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Title: Origem e destino da matéria orgânica do sistema lagunar Mundaú- Manguaba, AL, Brasil: sinais de cana de açucar
Authors: Nazario, Mariana Gallucci
metadata.dc.contributor.advisor: Knoppers, Bastiaan Adriaan
metadata.dc.contributor.advisorco: Bernardes, Marcelo Corrêa
metadata.dc.contributor.members: Azevedo, Débora de Almeida
Rezende, Carlos Eduardo de
Carreira, Renato da Silva
Cordeiro, Renato Campello
Issue Date: 1-Feb-2017
Abstract: Este trabalho teve como objetivo avaliar as condições atuais do impacto da cana-de-açúcar nos sedimentos superficiais do Sistema Lagunar Mundaú- Manguaba, estado de Alagoas, litoral nordeste do Brasil. Nas ultimas três décadas, aproximadamente metade das bacias de drenagem no entorno do sistema estiveram cobertas por lavouras de cana. A utilização de marcadores geoquímicos orgânicos na determinação da origem da matéria orgânica tem-se mostrado uma ferramenta importante na avaliação da magnitude da poluição de sistemas lagunares por atividades agrícolas. Análises da composição elementar do carbono e nitrogênio orgânico (razão C:N) e isotópica do carbono (d13C), associadas à determinação de carboidratos e ligninas foram realizadas em 30 amostras de sedimentos totais ao longo das duas lagunas, canais e principais rios, bem como nas frações fina e grossa dos sedimentos. Além disso, foram analisadas 8 amostras de solo, procurando abranger todos os estágios de plantio da cana. A distribuição dos compostos analisados evidenciou a compartimentação do sistema em setores distintos, sugerindo que ocorram diferentes padrões de produção, introdução e degradação de matéria orgânica em cada região. De uma maneira geral, os valores de C:N e d13C indicam a presença de material autóctone nas partes centrais das lagunas e nos canais, a influência de fontes terrestres nos rios e uma mistura entre os dois tipos de material nas saídas dos rios. Nas amostras de solo foram verificadas o sinal característico de plantas C4, como a cana, com d13C próximo a -15‰ e razão C:N de 16, em média. A baixa razão C:N dos solos pode ser resultado, principalmente, da introdução de fertilizantes nitrogenados. As razões carboidrato:carbono foram mais elevadas nos solos e rios, indicando a presença de material vegetal. Da mesma forma, as maiores concentrações de ligninas (?) foram encontradas nas desembocaduras dos rios, evidenciando o aporte de material terrestre nesses locais. A distribuição das razões dos grupos fenólicos (S/V e C/V) não se mostrou muito distinta entre as estações, mas na maioria das amostras apresentou valores elevados da razão C/V, indicando a contribuição de angiospermas não lenhosas, tais como a cana, na composição de ligninas. Foi verificada a evidência de contribuição alóctone nas partes medianas das lagunas, mas os altos valores da relação entre as formas ácida e aldeídica do grupo vanilina [(Ad/Al)v] identificam o estágio avançado da degradação desse material, mascarando sinais específicos da cana. A entrada de matéria orgânica nas lagunas contribui para o aumento da produtividade primária, fato evidenciado pelas maiores concentrações de carboidratos nas regiões centrais. De uma maneira geral, as frações finas apresentaram-se enriquecidas em carbono e carboidratos, enquanto que valores elevados de ligninas e C:N, associados a valores de d13C mais leves, indicam que a fração grossa dos rios e região montante das lagunas é constituída principalmente por fragmentos vegetais. Os rios Paraíba do Meio e Mundaú apresentaram maior participação de cana em seus sedimentos, com 44% e 39%, respectivamente, enquanto que o rio Sumaúma apresenta aproximadamente 15% de cana em sua estação após a usina. O material lixiviado das bacias de drenagem provavelmente já é introduzido nos rios bastante processado, devido ao constante revolvimento e manejo dos solos.
metadata.dc.description.abstractother: This work aims to evaluate the actual conditions of sugar cane impact on the superficial sediments of Mundaú-Manguaba Lagoon System, State of Alagoas, Northeastern Brazil. During the last three decades, almost half of catchments areas around the system have been covered by sugar cane crops. Organic geochemistry tracers are currently used for the determination of organic matter origin as important tools for the pollution evaluation in lagoon systems affected by agricultural activities. Organic carbon and nitrogen analysis (ratio C:N), carbon isotopic analysis and carbohydrates and lignins determination were performed among 30 samples of course and fine fractions from two lagoons, channels and main rivers. Eight soil samples were also analyzed in order to represent all sugar cane cultivation stages. The compounds distribution showed the system partition to distinct sectors suggesting that different patterns of organic matter production, introduction and degradation occur in each regions. Overall, C:N e d13C values indicate presence of autochthonous material along central parts of lagoons and channels, influence of terrigenous source in rivers and a mixture of both materials at rivers outlets. The characteristic signal of C4 plants like sugar cane, were found in soil samples: d13C near to -15‰ and C:N ratio average 16. Lower C:N ratios may result, mainly, from the introduction of nitrogen fertilizers. Carbohydrate:carbon ratios were higher in soil and rivers, which indicate the presence of vegetal fragments. In the same way, higher lignin (?) concentrations were found at rivers outlets, showing the input of terrigenous sources at these locations. The distribution of phenoic groups ratios (S/V e C/V) were not significantly distinct between samples, but most of them had high values of C/V ratio, which indicates the contribution of non-woody angiosperms to lignins composition. There is an evidence of alochthonous contribution at median sectors, but high values of the acid:aldehyde ratios of vanillyl group [(Ad/Al)v] able the identification of advanced degradation stage of this material, hiding the specific signature of sugar cane. The input of organic matter in the lagoons improves the primary production, as showed by higher concentrations of carbohydrates in central sectors. In general, fine fractions had higher carbon and carbohydrate content. Meanwhile, higher values of lignins and C:N associated with lighter values of d13C indicate that the course fraction from rivers and month lagoons sector is constituted mainly by vegetal fragments. Paraíba do Meio and Mundaú rivers sediments presented higher sugar cane content, with 44% and 39% respectively, while sugar cane content was close to 15% in the station close to the plant in Sumaúma River. The leaching material from the cachtment area already reaches the rivers in a highlyprocessed form due to the constant mixture and management of the soils.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/2863
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