Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://locus.ufv.br//handle/123456789/1616
Tipo: Tese
Título: Studying the soil compartment of the global carbon cycle
Título(s) alternativo(s): Estudo do compartimento do solo do ciclo global do carbono
Autor(es): Vergütz, Leonardus
Primeiro Orientador: Novais, Roberto Ferreira de
Primeiro coorientador: Silva, Ivo Ribeiro da
Primeiro avaliador: Silva, Luis Henrique Mendes da
Segundo avaliador: Barros, Nairam Félix de
Terceiro avaliador: Cerri, Carlos Eduardo Pellegrino
Resumo: Climate changes caused by increased atmospheric concentration of CO2 have stimulated a better understanding of the global C cycle. Soils represent one of the largest compartments of C on Earth, with higher C content than plant biomass and atmosphere. Besides its size, soil organic C (SOC) is also a very dynamic compartment. Thus, comprehend the role of SOC and how it is affected by edaphoclimatic conditions is of great importance, especially to Brazil, once the majority of its greenhouse gases emissions come from land use change and agriculture. The general objective of this work was to study SOC quantitative and qualitatively, in order to improve the knowledge about the factors that lead to its stabilization. To this end we attempted to investigate three different stages of it, namely: global resorption efficiencies and concentrations of C and nutrients in terrestrial plants (Chapter 1), the evaluation of humic acid s structure and behavior through isothermal titration calorimetry (microcalorimetry) (Chapter 2), and the role of clay and climatic conditions onto soil organic carbon in Brazilian soils (Chapter 3). On the first study (Chapter 1) we provided new global estimates for nutrient concentrations and resorption efficiencies. In this work we took into account the leaf mass loss occurring during senescence, which to our knowledge has been neglected so far in global estimates and leads to an underestimation of the real resorption. In general, leaves lose up to 24% of its dry mass during senescence. Taken it into account, C, N, P, K, Ca, and Mg resorptions were, on average, 23.2, 62.1, 64.9, 70.1, 10.9, and 28.6%, respectively. It should improve models that explicitly represent the cycling of C and nutrients, and also allow the modeling community to represent more explicitly the coupling of other nutrient cycles within plants and ecosystems. On Chapter 2 we employed a fairly recent technique and showed new insights on humic acid s structure and behavior. The results demonstrated that indeed humic acids show a basic structure (monomers) and that, contrary to what the well accepted supramolecular model preaches, humic acid basic structure is not loosely held nor does it show any division or conformational change when undergoing an interaction. We also demonstrated here that these monomers are kept virtually the same regarding differences on its sources, composition, and humification processes. Lastly, on Chapter 3 we showed data on SOC stocks under native vegetation, eucalyptus, and pasture within three major Brazilian biomes. In general, SOC stocks at the first soil meter for native vegetation, eucalyptus, and pasture areas were 137.3, 127.9, and 127.1 t ha-1, respectively. This kind of regional scale work is necessary to improve overall estimates of SOC stocks globally. Besides that, our results showed that clay particles in clayey soils, especially in deeper layers, are still not saturated with SOC, showing that there is still room to sequester C deep in Brazilian soils, helping offset CO2 emissions. Still on the light of global climate changes, our results showed that increasingly temperature is associated with an increase on SOC mineralization after land use change, making it more difficult to remediate. Overall, our work contributes in different ways to a better understanding of the soil compartment of the global C cycle.
