RESUMO Os solos com Terra Preta Arqueológica (TPA) são formados pela deposição contínua de resíduos orgânicos e mantêm sua fertilidade elevada mesmo após anos de cultivo. O objetivo do trabalho foi caracterizar e quantificar as formas de fósforo orgânico em sítios de Terra Preta Arqueológica (TPA), visando compreender a dinâmica desse elemento e contribuir com o desenvolvimento de práticas sustentáveis de uso do solo. Foram utilizadas amostras de 10 perfis com horizonte A antrópico (TPA) em Latossolos, Argissolos e Gleissolo, usando como referência solos adjacentes não antropogênicos, localizados na Amazônia Oriental. As amostras referentes aos horizontes A, horizonte de transição e B, foram submetidas ao fracionamento sequencial do P, em extrato ácido e básico e demais caracterizações físico-químicas. A fração de P em extrato ácido nos horizonte A1 e B predominou sobre as frações lábeis e solúvel em extrato básico em todas as áreas, apresentando os maiores percentuais observados na forma inorgânica. Verificou-se o aumento do conteúdo de fósforo orgânico lábil (Pol) no horizonte A1, com redução entre os horizontes A e B de 97,6%. O fósforo total (PT) apresentou teores significativamente elevados (6.778 mg dm-3) nos horizontes A de TPA em comparação com o mesmo horizonte no solo de referência (168 mg dm-3). Na fração total observou-se o predomínio do fósforo inorgânico sobre o fósforo orgânico, enquanto que nas frações lábeis ocorreu o inverso. Portanto, a maior parte do P total lábil está acumulado nas frações orgânicas do solo, representando uma forma ativa para o fornecimento do nutriente aos vegetais à medida que se mineraliza.

ABSTRACT Soils containing archaeological black earth (ABE) are formed by the continuous deposition of organic residue, and maintain their high fertility even after years of cultivation. The aim of this study was to characterise and quantify the forms of organic phosphorus in areas of archaeological black earth (ABE), with a view to understanding the dynamics of the element and contributing to the development of sustainable practices of land use. Samples of 10 profiles were used from Latosols, Argisols and Gleysols located in the eastern Amazon with an anthropogenic A-horizon (ABE), using adjacent, non-anthropogenic soils as reference. The samples relative to the A, transitional and B-horizons, were subjected to sequential fractionation of P in an acid base extraction, and to further physicochemical characterisation. The acid-extracted P fraction in the A1 and B-horizons predominated over the basic-extractant labile and soluble fractions in all areas, displaying the highest percentages for the inorganic form. An increase in the labile organic phosphorus content (Pol) was found in the A1-horizon, with a reduction between the A and B-horizons of 97.6%. The amount of total phosphorus (TP) was significantly higher (6,778 mg dm-3) in the A-horizons of the ABE in comparison with the soil in the reference area (168 mg dm-3). The predominance of inorganic phosphorus over organic phosphorus was found for the total fraction, while the opposite occurred with the labile fractions. Most of the total labile P is therefore accumulated in the organic fractions of the soil, and represents an active means of supplying the nutrient to plants as it mineralises.

RESUMO As Terras Pretas Arqueológicas (TPA) são parcelas de solos com horizonte A antrópico com alto conteúdo de carbono orgânico, de cor escura e elevada fertilidade. Pouco se sabe sobre as características físicas desses solos, principalmente com relação a sua estrutura e espaço poroso. A hipótese deste trabalho é de que a distribuição do espaço poroso estrutural e textural em solos de TPA são similares, independentemente da textura. Assim, objetivou-se avaliar o espaço poroso de solos de TPA, com diferentes classes texturais, utilizando-se um modelo duplo-exponencial. Foram amostrados quatro sítios arqueológicos com granulometria variável, nos municípios de Melgaço e Igarapé-Açu, estado do Pará. Amostras deformadas e indeformadas foram coletadas na profundidade de 0,10 m. Os solos apresentaram textura variando de franco arenosa a franco argilo arenosa. A equação duplo- exponencial permitiu a diferenciação dos poros texturais e estruturais para os sítios de TPA. Apesar da variação de classes texturais, os sítios de TPA não diferiram em relação a porosidade textural e apenas o sítio 1 (S1) apresentou maior espaço poroso estrutural. As proporções de poros texturais e estruturais não influenciaram a densidade do solo, no entanto, os poros texturais foram positivamente relacionados ao conteúdo de matéria orgânica no solo.

