Após a mineração do carvão a céu aberto, os solos são construídos e normalmente apresentam baixos estoques e baixa qualidade de matéria orgânica (MO), sendo importante usar espécies para revegetação e recuperação da área degradada. Este trabalho objetivou avaliar a distribuição do carbono (C) em frações químicas, bem como as características químicas e o grau de humificação da MO em um solo construído após a mineração de carvão e sob cultivo de gramíneas perenes. O experimento foi instalado em 2003, com os seguintes tratamentos: Hemarthria altissima (T1), Paspalum notatum (T2), Cynodon dactilon (T3), Urochloa brizantha (T4), solo construído descoberto (T5) e solo natural (T6). Em 2009, amostras de solo foram coletadas na camada de 0,00-0,03 m e determinados os estoques de C orgânico total (COT) e de C nas frações químicas: extrato ácido (CHCl), ácido fúlvico (CAF), ácido húmico (CAH) e humina (CHU). A fração ácido húmico (AH) foi caracterizada por espectroscopia de infravermelho, e calculou-se o índice de fluorescência induzida a laser (IFIL) da MO. Após seis anos, somente foram encontradas diferenças nos estoques de C da fração AH, sendo os maiores estoques observados em T1 (0,89 Mg ha-1) e T4 (1,06 Mg ha-1). Os espectros de infravermelho do AH de T1, T2 e T4 foram semelhantes ao do T6, com maior contribuição de compostos orgânicos alifáticos, em comparação ao AH dos demais tratamentos. Nesse sentido, o IFIL decresceu na sequência T5>T3>T4>T1>T2>T6, o que indica maior humificação da MO em T3 e T5 e MO mais lábil nos demais tratamentos. Sendo assim, os tratamentos T1 e T4 evidenciaram maior potencial para recuperação da qualidade da MO do solo construído.

After open coal mining, soils are “constructed”, which usually contain low levels and quality of organic matter (OM). Therefore, the use of plant species for revegetation and reclamation of degraded areas is essential. This study evaluated the distribution of carbon (C) in the chemical fractions as well as the chemical characteristics and humification degree of OM in a soil constructed after coal mining under cultivation of perennial grasses. The experiment was established in 2003 with the following treatments: Hemarthria altissima (T1), Paspalum notatum (T2), Cynodon dactilon (T3), Urochloa brizantha (T4), bare constructed soil (T5), and natural soil (T6). In 2009, soil samples were collected from the 0.00-0.03 m layer and the total organic carbon stock (TOC) and C stock in the chemical fractions: acid extract (CHCl), fulvic acid (CFA), humic acid (CHA), and humin (CHU) were determined. The humic acid (HA) fraction was characterized by infrared spectroscopy and the laser-induced fluorescence index (ILIF) of OM was also calculated. After six years, differences were only observed in the CHA stocks, which were highest in T1 (0.89 Mg ha-1) and T4 (1.06 Mg ha-1). The infrared spectra of HA in T1, T2 and T4 were similar to T6, with greater contribution of aliphatic organic compounds than in the other treatments. In this way, ILIF decreased in the sequence T5>T3>T4>T1>T2>T6, indicating higher OM humification in T3 and T5 and more labile OM in the other treatments. Consequently, the potential of OM quality recovery in the constructed soil was greatest in treatments T1 and T4.

Na mineração de carvão a céu aberto, a superfície é completamente suprimida de vegetação e as camadas de solo e rochas que recobrem os bancos de carvão são removidas, causando drásticas alterações no perfil do solo original. Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de diferentes espécies de poáceas na recuperação da estrutura de um solo construído, como parte da estratégia de recuperação de áreas degradadas por mineração de carvão. Os tratamentos avaliados foram: T1 - Hemarthria altissima, T2 - Paspalum notatum, T3 - Cynodon dactilon, T4 - Urochloa brizantha. Como testemunha, utilizou-se o solo construído sem cobertura vegetal, denominada T5. Foram coletadas amostras de solo não preservadas e preservadas nas camadas de 0,00-0,10m e 0,10-0,20m, para as determinações da porcentagem de macroagregados e microagregados, diâmetro médio ponderado, carbono orgânico, densidade e macroporosidade do solo construído. Os resultados obtidos foram analisados aos 05, 41 e 78 meses após o estabelecimento do experimento. Aos 78 meses de condução do experimento, observa-se ação positiva das quatro espécies vegetais na recuperação da agregação do solo construído, com destaque para a Urochloa brizantha que proporcionou a menor densidade do solo e um dos maiores valores de macroporosidade. As poáceas proporcionaram uma melhoria na estruturação do solo construído, principalmente a partir dos 41 meses de condução do experimento, quando houve um incremento nos valores de DMP, principalmente na camada de 0,00-0,10m. Os teores de carbono orgânico foram incrementados ao longo do tempo, entretanto, isso não se refletiu em aumento do DMP aos 78 meses

