Effects of fire on soil organic matter in northern Amazonian forest fragments / Efeitos do fogo sobre a matéria orgânica do solo em fragmentos de floresta no norte da Amazônia

ABSTRACT

Forest fires incorporate pyrogenic organic matter into the soil, affecting the characteristics of soil organic matter (SOM) due to its high aromaticity, increasing its renewal time. However, the factors that control the concentration of pyrogenic organic matter and its chemical composition and structure are still little known. Forest fragments dispersed in a savanna matrix of the northern Brazilian Amazon are frequently impacted by fires, which can affect the composition of SOM within the fragments. The aim of this study was to analyse the chemical composition of SOM in the border and interior of six forest fragments in the Roraima savanna, in the northern Brazilian Amazon. Soil samples were collected at 10-cm intervals up to 1 m in depth at the border and in the interior of each fragment. Soil organic material concentration was determined with 10% HF solution and its elemental composition, thermogravimetric index, and 13C CPMAS NMR spectroscopic analysis were determined. There was no significant difference in the aromaticity index between border and interior. The concentration of alkyl C structures between border (22 to 25%) and interior (19 to 29%) indicated the occurrence of medium-intensity fires in the study area. The thermogravimetric analysis showed no significant difference in the thermal stability of SOM between border and interior. Our results showed no pronounced difference in SOM quality up to 1 m depth between the border and the interior of the evaluated forest fragments, indicating that this compartment is stable throughout the fragments.(AU)

RESUMO

Incêndios florestais incorporam matéria orgânica pirogênica ao solo, afetando as características da matéria orgânica do solo (MOS), devido a sua alta aromaticidade. Porém, os fatores que controlam a composição química e a estrutura da matéria orgânica pirogência ainda são pouco conhecidos. Fragmentos florestais dispersos em uma matriz de savana na Amazônia setentrional brasileira são freqüentemente impactados por incêndios, que podem afetar a composição da MOS nos fragmentos. O objetivo deste estudo foi analisar a composição química da MOS na borda e no interior de seis fragmentos florestais situados na savana de Roraima, norte da Amazônia brasileira. Amostras de solo foram coletadas em intervalos de 10 cm até 1 m de profundidade na borda e no interior de cada fragmento. A concentração da MOS foi determinada com solução de HF a 10% e sua composição elementar, índice termogravimétrico e análise espectroscópica de 13C CPMAS RMN foram determinados. Não houve diferença significativa no índice de aromaticidade entre borda e interior. A concentração de estruturas alquil C entre a borda (22 a 25%) e o interior (19 a 29%) indicou a ocorrência de incêndios de média intensidade na área de estudo. A análise termogravimétrica não mostrou diferença significativa na estabilidade térmica da matéria orgânica do solo entre a borda e o interior. Nossos resultados não mostraram diferença pronunciada na qualidade da MOS até 1 m de profundidade entre a borda e o interior dos fragmentos florestais avaliados, indicando que este compartimento é estável ao longo dos fragmentos.(AU)