ABSTRACT Archaeological dark earth (TPA) are areas of soil with an anthropogenic A horizon of high organic carbon content, a dark colour and high fertility. Little is known about the physical characteristics of these soils, especially with respect to structure and pore space. The hypothesis of this study is that the distribution of structural and textural pore space in TPA soils is similar, regardless of texture. The aim therefore was to evaluate the pore space of TPA soils of different textural classes by employing a double-exponential model. Four archaeological sites of varying grain size were sampled in the towns of Melgaço and Igarapé-Açu, in the State of Pará, Brazil. Disturbed and undisturbed soil samples were collected at a depth of 0.10 m. Soil texture ranged from sandy loam to sandy clay loam. The double-exponential equation made it possible to differentiate between textural and structural pores of the TPA sites. Despite the variation in texture, the TPA sites did not differ as to textural porosity, with only site 1 (S1) showing greater structural pore space. The ratio of textural to structural pores did not influence soil density, however, the textural pores were positively related to the organic matter content of the soil.

RESUMO Embora as terras pretas antropogênicas (TPA) geralmente são encontradas em áreas de terra firme, elas também ocorrem em áreas e várzeas, mas, não há informações sobre as características químicas e físicas de TPA neste ambiente. Neste estudo, nós propomos verificar a hipótese de que um Gleissolo, classificado como TPA, apresenta melhores condições químicas e físicas do que o solo adjacente, não antropogênico. Assim, o objetivo do estudo foi caracterizar as propriedades químicas e físicas da camada superficial de dois perfis de TPA em um Gleissolo e compará-los com um solo adjacente. Amostras de solo foram coletadas em duas áreas classificadas como TPA em Bragança, Estado do Pará, Brasil, no sítio arqueológico "Jabuti" e em uma área adjacente não antropogênica. Amostras de solo com estrutura deformada e indeformada foram coletadas na profundidade de 0,05-0,10 m para análises químicas (pH, acidez potencial, cátions trocáveis, e carbono orgânico do solo) e físicas (distribuição do tamanho das partículas do solo, densidade de partículas, curva de retenção de água, porosidade total, microporosidade, macroporosidade e densidade do solo). As duas áreas de TPA em Gleissolo, apresentaram melhores propriedades químicas comparadas com o solo adjacente, principalmente em relação aos níveis de fósforo e cálcio que contribuíram para a maior capacidade de troca catiônica que, por sua vez, foi positivamente relacionada com o conteúdo de carbono orgânico. Mudanças nas propriedades físicas do solo foram menos pronunciadas, mas as duas áreas de TPA exibiram maior capacidade de retenção de água, sobretudo em baixa tensão.

ABSTRACT Although anthropogenic dark earth (ADE) is generally found in non-floodable land, it also occurs on floodplains but, there is no information about the chemical and physical characteristics of ADE in this environment. In this study, we propose to check the hypothesis that a Gleysol, classified as ADE, presents improved chemical and physical conditions than an adjacent soil, no anthropogenic. Thus, the objective of this study was to characterize the chemical and physical properties of the top layer of two ADE profiles in a Gleysol and compare them with an adjacent soil. Samples were taken from two areas classified as ADE in Bragança, Pará State, Brazil, at the "Jabuti" archaeological site, and from an adjacent non-anthropogenic site. Disturbed and undisturbed soil samples were collected at the soil depth of 0.05-0.10 m for chemical (pH, potential acidity, exchangeable cations, and soil organic carbon) and physical (soil particle size distribution, particles density, water retention curve, total porosity, microporosity, macroporosity, and bulk density) analysis. The two areas of ADE in a Gleysol, showed improved soil chemical properties compared to the adjacent soil, particularly in relation to phosphorus and calcium levels that contributed to higher cation exchange capacity which, in turn, was positively related to organic carbon content. Changes in soil physical properties were less noticeable but both areas of ADE presented higher water retention capacity, particularly at low tension. The improved conditions of the ADE soil under Gleysols shows that these areas are adequate for soil cultivation, especially with plants adapted to floodplain.