Abstract: Mudanças climáticas globais causadas pelo aumento da concentração de CO2 atmosférico tem estimulado uma melhor compreensão do ciclo global do C. Os solos representam um dos maiores compartimentos de C na Terra, contendo mais C que na biomassa vegetal e na atmosfera. Além disso, o C orgânico do solo (COS) também é um compartimento bastante dinâmico. Portanto, compreender o papel do COS para o ciclo global do C e como ele é afetado por diferentes condições edafoclimáticas se faz extremamente importante, especialmente para países como o Brasil, onde a maioria das emissões de gases causadores do efeito estufa são provenientes de mudanças de uso do solo e atividades agropecuárias. O objetivo geral deste trabalho foi estudar quantitativa e qualitativamente o COS, visando a melhor compreensão dos fatores que levam à sua estabilização. Para isso foram investigados três estágios que afetam a ciclagem do C nos solos, sendo eles: as concentrações e eficiências de reabsorção global do C e de nutrientes em plantas terrestres (Chapter 1), o estudo da estrutura e do comportamento dos ácidos húmicos pela técnica de titulação calorimétrica isotérmica (microcalorimetria) (Chapter 2) e a influência das argilas e de condições climáticas nos estoques de COS no Brasil (Chapter 3). Do primeiro estudo (Chapter 1) resultaram novas estimativas globais de concentrações e de eficiências de reabsorção de nutrientes. Neste trabalho foi incorporada a perda de massa que ocorre nas folhas durante a senescência, fato esse até então desconsiderado em estimativas globais e responsável pela subestimação da real reabsorção de C e nutrientes. Em geral, as folhas verdes perdem 24% de sua massa seca durante o processo de senescência. Levando essa perda em consideração as reabsorções de C, N, P, K, Ca e Mg foram de 23,2; 62,1; 64,9; 70,1; 10,9 e 28,6%, respectivamente. Esses resultados devem levar à melhoria de modelos que explicitamente representam a ciclagem de C e nutrientes, além de permitir que os pesquisadores que trabalham com modelagem associem os ciclos de outros nutrientes ao nível de grupos de plantas e ecossistemas. No segundo trabalho (Chapter 2) empregou-se uma técnica relativamente nova para o estudo da estrutura e comportamento dos ácidos húmicos. A partir desta análise foi possível demonstrar que existe uma estrutura básica (monômeros) dos ácidos húmicos e que, ao contrário do que o usual modelo supramolecular prega, essa estrutura básica não é formada por unidades simples fracamente unidas passíveis de sofrer divisões ou mudanças conformacionais durante interação. Adicionalmente, esses monômeros se mostraram similares no ambiente, não importando sua fonte, composição ou processo de estabilização. Finalmente, no último trabalho (Chapter 3) foram analizados os estoques de COS em áreas de vegetação nativa, eucalipto e pastagem de três principais biomas brasileiros. Em geral, os estoques de COS na camada de 0-100 cm para as áreas de vegetação nativa, eucalipto e pastagem de todos os biomas em conjunto foram 137,3; 127,9 e 127,1 t ha-1, respectivamente. Este tipo de trabalho em escala regional é necessário para melhorar as estimativas globais de COS. Neste trabalho foi mostrado que partículas de argila de solos argilosos, especialmente nas camadas mais profundas, ainda não se encontram saturadas com COS, indicando que existe a possibilidade de aumento do sequestro de C em solos brasileiros. Adicionalmente, o aumento da mineralização do COS após mudança de uso do solo se correlacionou positivamente com o aumento da temperatura, indicando que a oxidação do COS será ainda maior em um cenário de mudanças climáticas globais. Em geral, este trabalho contribui de diferentes maneiras para a melhor compreensão do compartimento solo no ciclo global do C.
Palavras-chave: Soil organic carbon
Humic Substances
Nutrient resorption
Carbono orgânico do solo
Substâncias húmicas
Reabsorção de nutrientes
CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
Idioma: eng
País: BR
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Sigla da Instituição: UFV
Departamento: Fertilidade do solo e nutrição de plantas; Gênese, Morfologia e Classificação, Mineralogia, Química,
Programa: Doutorado em Solos e Nutrição de Plantas
Citação: VERGÜTZ, Leonardus. Estudo do compartimento do solo do ciclo global do carbono. 2011. 139 f. Tese (Doutorado em Fertilidade do solo e nutrição de plantas; Gênese, Morfologia e Classificação, Mineralogia, Química,) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2011.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br/handle/123456789/1616
Data do documento: 12-Ago-2011
Aparece nas coleções:Solos e Nutrição de Plantas

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
texto completo.pdf3,53 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.