In surface coal mining the vegetation is completely suppressed and layers of soil and rocks that cover the coal seams are removed, causing drastic changes in the original soil profile. This study aimed to evaluate the influence of different species of grasses in the recovery of a constructed soil structure as part of the strategy of reclamation for coal mining. The treatments were: T1 - Hemarthria altissima, T2 - Paspalum notatum, T3 - Cynodon dactilon, T4 - Urochloa brizantha. As a control, a bare constructed soil was used, called T5. Disturbed and undisturbed soil samples were collected in 0.00-0.10m and 0.10-0.20m layers for the determination of the percentage of macroaggregates and microaggregates, mean weight diameter, organic carbon, bulk density and macroporosity. The results were evaluated at 05, 41 and 78 months after the establishment of the experiment. After 78 months of conducting the experiment, positive action of the four plant species in the reclamation of soil aggregation was observed, especially for Urochloa brizantha that showed the lowest bulk density and the highest values of macroporosity. The species provided a structural improvement in the constructed soil, mainly after 41 months of conducting the experiment when there was an increase in the values of MWD, mainly in the 0.00 to 0.1 m layer. The organic carbon contents were increased over time, however, did not result in increased of MWD at 78 months

A construção do solo após a mineração de carvão a céu aberto envolve intenso tráfego de máquinas durante a recomposição topográfica da área, acarretando a compactação das suas camadas repostas, o que gera problemas de infiltração e redistribuição da água ao longo do novo perfil, facilita a erosão hídrica e, consequentemente, dificulta a revegetação do solo construído. O uso de plantas que auxiliam no processo de descompactação do solo constitui-se em importante estratégia na recuperação da qualidade estrutural do solo. Este trabalho analisou a influência de diferentes gramíneas perenes na recuperação da agregação de um solo construído na área de mineração de carvão da Companhia Riograndense de Mineração, localizado em Candiota, RS, implantadas em setembro/outubro de 2007. Os tratamentos estudados foram: T1 - Cynodon dactylon cv vaquero; T2 - Urochloa brizantha; T3 - Panicum maximun; T4 - Urochloa humidicola; T5 - Hemarthria altissima; e T6 - Cynodon dactylon cv tifton 85. Como testemunha, foi utilizada uma área com solo construído sem plantas de cobertura, adjacente à área experimental, denominado T7; e, como referência, uma área com solo natural à frente da mineração, denominada T8. Amostras de solo não preservadas e preservadas foram coletadas em outubro/2009, nas camadas de 0,00-0,05 e 0,10-0,15 m, determinando-se porcentagem de macro e microagregados, diâmetro médio ponderado de agregados (DMP), teor de matéria orgânica, densidade do solo, macro e microporosidade. Os menores valores de macroagregados e do DMP da camada de 0,00-0,05 m do solo construído em relação à camada subsuperficial resultaram do alto grau de compactação dessa, ocasionada pelo tráfego de máquinas pesadas sobre o material argiloso. Após 24 meses de condução do experimento, todos os tratamentos apresentaram melhorias na agregação do solo, quando comparados ao solo construído sem plantas de cobertura (testemunha), principalmente na camada de 0,00-0,05 m, com destaque para as duas espécies de Urochloa (T2 e T4) e a Hermathria altissima (T5). No entanto, as grandes diferenças entre os tratamentos com gramíneas e o solo natural (referência) sugeriram um tempo muito longo para a recuperação das condições estruturais do solo anteriores à mineração.

The construction of a soil after surface coal mining involves heavy machinery traffic during the topographic regeneration of the area, resulting in compaction of the relocated soil layers. This leads to problems with water infiltration and redistribution along the new profile, causing water erosion and consequently hampering the revegetation of the reconstructed soil. The planting of species useful in the process of soil decompaction is a promising strategy for the recovery of the soil structural quality. This study investigated the influence of different perennial grasses on the recovery of reconstructed soil aggregation in a coal mining area of the Companhia Riograndense de Mineração, located in Candiota-RS, which were planted in September/October 2007. The treatments consisted of planting: T1- Cynodon dactylon cv vaquero; T2 - Urochloa brizantha; T3 - Panicum maximun; T4 - Urochloa humidicola; T5 - Hemarthria altissima; T6 - Cynodon dactylon cv tifton 85. Bare reconstructed soil, adjacent to the experimental area, was used as control treatment (T7) and natural soil adjacent to the mining area covered with native vegetation was used as reference area (T8). Disturbed and undisturbed soil samples were collected in October/2009 (layers 0.00-0.05 and 0.10-0.15 m) to determine the percentage of macro- and microaggregates, mean weight diameter (MWD) of aggregates, organic matter content, bulk density, and macro- and microporosity. The lower values of macroaggregates and MWD in the surface than in the subsurface layer of the reconstructed soil resulted from the high degree of compaction caused by the traffic of heavy machinery on the clay material. After 24 months, all experimental grass treatments showed improvements in soil aggregation compared to the bare reconstructed soil (control), mainly in the 0.00-0.05 m layer, particularly in the two Urochloa treatments (T2 and T4) and Hemarthria altissima (T5). However, the great differences between the treatments with grasses and natural soil (reference) indicate that the recovery of the pre-mining soil structure could take decades.