A comparação de dados morfológicos, mineralógicos e químicos de solo com horizontes antrópicos - Terra Preta Arqueológica (TPA) com Argissolos adjacentes permitiu identificar os principais processos responsáveis pela formação da TPA em um sítio arqueológico no Município de Bom Jesus do Tocantins, sudeste do Estado do Pará. A similaridade entre os dados dos horizontes subsuperficiais do solo com TPA e solos adjacentes indica que o horizonte antrópico do solo TPA foi provavelmente desenvolvido a partir de um horizonte similar aos Argissolos adjacentes com posterior transformação pedogenética através da introdução de materiais orgânicos e inorgânicos por antigas colonizações humanas, resultando no espessamento do horizonte superficial e em concentrações maiores de CaO e P2O5 (teores totais), Zn (teor traço), P e Zn disponível (teores disponíveis), além de Ca e Mg trocáveis (teores trocáveis) em relação aos Argissolos adjacentes. Além disso, essa intervenção antrópica antiga também provocou modificações no horizonte subsuperficial do Argissolo com TPA, como concentrações altas de P2O5 e principalmente P disponível. O Soil Taxonomy e o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS) são adequados para a identificação de solo com horizonte antrópico (p.exe. TPA), uma vez que priorizam nas ordens do solo os principais processos pedogenéticos atuantes na formação do solo, relacionados aos horizontes subsuperficiais, além das transformações pedogenéticas posteriores no horizonte superficial. Contudo, este trabalho recomenda o acréscimo de alguns atributos diagnósticos como quantidade de artefatos cerâmicos e líticos, P2O5, P e Zn disponíveis, C orgânico, Ca2++ Mg2+ (teores trocáveis), CTC e índice de saturação por bases no horizonte superficial para o agrupamento e distinção dos diversos tipos de solos antrópicos antigos da Amazônia.

The comparison of morphological, mineralogical and chemical data of a soil with anthropic horizons - Archeological Black Earth (ABE) and surrounding Argissolos (Typic Kandiudox or Ultisols) allowed the identification of the main process acting on the ABE formation from the town of Bom Jesus do Tocantins, southeastern Pará State. The similarity between the data in the subsurface horizons of ABE and surrounding soils indicates that the former was likely developed from Argissolos with later pedogenetic transformation by the input of organic and inorganic materials from ancient human settlements, which resulted in thickness of the surface horizon and higher concentrations of CaO and P2O5 (total content), Zn (trace content), available P and Zn (available content), and exchangeable Ca and Mg (exchangeable content) compared to surrounding Argissolos. Furthermore, such anthropic disturbance also resulted in changes in the subsurface horizon of Argissolos with ABE, such as high concentrations of P2O5 and available P. The Soil Taxonomy and Brazilian System of Soil Classification (BSSC) are suitable to identify soils with ABE, as they prioritize at the highest categorical level the main pedogenetic process acting on soil development and formation, related to the subsurface horizons, and later pedogenetic transformations in the surface horizon. However, this study proposes the addition of diagnostic properties such as ceramic and lithic artifacts, P2O5 and available P and Zn, organic C, Ca2++ Mg2+ (exchangeable content), CEC and base saturation in the surface horizon to classify and discriminate several kinds of anthropic soils in the Amazon region.

Quarenta anos após a conclusão do Projeto Salgado, no nordeste paraense, arqueólogos retomam pesquisas na região, investigando questões relacionadas a ocupações humanas pré-coloniais do litoral. São apresentados os primeiros resultados da pesquisa no sítio arqueológico Jabuti, localizado no município de Bragança (PA), na Reserva Extrativista Marinha Caeté-Taperuçu. Trata-se de um sítio cerâmico, a céu aberto, do tipo habitação, com manchas de terra preta arqueológica. O material coletado constitui-se, principalmente, de fragmentos de cerâmica, alguns líticos lascados e corantes. A datação única C14 obtida indica que o sítio foi ocupado há pelo menos 2.900 anos BP. Interessante notar que, segundo esta datação, a ocupação ocorreu no segundo momento do modelo estabelecido por Pedro Walfir Martins Souza Filho e colaboradores, em artigo publicado em 2009, sobre a evolução geológica da zona bragantina do litoral do Salgado, ou seja, o sítio estava situado na maior ilha de terra, próximo ao continente. As características observadas no material cerâmico desse sítio remetem à tradição cerâmica Mina. Inicialmente, duas hipóteses são levantadas: 1) a ocorrência de cerâmica Mina neste tipo de sítio arqueológico pode indicar alguma forma de contato entre grupos sambaquieiros e outros grupos ceramistas; ou, ainda, 2) uma mudança na economia e no modo de vida dos grupos sambaquieiros em direção ao cultivo.

