Padrão estrutural das substâncias húmicas utilizando como modelo os ácidos húmicos de solos e vermicomposto

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Autor(a) principal: Aguiar, Tamiris Conceição de
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRRJ
Texto Completo: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/10582
Resumo: O processo de humificação da matéria orgânica do solo (MOS) assim como a identidade estrutural das substâncias húmicas (SH) constitui um dos temas mais debatidos na ciência do solo. Uma das principais discussões envolvidas são, os critérios relatados para questionar a teoria do húmus que carece ainda de dados e argumentação científica aceitável. Neste estudo colocamos em debate uma aproximação realizada aos padrões estruturais das SH, especificamente dos ácidos húmicos (AH) que demostra que, embora exista a necessidade de estudos ainda mais aprofundados na química dos húmus, as teorias existentes são válidas e as SH apresentam um padrão estrutural único e característico independente da fonte de origem. De acordo com esta linha, o objetivo foi obter os padrões e as diferenças estruturais de AH isolados de diferentes tipos de solos e de vermicompostos mediante caracterização espectroscópica 13C NMR CP MAS e técnicas quimiométricas. Foi utilizado espectros de oitenta amostras de AH previamente isolados e publicados e outros pertencentes ao banco de dados espectrais do Laboratório de Química Biológica do Solo. Os espectros pertencem a amostras de solos classificados como Organossolo, Latossolo, Cambissolo, Chernossolo, Planossolo arenoso, ambos do Brasil, Ferralítico Rojo (Cuba) e vermicomposto (Brasil). Todos os AH foram obtidos mediante a metodologia da Sociedade Internacional de substâncias Húmicas (IHSS) e os espectros 13C NMR CP MAS registrados nas mesmas condições experimentais. Todos os espectros foram avaliados utilizando o software ACD/Labs 2020 1.1. A quimiometria foi realizada aplicando aos espectros análises de componentes principais (PCA), curvas de resolução multivariada (MCR) e análises descritivas por meio do software The Unscrambler (version 10.4). Com o presente estudo concluem-se que independentemente do tipo de solo e a fonte de formação do AH, as SH se formam, e podem ser isoladas e caracterizadas. Todos os AH possuem um padrão estrutural semelhante, independente da origem, porém apresentam quantidades relativas diferentes de estruturas químicas em sua composição. As diferentes quantidades estruturais geram propriedades diferentes em cada AH como a hidrofilicidade, hidrofobicidade, aromaticidade e alifaticidade e por tanto haverá uma função semelhante, porém com intensidades diferentes para cada AH. Os dados indicam que as SH são um grupo de compostos com identidade estrutural única, e diferente das moléculas que lhe deram origem. Sugere que não existe um único processo de humificação, portanto em cada fonte de origem se desenvolverá uma humificação que dependem das características do ambiente e com isso, este processo ocorre com diferentes extensões.
