The ecosystem service of climate regulation provided by soil is due to its capacity to sequester C, and soil organic carbon (SOC) is essential for its health. The capacity of the soil to retain OC depends on the minerals and their interaction with the microbiota. Chapter 1 of this work analyzes the potential for COS sequestration in the clay fraction for soils in the Piracicaba region, in the state of São Paulo, based on an equation for the potential C saturation deficit of fine soil particles, adjusted for tropical agricultural soils. This potential was adjusted using a spatial regression model. In the surface layer, the sequestration potential is mainly explained by the relative abundance of kaolinite, hematite, goethite and gibbsite determined by Vis-NIR-SWIR spectroscopy. A direct relationship was observed with goethite and gibbsite. At a depth of 80 to 100 cm, kaolinite and hematite were responsible for the greatest variation in sequestration potential. The contribution of each mineral to COS sequestration potential was also mapped, with high contributions from goethite and gibbsite in the deep soil layers. Chapter 2 was based on the adjustment of the C sequestration potential model with microbiological and mineralogical variables. The modeling and mapping of different microbiological properties was carried out using spectral transfer functions and digital soil mapping (DSM), achieving R² of 0.77 to 0.85. All these properties were detected using specific bands, which achieved correlations of 0.64 to 0.98 with the laboratory analyses. The autoregressive models obtained r from 0.61 to 0.7. The explanatory variables were associated with kaolinite, hematite, goethite, gibbsite and the abundance of fungi, actinomycetes, vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi, enzymatic activity of beta- glucosidase, urease and phosphatase and particulate organic matter (POM), with the overall abundance of fungi being the most important microbiological variable. Chapter 3 was based on the development of a strategy to analyze microbiological activity at the microscale through the spectroscopic detection of 35 samples with analysis of of microbial biomass carbon (MBC) and enzymatic activity of beta-glucosidase, urease and phosphatase, and fractionation of soil organic matter (SOM) into POM and SOM associated with the mineral fraction (MAOM). In order to characterize the Vis-NIR-SWIR and Mid-IR spectra of the different fractions according to the microbiological variables, specific bands were selected for each variable. Finally, in chapter 4, a technique was developed to calculate and spatialize the activity indices of the enzymes betaglycosidase, phosphatase and urease for agricultural areas in Brazil using DSM and having as covariates a Synthetic Soil Image (SYSI), variables associated with relief, climate, biomes and mineralogical maps. The enzyme activity maps were obtained for the agricultural area of Brazil (3481362.60 km²), with a validation R² ranging from 0.68 to 0.35. These enzyme activity indices on a 30 m scale can be considered an important contribution to monitoring and mapping the quality and health of Brazilian soils, as they are sensitive to land use and management.

O serviço ecossistêmico de regulação climática provido pelo solo se dá por sua capacidade de sequestrar C, sendo que o carbono orgânico do solo (COS) é essencial para sua saúde. A capacidade do solo de reter COS depende dos minerais e de sua interação com a microbiota. O presente trabalho aborda no capítulo 1 a análise do potencial de sequestro de COS da fração argila para solos da região de Piracicaba, estado de São Paulo, com base em uma equação do déficit potencial de saturação de C de partículas finas do solo, ajustada para solos agrícolas tropicais. Esse potencial foi ajustado por um modelo de regressão espacial. Na camada superficial, o potencial de sequestro é explicado principalmente pela abundância relativa de caulinita, hematita, goethita e gibbsita determinados via espectroscopia Vis-NIR- SWIR. Foi observada uma relação direta com a goethita e a gibbsita. Em uma profundidade de 80 a 100 cm, a caulinita e a hematita foram responsáveis pela maior variação no potencial de sequestro. A contribuição de cada mineral para o potencial de sequestro de COS também foi mapeada, verificando-se altas contribuições de goethita e gibbsita para as camadas profundas do solo. O Capítulo 2 foi baseado no ajuste do modelo de potencial de sequestro de C com variáveis microbiológicas e mineralógicas. A modelagem e o mapeamento de diversas propriedades microbiológicas foram realizados por meio de funções de transferência espectral e mapeamento digital do solo (MDS), atingindo R² de 0,77 a 0,85. Todas essas propriedades foram detectadas usando bandas específicas, que alcançaram correlações de 0,64 a 0,98 com as análises laboratoriais. Os modelos autorregressivos obtiveram r de 0,61 a 0,7. As variáveis explicativas foram associadas à caulinita, hematita, goethita, gibbsita e abundância de fungos, actinomicetos, fungos micorrízicos vesiculares-arbusculares, atividade enzimática da beta-glucosidase, urease e fosfatase e matéria orgânica particulada (POM), sendo a abundância geral de fungos a variável microbiológica mais importante. O Capítulo 3 baseou-se no desenvolvimento de uma estratégia para analisar a atividade microbiológica em microescala por meio da detecção espectroscópica de 35 amostras com análise do carbono da biomassa microbiana (MBC) e atividade enzimática de betaglucosidase, urease e fosfatase, e fracionamento da matéria orgânica do solo (MOS) em POM e MOS associada à fração mineral (MAOM). A fim de caracterizar os espectros Vis-NIR-SWIR e Mid-IR das diferentes frações em função das variáveis microbiológicas, foram selecionadas bandas específicas para cada variável. Por último, no capítulo 4, foi desenvolvida uma técnica para calcular e espacializar os índices de atividade das enzimas beta-glucosidase, fosfatase e urease para as áreas agrícolas do Brasil utilizando MDS e tendo como covariáveis uma Imagem Sintética do Solo (SYSI), variáveis associadas ao relevo, clima, biomas e mapas mineralógicos. Os mapas de atividade enzimática foram obtidos para a área agrícola do Brasil (3481362,60 km²), com um R² de validação variando de 0,68 a 0,35. Esses índices de atividade enzimática em escala de 30 m podem ser considerados uma contribuição importante para o monitoramento e o mapeamento da qualidade e da saúde dos solos brasileiros, pois são sensíveis ao uso e ao manejo da terra.