Forty years after completing the archaeological investigations in the Salgado region, northeastern Pará, researchers have returned to the site to study prehistoric human occupations in the northern coastal regions of Brazil near the Amazon estuary. This article presents the first results of archaeological research at the site Jabuti, located in the Caeté-Taperuçu Marine Extractive Reserve in the municipality of Bragança. This is an open-air residential site with anthropogenic dark earths ('terra preta de índio') and ceramic remains. The archeological remains consist mostly of fragments of pottery, as well as some flaked stone tools and dye residues. The sole C14 date obtained indicates that the site was occupied at least 2,900 years BP. According to this timing, the occupation occurred in the second stage of the model established by Pedro Walfir Martins Souza Filho and collaborators, in a paper published in 2009, for the geological evolution of the Bragança zone along the Salgado coast. Thus the site was situated on the largest soil-bearing island near the mainland. The ceramic material of this site belongs to the Mina tradition. Initially two hypotheses are proposed: 1) the Mina pottery indicates contact between shell midden groups and other ceramic-making groups, or 2) shell midden groups have begun a shift in their subsistence pattern towards cultivation.

A baixa tecnologia empregada no manejo do solo e utilização do fogo para o plantio de espécies ou cultivares florestais na Amazônia, tem sido apontada como a causa principal das áreas alteradas em sistemas florestais, resultando em erosão, poluição hídrica perda de nutrientes e da biodiversidade. Assim, pode-se hipotetizar que uma área alterada, seja em que ambiente ou tipo de exploração a que esteja submetida, estaria em fase de recuperação quando o teor de matéria orgânica no solo estiver aumentando. Tal condição pode ser medida, através de indicadores biológicos do solo: matéria orgânica e teores de nutrientes, e atividade da biomassa microbiana, e também influencia a qualidade e desenvolvimento (diâmetro e altura das árvores ou biomassa aérea) dos espécimes plantados. As áreas atualmente em recuperação ou recuperadas em suas propriedades edafológicas podem ser comparadas, em termos de bioindicadores, a solos enriquecidos com material orgânico proveniente de manejo pretérito, como em áreas de reflorestamento instaladas em áreas de "Terra Preta". Essa comparação, além de validar os indicadores de qualidade do solo, auxiliará estudos que contemplem a utilização racional, seja de florestas naturais ou florestas plantadas.

A substantial portion of soils in the Amazon has low fertility and high acidity indexes. The low levels of technology used in land management and in the use of fire has been pointed out as the main cause of alteration of areas covered by forests. Inadequate soil management, either while planting forest species or agricultural crops, leads to environmental modifications, such as erosion, water pollution and loss of nutrients and biodiversity. Despite the difficulty to measure the degree of recovery of those areas, we may assume that an altered area, whatever environment or land use type it is submitted, would be in recovery phase when the status of its organic matter is improving. This can be measured through soil biological indicators such as levels of organic matter and nutrients, and activity of the microbiological biomass. It also influences the quality of the planted specimens in terms of tree diameter and height, and aerial biomass. Areas currently under recovery or recovered in their edaphological properties can be compared, through the use of bioindicators, to soils enriched with organic material from organic soil management in the past, such as forest systems planted in areas of black earths. This comparison, besides validating soil quality indicators, will be helpful in studies involving rational use of both natural and planted forests.

