Genesis, forms of carbon and biogenic silica of soils below semi-arid stationary formations of Minas Gerais and Bahia

As Florestas Estacionais Deciduais, popularmente conhecidas como Matas Secas , têm sido alvo de discussões entre a sociedade, os ambientalistas e produtores rurais. Tais discussões giram em torno das definições divergentes entre as leis federais e estaduais, apresentadas para tal formação na região Norte do estado de Minas Gerais, uma vez que a lei federal define esta formação como fitofisionomia da Mata Atlântica, e a lei estadual define como ecossistema particular. As Matas Secas podem ser encontradas na forma de manchas em diversos domínios, ocorrendo predominantemente em afloramentos de calcário, ardósia e siltito, e em Neossolos, Argissolos, Latossolos e Cambissolos. Estas formações são caracterizadas por sua deciduidade foliar, consequência principalmente da estacionalidade climática a que estão sujeitas, apresentando curta época chuvosa e longa estação seca. Partindo deste conflito de ideias e questionamentos, o presente trabalho objetivou: descrever os solos sob Formações Deciduais, através da descrição e classificação de perfis de solos representativos, no Capítulo 1; buscar atributos específicos que representem as alterações edáficas ocorridas em solos sob Floresta Estacional Decidual no Capítulo 2, utilizando a matéria orgânica do solo (MOS) e suas frações, de modo a compreender seu comportamento; e no Capítulo 3, o trabalho objetivou identificar possíveis vegetações predominantes nas Florestas Estacionais Deciduais, através da identificação de corpos silicosos no solo, além de estudos detalhados da composição das cinzas de plantas xerófitas, com o intuito de compreender seus possíveis mecanismos de adaptação a esse ambiente. Foram realizadas análises químicas, físicas e mineralógicas em 10 perfis de solos sob Floresta Estacional Decidual (Capítulo 1); fracionamento químico da MOS e obtenção de suas frações oxidáveis (Capítulo 2); obtenção de imagens em microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura de corpos silicosos na fração silte dos perfis estudados; determinação da matéria seca de espécies xerófitas dominantes na região, obtenção das cinzas de tais espécies e extração em meio ácido, básico e em água destilada para determinação dos elementos Si, Ca, Mg, P, Fe e Al (Capítulo 3). Os solos estudados sob Florestas Estacionais Deciduais são eutróficos e sobre geologia heterogênea, além do grau variado de intemperismo, apresentando classes de solos que vão desde Latossolos a Neossolos e mineralogia com presença de caulinita e ilita predominantemente. As substâncias húmicas que compõem a matéria orgânica dos solos de perfis de Florestas Estacionais Deciduais, mostraram que este compartimento da MOS apresentou predomínio da fração humina, seguido dos ácidos húmicos e com menor teor de C, os ácidos fúlvicos para a maioria dos solos. Já as diferentes frações de C oxidável puderam apontar frações mais lábeis associadas aos horizontes superficiais, e mais recalcitrantes aos horizontes sub-superficiais. A identificação de corpos silicosos nos solos sob Florestas Estacionais Deciduais foi baixa, mas estruturas silicosas foram detectadas e as morfologias mais comuns foram os fitólitos tipo bastonete e buliforme. Em alguns solos, os bastonetes apresentaram corrosão e capeamentos por óxido de ferro e, ou, alumínio. Porém, não foi possível distinguir as áreas de Floresta Estacional Decidual das demais utilizando a presença de corpos silicosos. As plantas xerófitas estudadas apresentaram porcentagens elevadas de cinzas em relação à matéria seca, o que indica que há grande quantidade de substâncias inorgânicas em tais espécies. Os difratogramas de raios X no pó da cinza insolúvel apresentaram picos intensos do carbonato de cálcio e carbonato de magnésio formados no processo de calcinação das espécies vegetais estudadas.Deciduous forests, commonly known as dry forests, have been at the center of discussions between society, environmentalists and farmers. These discussions revolve around differing legal definitions of deciduous forests, such as the formations of northern Minas Gerais, which are considered part of the phytophysiognomy of the Atlantic Forest at the federal level but treated as a unique ecosystem at the state level. Dry forests can be found in the form of patches throughout different domains, predominantly occurring in outcrops of limestone, siltstone and slate, as well as in entisols, ultisols, cambisols and oxisols. Their deciduous foliage, a principle consequence of the climatic seasonality to which they are subjected, characterizes these formations that present a short wet period and long dry period. Starting from this conflict of ideas and questions, the present work aimed to describe soils under deciduous formations through the description and classification of representative soil profiles (Chapter 1). The aim of Chapter 2 was to find specific attributes that represent soil changes that occurred in deciduous forest soil, using soil organic matter and its fractions in order to understand its behavior. In Chapter 3, we aimed to identify possible predominant vegetation of deciduous forests by identifying silica bodies in the soil, in addition to detailed studies of the composition of xerophytic plant ashes to understand their possible adaptation mechanisms in this environment. We performed chemical, physical, and mineralogical analyses on 10 profiles of deciduous forest soils (Chapter 1); performed chemical MOS fractioning and obtained their oxidizable fractions (Chapter 2); performed optical and electron scanning microscopy of silica bodies in studied silt soil profiles, determined dry matter content of the dominant xerophytic species and obtained the ashes of these species under acidic and basic conditions, as well as distilled water, to determine the elements Si, Ca. Mg, P, Fe and Al (Chapter 3). Deciduous forest soils are eutrophic and geologically heterogeneous, in addition to having varying degrees of weathering, with soil classes ranging from oxisols to entisols with predominantly ilitic and kaolinitic mineralogy. The humic substances that compose the organic matter of the soil profiles of deciduous forests indicated that the MOS compartment showed a predominance of humin fraction, followed by humic acids and lower C content, with fulvic acids for most soils. The different fractions of oxidizable C were able to associate more labile fractions with superficial horizons, and more recalcitrant fractions with subsurface horizons. The identification of silica bodies in deciduous forest soils was low, but siliceous structures were detected and the most common morphologies were rod and bulliform type phytoliths. In some soils, rods showed corrosion and coating by iron oxide and aluminum. However, it was not possible to distinguish deciduous forest areas from others by the presence of silica bodies. Studied xerophytic plants showed elevated ash levels in relation to dry matter, indicating the presence of a large quantity of inorganic substances in such species. The X-ray powder diffraction of insoluble ash showed intense peaks of calcium carbonate and magnesium carbonate formed during the calcination process of the studied plant species.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio