Métodos de Reamostragem do solo para monitorar as mudanças nas concentrações químicas de Solos Florestais

O objetivo geral dessa metodologia é projetar e implementar um programa de monitoramento do solo florestal para determinar se as principais propriedades do solo estão sendo alteradas por fatores ambientais em grande escala, como deposição ácida ou mudanças climáticas. Este método pode ajudar a responder como as reduções na poluição do ar afetaram as relações solo-nutrientes ligadas à saúde da floresta e como as mudanças climáticas influenciam a quantidade de carbono no solo. A principal vantagem dessa técnica é que ela permite a quantificação direta das mudanças na química do solo, reduzindo consideravelmente as incertezas de métodos inferenciais, como modelagem e balanço de massa de bacias hidrográficas.

Localize uma área florestal com as características desejadas para monitoramento, conforme descrito no protocolo de texto. Selecione locais para poços, evitando superfícies terrestres que não sejam representativas da unidade de estudo. Evite também superfícies terrestres onde os métodos de amostragem não são possíveis devido à umidade perene, rochas excessivas na superfície ou perto dela ou densidade excessiva de árvores.

Cubra um lado do poço planejado com um saco plástico de lixo ou algo semelhante para proteger contra pisoteio e contaminação durante a escavação do poço. Este lado será então usado para a descrição do perfil e amostragem. Coloque uma lona adjacente ao local onde nosso poço será escavado.

Comece a escavar o poço removendo o chão da floresta com uma pá. Se possível, mantenha o chão da floresta intacto e local onde não será misturado com solo mineral sendo removido da cova. Escave o poço com a menor pegada possível até atingir a profundidade desejada determinada pelo projeto de monitoramento.

Prepare uma face de poço vertical para descrição e amostragem, raspando levemente para baixo com uma espátula manual para remover qualquer solo solto resultante da escavação. Podar as raízes com tesouras manuais quando necessário. Registre todas as observações de água infiltrando-se no poço a partir de uma face de poço ou do fundo do poço.

Avalie visualmente a face do poço de cima para baixo quanto a diferenças de cor, textura e estrutura. Remova pequenas quantidades do solo diferente e coloque-o lado a lado em um pedaço de papel branco para ajudar a identificar os limites do horizonte. Marque os limites do horizonte com pinos em forma de T ou objetos semelhantes.

Tire uma foto digital do perfil com marcadores de horizonte e uma fita adesiva para mostrar a escala. Meça e registre a profundidade da parte superior e inferior de cada horizonte com uma fita métrica relativa à interface entre o ar e a superfície do solo. Selecione os horizontes e/ou profundidades a serem amostrados com base no desenho e nos requisitos do estudo.

Colete o solo dos horizontes ou intervalos de profundidade selecionados, começando com a amostra mais profunda e subindo. Para remover a amostra da face do poço, insira a espátula de jardinagem perto da parte inferior da camada que está sendo amostrada. Em seguida, insira uma espátula plana acima da espátula de jardinagem para soltar o solo e removê-lo com a espátula inferior.

Para amostragem de horizonte e profundidade, colete o solo em toda a largura da face da cava onde o horizonte pode ser amostrado. Etiquete o saco de amostras com a unidade de estudo, data, identificação do poço, intervalo de horizonte ou profundidade e nome do amostrador. Coloque as amostras em sacos plásticos seláveis e amostras de saco duplo se os solos forem pedregosos.

Assim que a amostragem for concluída, preencha a cova com o solo mineral e fragmentos grosseiros. Coloque o chão da floresta em cima do solo mineral, mantendo o material orgânico o mais intacto possível. Registre a localização do poço em relação ao monumento da unidade de estudo.

Dentro de 24 horas após a coleta, despeje as amostras dos sacos plásticos em panelas que facilitarão a secagem das amostras ao ar. Seque ao ar aproximadamente em temperatura ambiente em um local seguro e protegido de contaminantes transportados pelo ar, como poeira. Misture as amostras nas panelas a cada poucos dias, dependendo da umidade.