Behavior of mercury in soil profiles with archaeological black earth (ABE) and surroundings area (SA) from Sítio Ilha de Terra, Caxiuanã, can provide information on anthropogenic activity of the Amazonian habitat. The samples of ABE and SA soil profiles were submitted to mineralogical chemical (total and sequential) analysis. The data show that the Hg occurs mainly in goethite and kaolinite in the two soil profiles. The highest concentrations of Hg and Fe are observed in the SA profile. These results indicate that the prehistoric human occupation contributed to the decrease of the concentration of Hg in soil ABE from Caxiuanã.

Concentrações de arsênio em perfis de solos com terra preta arqueológica (TPA) e solos de área adjacente (AD) do Sítio Ilha de Terra, Caxiuanã, no Estado do Pará, região Amazônica, podem dar informações sobre as atividades antropogênicas dos habitantes dessa região. Análises químicas e mineralógicas foram realizadas nas amostras desses perfis. Os dados obtidos mostram que as concentrações do Fe e As aumentam com a profundidade dos perfis de solos, enquanto que as concentrações de matéria orgânica (MO) decrescem; as concentrações mais elevadas de Fe e As são observadas no perfil AD. Esses resultados indicam interações entre Fe e As e sugerem que a MO nos solos promove a dissolução da goethita e lixiviação do Fe e As no perfil TPA.

Arsenic concentrations in soil profiles with archaeological black earth (ABE) and surroundings (SA) from the Sítio Ilha de Terra, Caxiuanã, in the State of Pará, Amazon region, may provide information on anthropogenic activity in the Amazonian habitat. The samples of ABE and SA soil profiles were submitted to chemical and mineralogical analysis. The obtained data show that Fe and As concentrations increase with depth while organic matter (OM) decreases. The highest concentrations of Fe and As are observed in the SA profile. These results indicate interactions between Fe and As and suggest that OM promotes the dissolution of goethite and leaching of Fe and As in the ABE profile.

Neste trabalho realizou-se a caracterização química de fragmentos de artefatos cerâmicos encontrados em sítios arqueológicos com terra preta no Baixo Amazonas (Cachoeira-Porteira, Pará, Brasil), representativos da cultura Konduri (de 900 a 400 anos AP). Esses fragmentos são constituídos de SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O e P2O5, sendo que SiO2 e Al2O3, juntos, perfazem mais de 80 % em peso. Os teores de P2O5 são relativamente elevados (2,37 % em média) sob a forma de (Al,Fe)-fosfatos, incomuns em cerâmicas vermelhas primitivas, mas encontrados em algumas cerâmicas arqueológicas egípcias e romanas. As concentrações dos elementos traços são comparáveis ou mesmo inferiores ao nível crustal, embora a composição total seja próxima a mesma. A composição química (exceto P2O5 ) em conjunto com os dados mineralógicos e texturais indicam material saprolítico derivado de rochas ígneas félsicas ou rochas sedimentares como matéria-prima das cerâmicas. Os teores de K, Ca e Na mostram que os feldspatos e fragmentos de rochas foram adicionados ao material argiloso, como sugerido pela mineralogia. Os altos teores de sílica respondem pela presença de cauixi, cariapé e/ou areias quartzosas. Fósforo deve ter sido incorporadoà matriz argilosa da cerâmica, quando do cozimento de alimentos nos vasos cerâmicos, e ainda, em parte, durante a formação do perfil de solo tipo ABE sobre Latossolos Amarelos. A matéria prima e os temperos (cauixi, cariapé, rochas trituradas e fragmentos de vasos cerâmicos descartados) encontram-se disponíveis próximos aos sítios até a atualidade, e portanto foram a área fonte dos mesmos para a confecção dos artefatos cerâmicos..

