Análise e caracterização de lipídios livres em Terra Preta de Índio

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Química Analítica

Autores

Lima, A.K.O. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ) ; Silva, D.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ) ; Lima, B.C.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ) ; Costa, S.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ) ; Gomes, V.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ) ; Dourado, G.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ) ; Vasconcelos, A.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ) ; Taube Júnior, P.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO OESTE DO PARÁ)

Resumo

Os solos de Terra Preta de Índio (TPI) são solos antropogênicos, encontrados na região amazônica e ricos em matéria orgânica (MO). O objetivo desse estudo foi investigar e comparar a distribuição dos lipídios preservados nas frações “livres” em três pontos de coleta de solos TPI e dois pontos de coleta de solos adjacentes. Para isso, as amostras dos solos foram coletadas, secas, peneiradas e os lipídios extraídos com posterior análise em GC-MS. Os resultados mostraram que os solos TPI apresentaram horizontes mais profundos e cores mais escuras; os teores de lipídios livres foram diferentes entre os solos TPI e adjacentes analisados, porém, a distribuição dos ácidos monocarboxílicos foi semelhante. Diante disso um maior número de amostras deve ser analisado e novas técnicas empregadas.

Palavras chaves

Terra preta; Lipídios livres; Matéria orgânica

Introdução

Na região Amazônica encontram-se solos antrópicos altamente férteis que apresentam um grande estoque de carbono orgânico estável, denominados Terras Pretas de Índio (TPI). Estes solos apresentam horizontes superficiais escuros e tal coloração se deve a elevada concentração de carbonos aromáticos principalmente de origem pirogênica (NOVOTNY et al., 2007; CUNHA et al., 2009), os quais possuem uma alta densidade eletrônica que confere uma elevada capacidade de troca de cátions como Ca, Mg, Zn, Mn (LIANG et al., 2006; GLASER, 2007), além disso, normalmente, possuem artefatos cerâmicos arqueológicos e alta concentração de fósforo (P) total e disponível quando comparados com os solos adjacentes formados do mesmo material de origem (FALCÃO et al., 2009). Os solos que apresentam os horizontes típicos das TPI não apresentam classificação específica no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos da Embrapa, sendo caracterizados nos levantamentos como solos com horizonte A antrópico. Embora a ocorrência desses solos indique um sinal do seu uso para agricultura sedentária e a formação de grandes assentamentos na Bacia Amazônica durante o período pré- colombiano, ainda não se tem comprovações sobre as reais práticas socioculturais ou econômicas que levaram a formação desses. Acredita-se que os solos antropogênicos da Amazônia são heterogêneos e associados às atividades culturais específicas (agricultura, fogueira), bem como atividades não culturais. Diante disso, esse trabalho objetivou a análise de solos TPI e solos adjacentes para inferir diferentes fontes de matéria orgânica (MO) na sua formação usando a distribuição de diferentes classes de ácidos orgânicos preservados nos solos principalmente na forma de lipídios livres.

Material e métodos

O material foi coletado em um sítio de Terra Preta sendo 3 pontos de coleta para TPI (1, 2 e 3) e dois pontos de coleta de área adjacente (AS 1 e 2) em área da Embrapa na cidade de Belterra-PA. As coletas foram realizadas em duplicata e em horizontes com profundidades diferentes para cada ponto, em unidades medindo 1m x 1m. Após a coleta, as amostras foram secas em estufa a 60°C por 24h e em seguida maceradas em almofariz de ágata. As amostras foram peneiradas (80 mesh, 180 μm) e os lipídios foram extraídos com solução de clorofórmio:acetona (9:1) v/v (3x10 mL, 2x15 min de banho ultrassom), derivatizados e analisados por GC-MS no Laboratório de Química Analítica e Geoquímica Orgânica na Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC usando 5- α-colestano como padrão para quantificação. Todos os processos foram baseados no procedimento de Goossens et al. (1989a,b). Os extratos dissolvidos em hexano (100 μL) foram introduzidos no injetor split/splitless, usando o modo splitless por 30s. A programação de temperatura do forno do GC foi inicialmente de 60°C (durante 5 min) e em seguida aquecida a 150°C numa rampa de aquecimento de 10°C min−1, então aquecida de 150 a 300°C numa rampa de aquecimento de 4°C min−1 e deixada a 300°C por 5 min. Hélio ultra puro foi utilizado como gás de arraste. Os compostos foram identificados com a ajuda dos softwares Interactive chemical information structure (ICIS) e NIST/EPA/NHI mass spectral database version 4.5 - 1994 e também pela interpretação dos espectros de massas. A quantificação dos lipídios livres foi realizada pelo método de padronização interna sendo necessário um fracionamento de cada extrato por cromatografia líquida.

