla) e Analisador Elementar. Os métodos foram comparados, tendo como referência o analisador elementar. A maior correlação foi obtida com o método Mebius (88%), demonstrando que a determinação de carbono por esse método se aproxima mais do método considerado padrão.  Palavras-chave: Walkley-Black, Mebius, Colorimetria, Mufla, Analisador Elementar  INTRODUÇÃO – A matéria orgânica do solo tem importância essencial nos solos do Cerrado, contribuindo com 75 a 85% da capacidade de troca catiônica desses solos (Siqueira Neto et al., 2009). Na constituição da matéria orgânica, o carbono apresenta predominância (cerca de 58%), e portanto, a determinação do carbono orgânico total (COT) tem sido utilizada para estimar a fração orgânica do solo (Nelson e Sommers, 1996).    Existem diversos métodos para a medição do carbono no solo, variando do tradicional Walkley e Black e os seus derivados como o Mebius, para os métodos mais modernos utilizando analisadores construídos com esse propósito como o CHN (Conyers et al., 2011). Cada método apresenta seus pontos fortes e suas limitações (Nelson e Sommers, 1982; Chatterjee et al., 2009), e por isso, ainda não foi definido um método considerado como o mais preciso e inequívoco. Dessa forma, várias metodologias estão em uso, o que muitas vezes dificulta a comparação de resultados experimentais quando diferentes métodos são empregados.  Além disso, a adoção pelo governo brasileiro do Programa ABC (Agricultura de Baixo Carbono), que visa financiar projetos de produtores que adotem sistemas conservacionistas com balanço positivo de estoque de carbono no solo, demonstra a necessidade de se ampliar e acompanhar as variações de carbono do solo.  Portanto, esse estudo tem como finalidade avaliar os diferentes procedimentos analíticos empregados na determinação de carbono de solo cultivado e sob vegetação natural de Cerrado.   MATERIAL E MÉTODOS – Foram coletadas trinta e nove amostras de solo na camada de 0-20 cm, em áreas representativas de regiões do bioma Cerrado em diversos estados do Brasil (Tabela 1). Dessas amostras foram realizadas três repetições analíticas para cada método. Walkley e Black  Foram pesados 500 mg de solo passado em peneira de 0,5 mm e adicionados 10 ml de dicromato de potássio (K2Cr2O7) 0,167 mol L-1 e 20 ml de ácido sulfúrico H2SO4 concentrado. Após repouso de 30 minutos foram adicionados 200 ml de água destilada, 10 ml de H3PO4 concentrado e 1 ml de difenilamina 0,16%. A titulação é feita com sulfato ferroso amoniacal [(NH4)2 Fe(SO4)2.6H2O)] 1 mol L-1, também chamado de Sal de Mohr.   - FERTBIO 2012 Maceió (AL), 17 a 21 de setembro - - Resumo Expandido -  2 Mebius Baseado no método Walkley e Black, porém a digestão dessa mistura é submetida ao aquecimento externo em chapa aquecedora a 70°C por 30 minutos, sob refluxo. Após esse tempo foram adicionados água, ácido fosfórico e difenilamina da mesma forma que o WB, sendo titulado com sulfato ferroso amoniacal. Colorimetria Foi pesado 1g de solo passado em peneira de 0,5 mm, onde se adicionaram 10 ml de dicromato de sódio 0,667 mol L-1 e ácido sulfúrico 5 mol L-1, que foram agitados em mesa agitadora com movimento circular horizontal por 10 minutos com velocidade de 180 rpm. Após a agitação elas foram submetidas ao repouso por 1 hora, e adicionaram-se 50 ml de água destilada. As amostras foram deixadas em repouso durante a noite para decantação. No dia seguinte foi coletado o sobrenadante, que foi transferido para a cubeta do colorímetro fotoelétrico B220, com filtro de transmitância de 660 nm. A partir da curva padrão com diferentes concentrações de Cr 3+ foram determinados os teores de carbono orgânico do solo.  