This paper carried out a chemical investigation of archaeological ceramic artifacts found in archaeological sites with Black Earth (ABE) in the Lower Amazon Region at Cachoeira-Porteira, State of Pará, Brazil. The ceramic artifacts, mostly of daily use, belong to Konduri culture (from 900 to 400 years BP). They are constituted of SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O and P2O5; SiO2 and Al2O3 together add up to 80 % and indicate influence of acid rocks, transformed into clay minerals basically kaolinite. The relative high contents of P2O5 (2.37 % in average) come out as (Al,Fe)-phosphate, an uncommon fact in primitive red ceramics, but found in some roman and egyptian archaeological sites. The contents of the trace elements are similar or below the Earth's crust average. This chemical composition (except P2O5) detaches saprolite material derived acid igneous rocks or sedimentary ones as the main raw material of the ceramics. The contents of K, Na and Ca represent the feldspars and rock fragments possibly introduced into saprolitic groundmass, indicated by mineralogical studies. The presence of cauixi and cariapé as well as quartz sand was confirmed by optical microscope, SEM analyses and by the high silica contents of ceramic fragments. Phosphorus was possibly incorporated into groundmass during cooking of foods, and ABE soil profile formation developed on yellow Latosols. The raw materials and its tempers (cauixi, or cariapé, feldspar, crushed rocks, old ceramic artifacts and quartz fragments) are found close to the sites and therefore and certainly came from them.

Sítios arqueológicos com Terra Preta, denominados de Terra Preta de Índio ou ainda Terra Preta Arqueológica (TPA) são muito freqüentes na Amazônia. As TPA geralmente contém fragmentos de vasos cerâmicos, por vezes abundantes, além de líticos, que são materiais de grande importância para os estudos arqueológicos. Para consubstanciar esses estudos, realizou-se pesquisas mineralógicas e químicas em fragmentos cerâmicos provenientes de dois sítios arqueológicos da região de Cachoeira-Porteira, Estado do Pará. Os fragmentos foram classificados segundo seus principais temperos em: cauixi, cariapé, areia+feldspatos e caco de vaso cerâmico. Mineralogicamente são compostos de quartzo, minerais de argila calcinados (especialmente caulinita), feldspatos (albita e microclínio), hematita, goethita, maghemita, variscita-estrengita, fosfatos amorfos, anatásio, e raramente apatita, rhabdophana e óxidos de Mn e Ba. Cauixi e cariapé são componentes orgânicos silicosos e amorfos a DRX. A composição mineralógica e a morfologia dos seus grãos indicam saprólito (material argiloso rico em quartzo) derivado de rochas ígneas félsicas de granulação fina ou rochas sedimentares ricas em argilominerais como matéria-prima dos vasos cerâmicos. Neste material argiloso cauixi, cariapé e/ou areias, ricas em sílica, foram intencionalmente adicionados. O elevado conteúdo de fosfatos de Al-Fe, amorfos ou como de baixa cristalinidade, originou-se a partir do contato entre a matriz argilosa da parede do vaso cerâmico com a solução aquosa quente durante o cozimento diário de alimentos de origem animal (principal fonte de fósforo). A cristalização dos fosfatos deve ter prosseguida mesmo depois que os vasos foram descartados, e juntos com os restos de matéria orgânica vegetal e animal incorporaram-se aos solos residuais. Participaram desta forma na formação dos solos tipo TPA.

Several archaeological black earth (ABE) sites occur in the Amazon region. They contain fragments of ceramic artifacts, which are very important for the archaeological purpose. In order to improve the archaeological study in the region we carried out a detailed mineralogical and chemical study of the fragments of ceramic artifacts found in the two ABE sites of Cachoeira-Porteira, in the Lower Amazon Region. Their ceramics comprise the following tempers: cauixi, cariapé, sand, sand +feldspars, crushed ceramic and so on and are composed of quartz, clay equivalent material (mainly burned kaolinite), feldspars, hematite, goethite, maghemite, phosphates, anatase, and minerals of Mn and Ba. Cauixi and cariapé, siliceous organic compounds, were found too. The mineralogical composition and the morphology of their grains indicate a saprolite (clayey material rich on quartz) derived from fine-grained felsic igneous rocks or sedimentary rocks as source material for ceramic artifacts, where silica-rich components such cauixi, cariapé and/or sand (feldspar and rock fragments) were intentionally added to them. The high content of (Al,Fe)-phosphates, amorphous to low crystalline, must be product of the contact between the clayey matrix of pottery wall and the hot aqueous solution formed during the daily cooking of animal foods (main source of phosphor). The phosphate crystallization took place during the discharge of the potteries put together with waste of organic material from animal and vegetal origin, and leaving to the formation of the ABE-soil profile.