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Neste estudo colocamos em debate uma aproximação realizada aos padrões estruturais das SH, especificamente dos ácidos húmicos (AH) que demostra que, embora exista a necessidade de estudos ainda mais aprofundados na química dos húmus, as teorias existentes são válidas e as SH apresentam um padrão estrutural único e característico independente da fonte de origem. De acordo com esta linha, o objetivo foi obter os padrões e as diferenças estruturais de AH isolados de diferentes tipos de solos e de vermicompostos mediante caracterização espectroscópica 13C NMR CP MAS e técnicas quimiométricas. Foi utilizado espectros de oitenta amostras de AH previamente isolados e publicados e outros pertencentes ao banco de dados espectrais do Laboratório de Química Biológica do Solo. Os espectros pertencem a amostras de solos classificados como Organossolo, Latossolo, Cambissolo, Chernossolo, Planossolo arenoso, ambos do Brasil, Ferralítico Rojo (Cuba) e vermicomposto (Brasil). Todos os AH foram obtidos mediante a metodologia da Sociedade Internacional de substâncias Húmicas (IHSS) e os espectros 13C NMR CP MAS registrados nas mesmas condições experimentais. Todos os espectros foram avaliados utilizando o software ACD/Labs 2020 1.1. A quimiometria foi realizada aplicando aos espectros análises de componentes principais (PCA), curvas de resolução multivariada (MCR) e análises descritivas por meio do software The Unscrambler (version 10.4). Com o presente estudo concluem-se que independentemente do tipo de solo e a fonte de formação do AH, as SH se formam, e podem ser isoladas e caracterizadas. Todos os AH possuem um padrão estrutural semelhante, independente da origem, porém apresentam quantidades relativas diferentes de estruturas químicas em sua composição. As diferentes quantidades estruturais geram propriedades diferentes em cada AH como a hidrofilicidade, hidrofobicidade, aromaticidade e alifaticidade e por tanto haverá uma função semelhante, porém com intensidades diferentes para cada AH. Os dados indicam que as SH são um grupo de compostos com identidade estrutural única, e diferente das moléculas que lhe deram origem. Sugere que não existe um único processo de humificação, portanto em cada fonte de origem se desenvolverá uma humificação que dependem das características do ambiente e com isso, este processo ocorre com diferentes extensões.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorThe humification process of soil organic matter (SOM) as well as the structural identity of humic substances (HS) is one of the most debated topics in soil science. One of the main discussions involved is, the criteria reported to question the theory of humos still lacks data and acceptable scientific argumentation. In this study, we debate an approximation made to the structural patterns of HS, specifically humic acids (HA), which demonstrates that, although there is a need for even more in-depth studies on the chemistry of humus, existing theories are valid and HS present a pattern unique and characteristic structural independent of the source of origin. According to this line, the objective was to obtain the patterns and structural differences of eighty HA isolated from different types of soils and vermicompost through spectroscopic characterization 13C NMR CP MAS and chemometric techniques. Eighty previously isolated and published HA samples and others belonging to the spectral database of the Laboratory of Biological Chemistry of Soil were used. The spectra belong to soil samples classified as Organosol, Latosols, Cambisolo, Chernossol, Sandy Planossol, both from Brazil, Ferralitic Rojo (Cuba), and vermicompost (Brazil). All HA were obtained using the methodology (IHSS) and 13C NMR CP MAS spectra recorded under the same experimental conditions. All spectra were evaluated using the ACD / Labs 2020 1.1. Chemometrics was performed by applying principal component analysis (PCA), multivariate resolution curves (MCR) and descriptive analysis using the software The Unscrambler (version 10.4). With the present study, it is concluded that regardless of the type of soil and the source of HA formation, SH form and can be isolated and characterized. All HA have a similar structural pattern, regardless of origin, but have different relative amounts of chemical structures in their composition. The different structural quantities generate different properties in each HA such as hydrophilicity, hydrophobicity, aromaticity and aliphaticity and therefore there will be a similar function, but with different intensities for each HA. The data indicate that SH are a group of compounds with a unique structural identity and different from the molecules that gave rise to them. It suggests that there is not a single humification process, therefore, in each source of origin a humification will be develop