Alterações na mineralogia do solo com o uso nanopartículas sintéticas e associação com a emissão de gases de efeito estufa em solos tropicais

Abstract

Solos agrícolas, particularmente solos tropicais são a principal causa do aumento dos gases de efeito (CO2, CH4 e N2O) na atmosfera, oriundos de práticas de manejo do solo e da cultura. A produção e a emissão de GEE dependem de diferentes fatores edafoclimáticos, sendo, portanto, diretamente associado às características físicas, químicas, mineralógicas e biológicas do solo. Visando diminuir a contribuição dos solos agrícolas no aumento das emissões, destacam-se estratégias que aumentem da eficiência das práticas convencionais de manejo, integrando e/ou substituindo por alternativas mais sustentáveis. Uma alternativa recentemente incitada tem sido a adição de nanopartículas no solo, que tem o potencial de alterar a mineralogia do solo. Inserido neste contexto, com o presente projeto pretende-se avaliar, quantificar e relacionar a emissão de GEE com os atributos, químicos, mineralógicos e microbiológicos de solos agrícolas adicionados de nanopartículas sintéticas. O estudo foi conduzido em experimentos com vasos em casa de vegetação. Foram determinadas a emissão de CO2, a temperatura e a umidade do solo, assim como os atributos bioquímicos e mineralógicos do solo. A análise da variância foi realizada em delineamento inteiramente casualizado e as observações repetidas ao longo do tempo. Em 90 dias de condução de experimento houve uma redução de 12% na emissão de CO2 no solo com menor teor de ferro e menos magnético (LVAd) quando aplicada a menor dose da nanopartícula (0,4 t ha-1) e no solo com maior teor de Fe e mais magnético (LVdf) houve redução de 14% com a aplicação da maior dose (4 t ha-1). Para o carbono orgânico do solo (CO) em LVAd observou-se interação significativa entre efeito de doses e tempo. Em LVAd observou-se um acréscimo do tempo 1 (28 dias) para o tempo 2 (62 dias) e decréscimo no tempo 3 (90 dias), indicando que inicialmente estava acontecendo um processo de liberação e incremento com posterior depleção desse C, possivelmente pela atividade microbiológica, como resultado de sua respiração, uma vez que esse efeito é acompanhado pela variação nos valores de emissão de CO2 do solo. Os resultados indicam que os atributos mais expressivos associados com a emissão de CO2 do solo são: pH, CO, P, Ca, Mg, V%, carbono da biomassa microbiana, suscetibilidade magnética, Fe ditionito (FeO) e oxalato (FeO) e diâmetro médio do cristal da caulinita e Gibsita. O presente estudo apresenta os primeiros “insights” do comportamento de uma nanopartícula sintética enriquecida com ferro em solos agrícolas brasileiros, especialmente relacionado a dinâmica da emissão de CO2 do solo. No segundo experimento com cana-de-açúcar, realizado por 110 dias, observou-se redução geral na respiração do solo em todos os tratamentos com MOF, especialmente nas menores doses (0,2 e 0,4 t ha⁻¹), que reduziram até 40% no solo arenítico e até 32% no basáltico. Em contraste, o biochar aumentou a respiração, sobretudo no solo de basalto. Os insumos aplicados (MOF, biochar e pó de rocha) estimularam a atividade microbiana, evidenciada pela maior expressão dos genes pmoA e nifH, relacionados aos ciclos do carbono e nitrogênio. No solo arenítico, todos os tratamentos elevaram a abundância do gene pmoA, com destaque para MOF + pó de rocha. No solo basáltico, MOF + biochar foi o mais expressivo. Quanto ao gene nifH, houve aumento significativo no solo arenítico em todos os tratamentos, com destaque para MOF + pó de rocha, seguido pelas doses isoladas de MOF.