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Title: Relação entre a composição e a degradação anaeróbica da matéria orgânica em solos de planícies de inundação da Bacia Amazônica
Authors: Barbosa, Laís Rodrigues
metadata.dc.contributor.advisor: Enrich-Prast, Alex
metadata.dc.contributor.members: Pinho, Luana Queiroz
Torres, João Paulo Machado
Moreira, Luciane Silva
Bernardes, Marcelo Correa
Issue Date: 2018
Abstract: Na bacia Amazônica, os ciclos hidrológicos sazonais, alagam extensas regiões que, periodicamente, oscilam entre a fase terrestre e a aquática. Estudos de previsões climáticas afirmam que o aumento da temperatura global irá alterar esses ciclos naturais de seca/cheia e intensificará a ocorrência de eventos extremos, afetando diretamente a mineralização da matéria orgânica (MO) e a consequente produção de gases do efeito estufa. Este estudo visou relacionar a qualidade da MO nos solos superficiais de planícies de inundação Amazônicas às taxas de produção de CH4 e CO2 resultantes da decomposição anaeróbica, levando-se em consideração os três diferentes tipos de água presentes na Amazônia (brancas, pretas e claras) e os ciclos de cheia/seca comuns nestes ambientes. As taxas de produção dos gases foram analisadas em dois experimentos de incubação anaeróbica, com solos frescos e solos submetidos à secagem e posterior “re-inudação”, representando o efeito da seca, e a qualidade da MO foi avaliada através da análise da matéria orgânica dissolvida (MOD) por espectrometria de massas de alta resolução (FT-ICR-MS) também nos dois tipos de tratamento (fresco e seco). Todos os solos produziram CH4 e CO2 com fases lag (fase de aclimatação) variando de 0-18 dias e as maiores médias foram observadas em solos alagáveis por águas brancas e pretas (9,3 nmol.g.-1.h-1 e 8,6 nmol.g.-1.h-1 respectivamente). Águas brancas, por sua vez, apresentaram forte relação positiva de produção com os conteúdos de ferro e carbono orgânico do solo. O efeito da seca não apresentou um padrão na produção de CH4 e CO2, que variou entre amostras do mesmo tipo de água. A MOD dos solos apresentou compostos específicos para cada diferente tipo de água e uma baixa diversidade de moléculas em solos de águas brancas. Águas pretas foram caracterizadas por moléculas cíclicas, ricas em carboxila, que não formam anéis aromáticos e águas claras por ligninas. As transformações sofridas pela MOD apresentaram ganho nas séries moleculares com presença de heteroátomos, CHON e CHSO, e o efeito da seca oxigenou os compostos (O/C > 0.8). Os resultados indicaram que a MOD e as taxas de produção de CH4 e CO2 em solos de planícies de inundação amazônicas podem ser associados aos tipos de água da bacia Amazônica e suas características físico-químicas. As alterações na qualidade da MOD, durante as incubações e sob o efeito da seca, analisadas junto às taxas de produção de CH4 e CO2 sugerem uma combinação de fatores como: característica do substrato, condições ambientais e diferenças na comunidade microbiana, na orientação dos processos de mineralização. Refletindo a complexidade da composição molecular e da dinâmica da MOD dos solos nas planícies de inundação.
metadata.dc.description.abstractother: The Amazonian hydrological and seasonal cycles periodically flood extensive regions that oscillate between terrestrial and aquatic phases. Climate predicting studies pronounce that the increase in global temperature will alter the dry/wet natural cycles and intensify the occurrence of extreme events, directly influencing organic matter (OM) mineralization and greenhouse gases production. This study aimed relate the soil OM quality of Amazonian wetlands to CH4 and CO2 production rates resulting from decomposition taking into consideration the three different types of water present in Amazon Basin, white, black and clear and the dry/wet cycles. The gases production rates were analyzed in two anaerobic incubation experiments, with fresh soils and soils subjected to drying and subsequent "re-wetting" representing the effect of drought, and the OM quality was evaluated through the analysis of dissolved organic matter (DOM) by ultra-high resolution mass spectrometry (FT-ICR-MS) in both types of treatment. All the soils produced CH4 and CO2 with lag phases (acclimatization phase) varying from 0-18 days and the highest averages were observed in white and black waters soil samples (9.3 nmol.g.-1.h-1 and 8.6 nmol.g.1.h1 respectively). On the other hand, white water presented a positive and strong gas production relation with the iron and organic carbon contents of the soil. The effect of drought did not present a pattern in CH4 and CO2 production, which varied between samples from the same water type. Soil MOD presented specific compounds for each different type of water and a low diversity of molecules in white water soils. Black waters were characterized by carboxyl-rich alicyclic molecules (CRAM) and clear water by lignins. The undergone changes in DOM showed a gain in molecular series with heteroatoms, CHON and CHSO, and the effect of drought oxygenated the compounds (O/C> 0.8). The results indicated that DOM and CH4 and CO2 production rates in Amazonian wetland soils may be associated to the Amazon basin water types and their physicochemical characteristics. The changes in OM quality, during the incubations and under the effect of the drought, analyzed with the CH4 and CO2 production rates suggest a combination of factors like: substrate characteristics, environmental conditions and differences in the microbial community in the mineralization processes drivers. Reflecting the complexity of molecular composition and soil MOD dynamics in the wetlands.
URI: https://app.uff.br/riuff/handle/1/8704
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