Resultado e discussão

Os solos TPI apresentaram horizonte A mais profundos (entre 49 e 64 cm) e mais escuros (cor de Munsel 10Y3/1 a 10YR3/2) que os solos adjacentes (30 cm de profundidade e 10YR4/2 a 10YR5/3). Além disso, nos solos TPI foram encontrados fragmentos cerâmicos e restos de carvão e nos solos adjacentes foram encontrados raízes e restos vegetais. Na análise dos lipídios extraíveis, não foram identificados hidrocarbonetos alifáticos e poliaromáticos em quantidades significativas nos solos analisados, possivelmente devido ao pH ácido dos solos que favorece o crescimento de fungos capazes de degradar hidrocarbonetos (CUNHA et al., 2009). Na Figura 1 é mostrado um cromatograma com os principais ácidos monocarboxílicos encontrados em todos os solos estudados. A predominância de ácidos C16 e C18 reflete o produto de degradação de ácidos de cadeia longa e a presença de ácidos de cadeia longa apenas na superfície dos solos TPI indica incorporação recente destes. O extrato livre para cada amostra mostrou uma distribuição monomodal para os ácidos de cadeia média (C14-C18) e diferentes para os ácidos de cadeia longa (>C20), com um máximo em C18 em todas as amostras. A Tabela 1 mostra a distribuição semiquantitativa dos ácidos monocarboxílicos nos solos analisados. As análises em profundidades diferentes dos solos foram realizadas devido à distribuição da superfície ser considerada igual e os resultados mostraram que os ácidos ramificados com cadeias hidrocarbônicas entre C14:0-C17:0 foram observados em todos os solos e todas as profundidades, com concentrações totais menores que a dos ácidos lineares saturados e a presença deles é um indicativo da atividade bacteriana, incluindo as espécies gram-positivas (PERRY et al.,1979) e as gram-negativas sulfato- redutoras (WAKEHAM & BEIER, 1991).

Principais compostos detectados nas frações livres foram: ácidos monocarboxílicos n-saturados, ramificados e insaturados e hidroxiácidos.


Distribuição semi quantitativa (em μg/g) dos ácidos monocarboxílicos saturados e ramificados presentes no extrato “livre” dos solos estudados.

Conclusões

As distribuições dos ácidos de cadeia hidrocarbônicas médias (C12:0-C18:0) e longas (>C20:0) mostraram-se semelhantes entre os solos TPI estudados. Além disso, uma significante atividade bacteriana foi observada em todos os solos, como pode ser comprovada pela presença de ácidos alcanóicos ramificados (principalmente iso e anteiso C15:0 e C17:0). Como não foram detectadas grandes diferenças na composição de ambos os solos, um maior número de amostras deve ser analisada e outras técnicas analíticas poderão ser empregadas.

Agradecimentos

À UFOPA pela bolsa de iniciação científica, ao LEBIQ, à CAPES e ao CNPq pelo fomento à pesquisa e à UFSC pelas análises de GC-MS.

Referências

CUNHA, T. J. F. et al. Soil organic matter and fertility of anthropogenic dark earths (Terra Preta de Indio) in the Brazilian Amazon basin. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 33, n. 1, p. 85-93, 2009.
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GLASER, B. Prehistorically modified soils of central Amazonia: a model for sustainable agriculture in the twenty-first century. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences, v. 362, n. 1478, p. 187-196, 2007.
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