Diversas pesquisas têm mostrado desempenho satisfatório do modelo Century no estudo da dinâmica da matéria orgânica do solo (MOS) nas condições edafoclimáticas do Rio Grande do Sul, porém os estoques de N do solo são normalmente superestimados. O objetivo deste estudo foi ajustar parâmetros do modelo Century em relação ao ciclo do N, para torná-lo uma ferramenta útil no estudo da dinâmica do N em nosso meio. As simulações foram realizadas com dados experimentais de um estudo de longa duração instalado em 1985 em um Argissolo Vermelho distrófico da EEA-UFRGS, em Eldorado do Sul (RS). A inicialização do modelo consistiu na entrada de dados de solo, clima e ajuste de variáveis locais relacionadas à adição de N por fixação não simbiótica e parâmetros relativos a perdas de N por volatilização e relação C/N de resíduos de culturas que entram nos compartimentos lento e passivo da MOS. O modelo foi executado por um período de 6.000 anos nas condições do bioma de campos nativos do Sul do Brasil (bioma mesic/subhumid grassland), para obtenção dos estoques estáveis do C orgânico total (COT) e N total (NT) do solo e dos compartimentos de C e N do solo. Com o modelo assim ajustado, simularam-se oito tratamentos (dois tipos de preparo de solo, dois sistemas de cultura e duas doses de N mineral em fatorial 2 x 2 x 2) selecionados do experimento, conforme o histórico d estudo, alterando-se o parâmetro de cultivo CLTEFF(2) (multiplicador para decomposição do compartimento lento), o qual dependeu do potencial de adição de C pelas culturas e do grau de revolvimento do solo. Adicionalmente, foi acrescentado às sequências de eventos de manejo de solo sob preparo convencional um "efeito adicional de cultivo", persistindo por dois meses após cada evento de revolvimento do solo. Esse prolongamento do efeito do revolvimento do solo permitiu melhor ajuste da dinâmica do C no solo sob sistema de preparo convencional, pois refletiu a maior decomposição da MOS observada nas condições locais. De maneira geral, a aplicação do modelo Century com a parametrização proposta demonstrou bom ajuste das estimativas de COT e NT em relação aos valores observados em 1998, evidenciando que o modelo C tem potencial para ser utilizado no planejamento e na definição de estratégias de manejo de solo.

Several studies have shown the satisfactory performance of the Century Model to study soil organic matter (SOM) for the climatic and edaphic conditions of Rio Grande do Sul. However, soil N stocks were usually overestimated in these simulations. The objective of this study was to parameterize the N cycle submodel of Century for a successful use in N dynamic studies in Southern Brazil. For the simulations, data from a long-term study site established in an Acrisol (Argissolo Vermelho distrófico) at EEA-UFRGS (Eldorado Agricultural Experiment Station - UFRGS) in 1985 were used. The initial parameterization included soil and climate properties, non-symbiotic N fixation inputs, N losses by volatilization and C/N ratios of plant residues that enter the slow and passive N pools of SOM. Century was run for a simulation period of 6,000 years to determine the steady state of soil total carbon and nitrogen stocks and the C and N soil compartments for conditions of Southern Brazilian grasslands (mesic biome/subhumid grassland). Subsequently, eight selected treatments (conventional and no-tillage managements, two crop systems and two N levels in factorial combination) were simulated according to historical soil management data, with appropriate changes in the cultivation parameter CLTEFF(2) (slow pool decomposition multiplier), which was affected by crop C inputs and tilling intensity. Additionally, an "enhanced cultivation effect" was included for two months after each plowing event in the conventional soil management schedules. This extension of the tilling effect resulted in a better adjustment of the soil C dynamics in the case of the conventional tillage system, reflecting the higher soil organic matter decomposition under the local conditions. In general, the estimates of the model with the above-mentioned parameterization agreed well with the field data measured in 1998. This indicates the Century model as a feasible tool for the planning and establishment of soil management strategies.