Perda de massa por ignição ou mufla  Foram pesados 4 g de solo passados em peneira de 2 mm e secagem a 105°C. As amostras foram submetidas à calcinação por 5h na temperatura de 300°C (Miyazawa et al., 2000). Posteriormente as amostras foram pesadas, e a diferença entre a massa inicial e a massa final correspondeu ao teor de matéria orgânica do solo, que foi convertida para teor de carbono utilizando-se o fator 1,724.  Analisador elementar Foram pesados aproximadamente 3 mg de solo macerado e passado em peneira de 0,149 mm. As amostras foram colocadas em cápsulas de estanho e a digestão do material foi feita em câmara de combustão em temperatura de aproximadamente 1000°C, pelo uso de um analisador automático Perkin Elmer CHN modelo PE 2400. Análise estatística  Os métodos foram comparados por análise de regressão.    RESULTADOS E DISCUSSÃO – Na figura 1 são apresentadas as correlações dos diferentes métodos de determinação de carbono orgânico dos solos com o analisador elementar, considerado o método de referência (McCarty et al., 2010). Verifica-se na figura 1 – A, B, C e D que o método que mais se aproximou do analisador elementar foi o Mebius com correlação de 88%, valores mais altos do que os observados nos estudos de Pereira et al. (2006) e Gatto et al. (2009). Rheinheimer et al. (2008) observaram uma correlação de 97% do Mebius com o CHN, demonstrando maior exatidão do método. Entretanto, os mesmos autores utilizaram menor número de amostras em seus estudos. O aquecimento externo possibilita que maior quantidade de carbono seja detectada, pois a temperatura se mantém durante todo o processo de oxidação do material orgânico (Gatto et al., 2009). Em relação ao método de referência (CHN) os métodos WB, Mebius e colorimétrico tenderam a subestimar os teores de CO, enquanto que a Mufla superestimou esses teores. O fator de correção estimado para o método WB foi em média de 1,45, enquanto que para o método Mebius foi de 1,25.  Conyers et al. (2011) em seus estudos com uma gama de substratos orgânicos apoiam a proposição de que os dados do WB devem ser relatados como C facilmente oxidável e que nenhuma tentativa de converter para o C total deve ser feita.  O método colorimétrico também mostrou boa correlação com o método de referência (86%), podendo ser uma alternativa para os laboratórios de rotina, por apresentar fácil reprodutividade, praticidade e menor uso de reagentes, quando comparado com WB e Mebius. Estudos demonstram que é possível a associação dos métodos de combustão úmida (WB e Mebius) com a leitura por espectrofotômetro (Conyers et al., 2011; Abreu et al., 2012). A menor correlação foi verificada entre a perda de massa por ignição ou mufla e o analisador elementar. Jankauskas et al. (2008) e Pereira et al. (2006) obtiveram correlações de 80% e 94%, respectivamente entre esses métodos. Essa dispersão dos dados obtidas nesse estudo pode ser atribuída à diversidade dos solos estudados e pelo fato do método calcinar todo o carbono do solo, tanto orgânico quanto inorgânico. Análises de mineralogia estão sendo realizadas para tentar elucidar esses valores obtidos pela calcinação de amostras de solos do Cerrado.  CONCLUSÕES – Dentre os métodos avaliados o Mebius melhor se relaciona com o método padrão. O método colorimétrico representa uma alternativa viável para análise de carbono orgânico de solos do Cerrado.  AGRADECIMENTOS – UnB, Embrapa Cerrados e CAPES.  REFERÊNCIAS  ABREU, F.R.M.; SOUZA, D.M.; MATSUHIGE, I.; LEAL, W.G.O.; MADARI, B.E. Otimização do método de Mebius e comparação com o método de Walkley-Black na determinação de matéria orgânica do solo. In: 35ª REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUÍMICA. Águas de Lindóia, 2012. Anais... Disponível em: <http://adaltech.com.br/testes/sbq /resumos/T1222-1.pdf> Acesso em 09  jun. 2012.  