depending on the characteristics of the environment and with that, this process occurs with different extensions.application/pdfporUniversidade Federal Rural do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do SoloUFRRJBrasilInstituto de AgronomiaMatéria orgânicaEspectroscopiaQuimiometriaInterações organomineraisOrganic matterSpectroscopy.ChemometryOrgano-minerals interactionsAgronomiaPadrão estrutural das substâncias húmicas utilizando como modelo os ácidos húmicos de solos e vermicompostoStructural pattern of humic substances using humic acids of soil and vermicompost as a modelinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisASSUNÇÃO, S. A., PEREIRA, M. G., ROSSET, J. S., BERBARA, R. L. L., GARCÍA, A. C. Carbon input and the structural quality of soil organic matter as a function of agricultural management in a tropical climate region of Brazil. Science of the Total Environment, 658, 901-911, 2019. COLLADO, S., OULEGO, P., SUÁREZ-IGLESIAS, O., & DÍAZ, M. Biodegradation of dissolved humic substances by fungi. Applied microbiology and biotechnology, v.102, n. 8, p. 3497-3511, 2018. DE CASTRO, T. A. V. T., BERBARA, R. L. L., TAVARES, O. C. H., DA GRAÇA MELLO, D. F., PEREIRA, E. G., DE SOUZA, C. D. C. B., ... & GARCÍA, A. C. Humic Acids Induce a Eustress State Via Photosynthesis and Nitrogen Metabolism Leading to a Root Growth Improvement in Rice Plants. Plant Physiology and Biochemistry, 2021. DROSOS, M., NEBBIOSO, A., & PICCOLO, A. Humeomics: A key to unravel the humusic pentagram. Applied soil ecology, v. 123, p. 513-516, 2018. FISCHER, T. Humic supramolecular structures have polar surfaces and unpolar cores in native soil. 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García, Andrés Calderín
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Espectroscopia
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topic Matéria orgânica
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Organic matter
Spectroscopy.
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Organo-minerals interactions
Agronomia
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description O processo de humificação da matéria orgânica do solo (MOS) assim como a identidade estrutural das substâncias húmicas (SH) constitui um dos temas mais debatidos na ciência do solo. Uma das principais discussões envolvidas são, os critérios relatados para questionar a teoria do húmus que carece ainda de dados e argumentação científica aceitável. Neste estudo colocamos em debate uma aproximação realizada aos padrões estruturais das SH, especificamente dos ácidos húmicos (AH) que demostra que, embora exista a necessidade de estudos ainda mais aprofundados na química dos húmus, as teorias existentes são válidas e as SH apresentam um padrão estrutural único e característico independente da fonte de origem. De acordo com esta linha, o objetivo foi obter os padrões e as diferenças estruturais de AH isolados de diferentes tipos de solos e de vermicompostos mediante caracterização espectroscópica 13C NMR CP MAS e técnicas quimiométricas. Foi utilizado espectros de oitenta amostras de AH previamente isolados e publicados e outros pertencentes ao banco de dados espectrais do Laboratório de Química Biológica do Solo. Os espectros pertencem a amostras de solos classificados como Organossolo, Latossolo, Cambissolo, Chernossolo, Planossolo arenoso, ambos do Brasil, Ferralítico Rojo (Cuba) e vermicomposto (Brasil). Todos os AH foram obtidos mediante a metodologia da Sociedade Internacional de substâncias Húmicas (IHSS) e os espectros 13C NMR CP MAS registrados nas mesmas condições experimentais. Todos os espectros foram avaliados utilizando o software ACD/Labs 2020 1.1. A quimiometria foi realizada aplicando aos espectros análises de componentes principais (PCA), curvas de resolução multivariada (MCR) e análises descritivas por meio do software The Unscrambler (version 10.4). Com o presente estudo concluem-se que independentemente do tipo de solo e a fonte de formação do AH, as SH se formam, e podem ser isoladas e caracterizadas. Todos os AH possuem um padrão estrutural semelhante, independente da origem, porém apresentam quantidades relativas diferentes de estruturas químicas em sua composição. As diferentes quantidades estruturais geram propriedades diferentes em cada AH como a hidrofilicidade, hidrofobicidade, aromaticidade e alifaticidade e por tanto haverá uma função semelhante, porém com intensidades diferentes para cada AH. Os dados indicam que as SH são um grupo de compostos com identidade estrutural única, e diferente das moléculas que lhe deram origem. Sugere que não existe um único processo de humificação, portanto em cada fonte de origem se desenvolverá uma humificação que dependem das características do ambiente e com isso, este processo ocorre com diferentes extensões.
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