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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-04052020-123116
Documento
Autor
Nome completo
Rodolfo Fagundes Costa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2020
Orientador
Banca examinadora
Alleoni, Luis Reynaldo Ferracciú (Presidente)
Cherubin, Maurício Roberto
Hesterberg, Dean Louis Ralph
Soratto, Rogério Peres
Título em inglês
Sulfur speciation in a tropical soil under long-term no-till amended with lime and phosphogypsum
Palavras-chave em inglês
β-glucosidase
Arylsulfatase
Phosphogypsum
Soil enzyme activity
Soil organic matter
Sulfur
Tropical soil
XANES: No-tillage system
Resumo em inglês
Sulfur (S) is a plant nutrient usually required in great amounts by yielding crops. Plants absorb S mainly as inorganic sulfate (SO42-), but this element is presented greatly in organic forms (> 90 %) in the most superficial layers of well-drained soils. The conversion of organic S forms to (SO42-) is mediated by microrganisms and is an important source of S for plants, especially in natural systems or agricultural systems that received little or no S input. A decrease in S content in soil is related to the depletion of soil organic matter (SOM) after converting natural forest to agriculture fields, and the adoption of no-tillage (NT) system is an alternative to increase it. Lime is applied to highly wheathered tropical soils to increase pH and serve as a source of Ca and Mg. On the other hand, phosphogypsum acts as a source of Ca and S in depth and decrease Al tocixity in depper leayers. In this study, the effects of these greater recommendation rates of phosphogypsum, in association or not with lime, were evaluated on S dynamics, soil chemical attributes and enzyme activity of a soil under NT as compared to anative forest soil. Synchrotron-based X-ray absorption near-edge structure spectroscopy (XANES) was used as noninvasive tool to direct determination of S forms in soils after a linear combination fitting (LCF) analysis on S K-edge XANES spectra of soil samples. The following attributes were evaluated: soil pH, contentes of SOM, sulfate, exchangeable cations (K, Ca and Mg) and soil enzymes (β-glucosidase and arylsulfatase) activity. SOM was affected by land use change andamendments' application. Phosphogypsum application increased contents of inorganic sulfur in depper layers and changed the distribution of organic and inorganic S fractions. LCF analyses were a good indicator of S fractions, but did not match the proportion of organic and inorganic S fractions to the wet-chemical analysis. Lime increased soil pH until 40 cm depth and also decreased exchangeable Al3+ when compared to phosphogypsum and native forest soil. Phosphogypsum decreased exchangeable K contents in surface, when compared to control and native forest soil. The combination of amendments promoted a great translocation of Ca applied to the surface to depper depths. Exchangeable Mg content decreased when only phosphogypsum was applied. β-glucosidase activity decreased with depth for all treatments and native forest soil and increased with lime and phosphogypsum application. Arylsulfatase activity increased in treatments that received lime and deacresed with application of phosphogypsum alone when compared to control and were similar to native forest soil down to 20 cm depth.
Título em português
Especiação de enxofre em um solo tropical sob sistema plantio direto de longo prazo com aplicação de calcário e fosfogesso
Palavras-chave em português
β-glucosidase
Arilsulfatase
Atividade enzimática
Enxofre
Fosfogesso
Matéria orgânica do solo
Solos tropicais
XANES: Sistema de Plantio Direto
Resumo em português
O enxofre (S) é um nutriente requerido em grandes quantidades por culturas de alta produtividade. As plantas absorvem o S principalmente como sulfato inorgânico (SO42-). Porém, esse elemento se apresenta em grande parte em formas orgânicas (> 90%) nas camadas mais superficiais de solos bem drenados. A conversão de formas orgânicas de S em SO42- é mediada por microrganismos e é uma fonte importante de S para plantas, especialmente em sistemas naturais ou agrícolas que receberam pouca ou nenhuma adição de S. A diminuição do teor de S solo está associada à diminuição dos teores de matéria orgânica do solo (MOS) após a conversão de florestas naturais em áreas agrícolas, e a adoção do sistema plantio direto (PD) é uma alternativa para aumentá-lo. O calcário é aplicado em solos tropicais altamente intemperizados para aumentar o pH e servir como fonte de Ca e de Mg. O fosfogesso é um condicionador que atua como fonte de Ca e de S e promove a diminuição na toxidez por Al em camadas mais profundas do perfil do solo. Nesse estudo, objetivou-se verificar os efeitos da aplicação de fosfogesso, associado ou não ao calcário, na dinâmica do S, nos atributos químicos do solo e na atividade enzimática num solo sob sistema PD quando comparado ao solo de uma floresta nativa. A espectroscopia de absorção de raios-X baseada em luz síncrotron (XANES) foi usada como ferramenta não invasiva para determinar as formas de S em solos após uma análise de ajuste de combinação linear (LCF) nos espectros de XANES na borda de absorção do S. Foram determinados pH do solo, teores de MOS, SO42-, cátions trocáveis (K, Ca e Mg) e enzimas do solo (β-glucosidase e arilsulfatase). O teor de MOS foi afetado pela mudança no uso da terra e pela aplicação de corretivos. A aplicação de fosfogesso aumentou o conteúdo de S inorgânico nas camadas mais profundas, alterando a distribuição das frações S orgânicas e inorgânicas. O LCF foi um bom indicador das frações S, mas os resultados não corresponderam à proporção de frações orgânicas e inorgânicas de S obtidos pela extração química. O calcário aumentou o pH do solo até 40 cm de profundidade e diminuiu o teor trocável de Al3+ quando comparado ao fosfogesso e ao solo da floresta nativa. O fosfogesso diminuiu o teor de K trocável na superfície, quando comparado ao controle e ao solo da floresta nativa. A combinação de calcário e fosfogesso promoveu alta translocação de Ca aplicado à superfície para camadas mais profundas. O teor de Mg trocável diminuiu quando apenas fosfogesso foi aplicado. A atividade da β-glucosidase diminuiu com a profundidade em todos os tratamentos e no solo da floresta nativa, mas aumentou após aplicação de calcário e fosfogesso. A atividade da arilsulfatase aumentou nos tratamentos que receberam calcário e diminuiu com a aplicação de fosfogesso quando comparados ao controle e foram semelhantes ao solo da floresta nativa até 20 cm de profundidade.
 
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Data de Publicação
2020-05-05
 
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