CHATTERJEE, A.; LAL, R.; WIELOPOLSKI, L.; MARTIN, M.Z.; EBINGER, M.H. Evaluation of different soil carbon determination methods. Crc. Rev. Plant Sci., 28: 164–178, 2009.  CONYERS, M.K.; POILE, G.J.; OAETES, A.A.; WATERS, D.; CHAN. K.Y. Comparison of three carbon determination methods on naturally occurring substrates and the implication for the quantification of ‘soil carbon’. Soil Res., 49:27–33, 2011.  GATTO, A.; BARROS, N.F. de; NOVAIS, R.F.; SILVA, I.R.; MENDONÇA, E. de S.; VILLANI, E.M. de A. Comparação de métodos de determinação do carbono orgânico em solos cultivados com eucalipto. R. Bras. Ci. 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A – Mebius, B – Walkley e Black, C – Colorimetria, D – Mufla   Tabela 1 – Identificação dos solos utilizados e os teores de carbono orgânico (g kg-1) determinados pelos métodos.  A B C D - FERTBIO 2012 Maceió (AL), 17 a 21 de setembro - - Resumo Expandido -  4  Localidade Classe de solo (1) Uso do solo Carbono orgânico (g kg-1)  CHN(2) WB(3) M(4) Col(5) PMI(6) 1 Sete Lagoas - MG LVA Cerrado Nativo 35,8 25,0 30,8 18,2 34,6 2 São Gotardo - MG LA Cerrado Nativo 35,7 25,4 29,1 19,0 35,1 3 Uberaba - MG LVA Cerrado Nativo 20,1 7,20 9,40 6,70 12,1 4 Itumbiara - MG LVA Cerrado Nativo 27,6 21,4 24,1 15,8 33,3 5 Balsas - MA LA Cerrado Nativo 9,30 3,60 4,60 3,70 5,10 6 Balsas - MA LVA Cerrado Nativo 26,4 12,4 14,7 10,1 19,6 7 Correntina - BA LA Cerrado Nativo 15,8 3,70 5,30 3,80 6,40 8 Buritis - MG LA Cerrado Nativo 21,8 9,10 11,5 7,40 12,2 9 Planaltina - DF LA Cerrado Nativo 24,7 19,5 21,7 14,7 28,0 10 Planaltina - DF LV Cerrado Nativo 27,3 16,0 19,3 12,3 24,3 11 Planaltina - DF LA Cerrado Nativo 22,6 8,70 9,90 7,00 14,4 12 Porto Nacional - TO LA Cerrado Nativo 23,8 10,5 11,7 7,80 15,3 13 Porto Nacional - TO LVA Cerrado Nativo 19,7 7,20 7,90 5,50 9,90 14 Canarana - MT LV Cerrado Nativo 26,0 14,2 17,9 11,2 24,1 15 Sapezal - MT LVA Cerrado Nativo 36,6 22,2 24,3 16,5 29,4 16 Planaltina - DF LV Cerrado Nativo 27,5 14,6 15,9 10,7 19,2 17 Planaltina - DF LV Cerrado Nativo 13,1 10,5 11,0 7,80 15,5 18 Planaltina - DF GX Cerrado Nativo 13,4 9,20 9,80 6,80 12,6 19 Brazlândia - DF LV Pastagem 29,5 22,3 25,1 17,6 29,6 20 Brazlândia - DF LV Pastagem 31,9 26,0 28,1 20,2 35,6 21 Brazlândia - DF LV Cerrado Nativo 25,9 17,0 19,6 12,8 24,0 22 Brazlândia - DF LV Lavoura 29,6 21,6 24,9 17,4 31,1 23 Brazlândia - DF LV Lavoura 33,8 25,5 28,2 20,4 36,3 24 Bom Jesus - PI LVA Cerrado Nativo 12,6 6,30 7,50 5,40 8,50 25 Bom Jesus - PI LVA Pastagem 11,8 5,20 6,10 3,70 6,40 26 Vargem Bonita - DF RQ Cerrado Nativo 11,5 8,60 8,60 6,90 12,5 27 Vargem Bonita - DF LV Cerrado Nativo 31,7 23,6 26,3 18,4 33,8 28 Vargem Bonita - DF LVA Cerrado Nativo 33,0 25,3 28,0 19,8 33,3 29 Vargem Bonita - DF O Cerrado Nativo 50,2 40,2 43,9 29,5 65,3 30 Santo Antônio de Goiás - GO LV Pastagem 21,6 14,8 17,9 6,20 22,6 31 Santo Antônio de Goiás - GO LV Pastagem 23,0 14,7 18,2 9,20 21,4 32 Santo Antônio de Goiás - GO LV Pastagem 23,0 13,4 15,3 8,00 18,3 33 São Desidério - BA LVA Lavoura 16,2 9,30 10,0 6,70 13,2 34 São Desidério - BA LVA Lavoura 15,6 8,70 9,20 6,20 12,8 35 São Desidério - BA LVA Lavoura 16,6 6,80 7,40 5,20 10,3 36 São Desidério - BA LVA Lavoura 17,8 5,40 7,00 4,70 9,50 37 Planaltina - DF LV Lavoura 18,3 11,3 12,9 7,50 15,5 38 Planaltina - DF LV Lavoura 19,7 15,1 16,5 10,1 20,5 39 Planaltina - DF LV Cerrado Nativo 13,6 6,60 6,80 4,90 10,3  (1)Classe dos solos: LV – Latossolo Vermelho;  LVA – Latossolo Vermelho Amarelo; LA- Latossolo Amarelo; GX – Gleissol Háplico; RQ – Neossolo Quartzarênico; O – Organossolo. CHN(2) – analisador elementar; WB(3) – Walkley e Black; M(4) – Mebius; Col(5) – Colimétrico; PMI(6) – Perda de Massa por Ignição ou Mufla  

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