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Tipo do documento: Dissertação
Title: Efeito da queima prescrita em atributos químicos e frações da matéria orgânica do solo em área de campos de altitude, no Parque Nacional de Itatiaia, RJ
Other Titles: Effect of prescribed burning on chemical attributes and organic matter fractions of soils from an area of high-altitude grasslands, in the Itatiaia National Park, RJ
Authors: Diniz, Yan Vidal de Figueiredo Gomes
Orientador(a): Anjos, Lúcia Helena Cunha dos
Primeiro coorientador: Oliveira, Ana Paula Pessim de
Primeiro membro da banca: Anjos, Lúcia Helena Cunha dos
Segundo membro da banca: Pereira, Marcos Gervasio
Terceiro membro da banca: Fontana, Ademir
Keywords: Incêndios florestais;Queima controlada;Floresta Atlântica;Substâncias húmicas;Forest fires;Controlled burning;Atlantic Forest;Humic substances
Área(s) do CNPq: Agronomia
Idioma: por
Issue Date: 25-May-2022
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: DINIZ, Yan Vidal de Figueiredo Gomes. Efeito da queima prescrita em atributos químicos e frações da matéria orgânica do solo em área de campos de altitude, no Parque Nacional de Itatiaia, RJ. 2022. 50f. Dissertação (Mestrado em Agronomia, Ciência do Solo) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2022.
Abstract: Incêndios florestais podem afetar de forma diferenciada os ecossistemas, de acordo com a frequência e a intensidade do fogo, sendo necessário avaliações para entender a influência e modificação em um dado ecossistema e o seu impacto no solo. A hipótese desse estudo é de que a queima prescrita, ou seja, o uso do fogo em condições controladas, terá impacto limitado sobre os atributos químicos e os compartimentos da matéria orgânica de solos no ambiente de campos de altitude no Parque Nacional de Itatiaia (PNI). O objetivo geral do estudo foi avaliar efeitos de curto e médio prazo da queima prescrita em atributos químicos do solo, compartimentos da matéria orgânica do solo (MOS) e na estrutura dos ácidos húmicos (AH), no ecossistema de campos de altitude. A queima prescrita vem sendo avaliada no PNI como prática para reduzir a quantidade de biomassa vegetal em superfície e, desta forma, prevenir o risco potencial de incêndios florestais severos, no ecossistema de campos de altitude e solos com altos teores de matéria orgânica, assim sendo, de maior vulnerabilidade. Diante disto, no ano de 2019 foi conduzido um experimento com queima controlada em área experimental na parte alta do PNI. Foram coletadas amostras de solo em três profundidades, 0-10, 10-20 e 20- 40 cm, em 8 pontos de amostragem composta (3 amostras para cada ponto), em cinco períodos distintos: antes do evento, aos 10, 30, 90 e 240 dias após a queima (DAQ). Como atributo físico do solo foi analisada a densidade do solo; para os atributos químicos foram avaliados: pH em água, complexo sortivo (Ca+2, Mg+2, Al+3, K+ , Na+ , H + Al), P (Mehlich-1), e calculadas a soma de bases (SB) e a saturação por bases (V%). Foram quantificados os teores de carbono e nitrogênio total e calculados os estoques de carbono (estC) e de nitrogênio (estN). Com relação a MOS e seus compartimentos, foram analisadas o carbono orgânico total (COT); as frações húmicas, quais sejam humina (HUM), ácidos húmicos (AH) e ácidos fúlvicos (AF); e o carbono lábil do solo (CL). Para as análises espectroscópicas dos AH, foram utilizadas amostras de solo obtidas antes da queima e aos 10 e 240 DAQ, sendo avaliados por meio de FTIR-ATR e 13C RMN CP/MAS aliado a análises quimiométrica com análise de componentes principais. A prática de queima prescrita promoveu modificações em alguns atributos químicos do solo. As maiores variações foram verificadas nas amostras coletadas de 0-10 cm, indicando a maior sensibilidade das camadas superficiais do solo ao efeito do fogo. Foram observados aumentos nos teores de P, Mg+2, Na+ e nas frações da MOS, tais como ácido fúlvico, ácido húmico (AH) e carbono lábil. Ocorreram modificações na estrutura dos ácidos húmicos aos 10 DAQ, comprovadas pela análise qualitativa da MOS e da caracterização espectroscópica dos AH. No entanto, após 240 DAQ, foi verificada recuperação estrutural dos AH e pequena variação no conteúdo total de COT, indicando a resiliência dos solos na área estudada e no intervalo de tempo avaliado. As análises quantitativa e qualitativa da MOS foram efetivas para a avaliação do efeito da queima prescrita sobre o solo em ambiente de campos de altitude no PNI.
Abstract: Forest fires can affect ecosystems in different way, depending on the frequency and intensity of fire, and assessments are needed to understand the influence and modification in each ecosystem and its impact on the soil. The hypothesis of this study is that prescribed burning, that is, the use of fire under controlled conditions, will have a limited impact on the chemical attributes and organic matter fractions of soils in the high-altitude fields environment in the Itatiaia National Park (PNI). The general objective of the study is to evaluate short- and medium-term effects of prescribed burning on soil chemical attributes, soil organic matter (SOM) fractions and in the structure of humic acids (HA) in the high-altitude grassland ecosystem. The prescribed burning has been evaluated in the PNI as a practice to reduce the amount of vegetal biomass on the surface and, in this way, to prevent the potential risk of severe forest fires, in the ecosystem of high-altitude fields and soils with high contents of organic matter, thus being, more vulnerable. In view of this, in 2019 an experiment was conducted with controlled burning in an experimental area in the upper part of the PNI. Soil samples were collected at three depths, 0-10, 10-20 and 20-40 cm, in 8 composite sampling points (3 samples for each point), in five different time periods: before the event, at 10, 30, 90 and 240 days after burning (DAB). As a physical attribute, the soil bulk density was analyzed; for the chemical attributes the following were evaluated: pH in water, sorption complex (Ca+2, Mg+2, Al+3, K+, Na+, H + Al), P (Mehlich -1), and the sum of bases (SB) and base saturation (V%) were calculated. Total carbon and nitrogen contents were quantified, and carbon (estC) and nitrogen (estN) stocks were calculated. Regarding SOM and its fractions, total organic carbon (TOC); the humic fractions, which are humin (HUM), humic acids (HA) and fulvic acids (FA); and labile soil carbon (CL) were analyzed. For HA spectroscopic analysis, soil samples obtained before burning and at 10 and 240 DAB were used, being evaluated by means of FTIR-ATR and 13C NMR CP/MAS combined with chemometric analysis with principal component analysis. The prescribed burning promoted changed some of the soil chemical attributes. The greatest variations were observed in the samples collected from 0-10 cm, indicating the greater sensitivity of the surface layers of the soil to the effect of fire. Increases were observed in the contents of P, Mg+2, Na+ and in the SOM fractions, such as fulvic acid, humic acid (HA) and labile carbon. Modifications were observed in the structure of humic acids at 10 DAB, confirmed by the qualitative analysis of SOM and the spectroscopic characterization of the HA. However, after 240 DAB, structural recovery of HA and small variation in the total TOC content were observed, indicating the resilience of the soils in the studied area and in the evaluated time interval. The quantitative and qualitative analyzes of the SOM were effective for the evaluation of the effect of the prescribed burning on the soil in the environment of high-altitude fields in the INP.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/17615
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