Inspecione cada amostra em busca de evidências visuais e táteis de secura para determinar se a secagem ao ar está quase concluída. Verificar a conclusão da secagem ao ar por meio da pesagem de subamostras de várias amostras. Em seguida, seque essas subamostras no forno por 24 horas.

Depois de pesar novamente as subamostras, calcule a massa de umidade perdida por secagem como uma porcentagem da massa total antes da secagem. Após dois dias, repetir o processo de pesagem/secagem e comparar a humidade perdida na primeira secagem no forno com a perdida na segunda secagem no forno. Se a umidade perdida em cada secagem no forno estiver dentro de 2%, o solo pode ser considerado seco ao ar.

Quando a secagem ao ar estiver concluída, coloque as amostras em sacos plásticos que possam ser selados após expelir o máximo de ar possível. Para remover fragmentos e raízes grosseiros, peneire todo o solo coletado. Passar as amostras orgânicas por uma peneira com aberturas de cerca de quatro a seis milímetros.

Passe as amostras de solo mineral por uma peneira com aberturas de dois milímetros. Peneiramento adicional através de aberturas menores pode ser necessário para análises químicas específicas. Para a reamostragem, certifique-se de que o procedimento de peneiramento corresponde ao da amostragem anterior.

Arquive o solo que resta após as análises químicas para uso futuro. Para fazer isso, selecione a massa de solo a ser economizada com base na quantidade de solo usada para o conjunto completo de medições, o número previsto de vezes que as amostras serão reanalisadas no futuro e o espaço de armazenamento disponível a longo prazo. Com um marcador permanente, escreva em um recipiente de armazenamento de tamanho apropriado.

Anote as informações de identificação da amostra, incluindo o incremento de horizonte ou profundidade, o tamanho da peneira, a data de coleta e qualquer informação laboratorial necessária, como o código de identificação da amostra. Pese e registre a massa do solo que está sendo arquivada para cada amostra. Armazene os copos em recipientes de armazenamento de plástico configurados nas prateleiras disponíveis.

Rotule o recipiente com informações sobre as amostras para permitir que sejam localizadas com eficiência. Mantenha a sala de arquivo em uma temperatura estável. Armazene as informações de cada amostra arquivada em um banco de dados digital com backup rotineiro.

A capacidade de detectar alterações depende do tamanho da amostragem. O número de alterações detectadas passou de apenas duas com um tamanho de amostra de quatro para cinco com um tamanho de amostra de 12. A medida de incerteza, mostrada pelo valor de p, também diminuiu à medida que o tamanho da amostra aumentou.

A reanálise de um subconjunto de amostras de solo arquivadas para concentrações de cálcio trocáveis não mostrou diferença estatística, pouco viés e pouca variação inexplicável quando comparada com os resultados da análise original, tornando desnecessária a reanálise de todas as amostras arquivadas. Para as concentrações de alumínio trocável no horizonte Oa, foi detectada uma diferença estatística entre a análise original e a reanálise para um subconjunto de amostras. No entanto, uma forte relação linear entre os dois conjuntos de dados permitiu que as medições originais fossem ajustadas matematicamente sem reanálise de todas as amostras.

Os dados originais e reanalisados para um subconjunto de amostras de arquivo também foram estatisticamente diferentes para o alumínio trocável no horizonte B. No entanto, não houve relação entre os conjuntos de dados para permitir uma correção matemática, portanto, todas as amostras de arquivo devem ser reanalisadas. Os resultados de um estudo com locais em todo o nordeste dos EUA e leste do Canadá demonstram que estudos de reamostragem de solo com desenhos diferentes podem ser agregados para abordar questões regionais amplas, como como os solos estão se recuperando da deposição ácida.

A amostragem repetida do solo permite o desenvolvimento de programas de monitoramento do solo para construir uma melhor compreensão dos efeitos de fatores de grande escala, como deposição de nitrogênio atmosférico, mudanças climáticas e espécies invasoras. Seguindo os procedimentos adequados para projetar e implementar seu programa de monitoramento do solo, possíveis armadilhas que podem levar a vieses ou dados excessivamente ruidosos serão evitadas.