Organic matter and herbicides sorption in soils under no-tillage in tropical and subtropical regions of Brazil

O sistema de plantio direto (SPD) é extensivamente utilizado no Brasil por tratar-se de prática conservacionista, capaz de melhorar a qualidade do solo e diminuir os custos da produção em relação ao plantio convencional. Neste sistema as condições edafoclimáticas distintas e a adoção de diferentes culturas na entressafra sugerem diferenças na distribuição e na qualidade da matéria orgânica de solos (MOS), devido ao tempo de resiliência da palha em cobertura. A interação entre a MOS e os pesticidas já foi bastante estudada, mas apenas parcialmente esclarecida uma vez que a maioria dos estudos considera a MOS como um compartimento homogêneo, ignorando o papel de seus diferentes componentes moleculares. Assim sendo, o objetivo principal deste trabalho é avaliar o efeito da composição, distribuição e interação com a fase mineral da MOS na sorção de herbicidas aplicados às culturas de soja e milho, sob sistema plantio direto em diferentes condições edafoclimáticas: tropical (Região Centro-Oeste) e subtropical (Região Sul). Os herbicidas alaclor, bentazon e imazetapir foram selecionados devido às suas importâncias junto a essas culturas e suas propriedades físico-químicas distintas. Para tal, soram amostrados 12 Latossolos, na camada de 0 a 5 cm excluindo a palha de superfície, sendo seis representativos do Estado do Paraná (clima subtropical) e seis representativos do Estado do Mato Grosso do Sul (clima tropical). A determinação dos atributos físico e químicos, formas de ferro e alumínio, estudo da qualidade da MOS por espectroscopia de Ressonância Nuclear Magnética do 13C e fracionamento físico dos solos foram os métodos utilizados. Foi observado maior acúmulo de carbono orgânico (C.O) nos solos subtropicais devido ao maior teor de óxidos de alumínio de baixa cristalinindade, além da maior precipitação. Para os solos de ambas as regiões, a estabilização da MOS ocorre através da formação de complexos nos agregados tamanho argila ( ~ 50% do teor de C.O). Em relação às interações com a fase mineral, observou-se que os óxidos de alumínio estão relacionados à proteção física da MOS enquanto que os óxidos de ferro parecem participar das reações de decomposição e humificação através da formação de complexos com grupos carboxílicos. Para o alaclor, a presença de formas de alumínio de baixa cristalinidade diminuiu a sua sorção a MOS, entretanto a sorção deste herbicida não foi correlacionada a nenhum grupo funcional. Para o bentazon, foi observada correlação positiva entre a sorção e materiais orgânicos mais decompostos e também, com o alumínio complexado a MOS. Para o imazetapir, houve correlações positivas com as formas de ferro e alumínio e o grupo funcional carboxil. Para os três herbicidas a maior sorção foi observada nos agregados de tamanho silte (53 a 2 ?m) e, de maneira geral, a sorção nos solos tropicais foi maior que nos subtropicais. O efeito da exposição de sítios de carga após o fracionamento físico dos solos foi evidente para o imazetapir incrementando sua sorção em comparação a sorção no solo inteiro o que evidencia a maior quantidade de sítios bloqueados nos solos tropicais.No-tillage System (NT) is widely used in Brazil due to improve soil quality and reduce production costs compared to conventional tillage. Different climatic conditions and the adoption of different cultures in the offseason suggest differences in the distribution and quality of soil organic matter (SOM) due to the resilience time of straw in coverage in NT. Interactions between SOM and pesticides has been widely studied, but only partially elucidated. In most of studies, the MOS as a homogeneous compartment and there is not the knowledge about the role of its various molecular components. Therefore, the aim of this work is to evaluate the effect of the composition, distribution and interaction with the mineral phase of SOM on sorption of herbicides applied to soybean and corn under no-tillage in tropical (Central-west) and subtropical (South Region) soils. Alachlor, bentazon and imazethapyr herbicides were selected because of its large use in these cultures and different physicochemical properties. For this, it was sampled 12 soils at 0-5 cm layer excluding the straw surface, six representing the Paraná State (subtropical) and six representative of Mato Grosso de Sul State (tropical). Physical and chemical attributes, iron and aluminum forms, study of quality of SOM by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy of 13C and soil physical fractionation methods were used for this purpose. Greater accumulation of organic carbon (OC) was observed in subtropical soils due to higher low crystalline aluminum oxides contents, in addition to lower temperatures and higher moisture in this region. For soils of both regions, the SOM stabilization occurs through the formation of complexes in the clay fraction (~ 50 % of the OC content). Regarding interactions with the mineral phase, it was observed that aluminum oxides are related to physical protection of SOM while iron oxides appear to participate in the decomposition and humification reactions by forming complexes with carboxylic groups. For alachlor, low crystallinity aluminum forms decreased its MOS sorption but sorption of this herbicide was not correlated with any functional group. For bentazon, positive correlation was observed between sorption and more decomposed organic material and with the complexed aluminum in MOS. For imazethapyr, there were positive correlations with iron and aluminum forms and carboxyl functional group. For the three herbicides better sorption was observed in the silt size fractions (53-2 ?m) and in general, sorption in tropical was higher than in subtropical soils. The effect of charge sites exposure after soil physical fractionation was evident for imazethapyr increasing its sorption compared to the whole soil which shows the greatest amount of blocked sites in tropical soils