[en] The general objective of this work was to evaluate the chemical changes in the soil after the renovation of degraded pastures, using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and physical fractionation of soil organic matter (MOS) techniques. The thesis is arranged in chapters, composing, in addition to the bibliographic review presented in Chapter I, Chapters II and III, which have specific objectives. In Chapter II, we sought to understand the spatial distribution of organic compounds characteristic of two bands related to soil organic matter (C aliphatic C–H and C=C aromatic elongation) as a function of soil disturbance and pasture renewal, as well as their relationships with CO2 flux (CO2-F) and changes in soil pH. In Chapter III, the objective was to evaluate the impact of the renewal of degraded pastures on the physical compartment of soil organic matter and its effect on the mitigation of CO2 emissions. The study that involves the two chapters was carried out in two areas of extensive beef cattle, in a region of the Brazilian Cerrado located in Selvíria, Mato Grosso do Sul. Geostatistical meshes were installed in the areas for CO2-F assessment and soil sampling. A semiquantitative analysis of the C–H and C=C vibrational regions was performed by means of spectral deconvolution, guided by the position of the peaks obtained in the second derivative and adjustment of the Gauss curve. The results from Chapter II indicated a spatial correlation between CO2-F and the relative abundance of symmetrical CH2 and asymmetric CH2 compounds in the C–H band. Pasture renovation, followed by sorghum cultivation intercropped with Urochloa brizantha, increased soil pH up to 5.6 and reduced concentrations of aliphatic compounds related to the C–H band. It also reduced CO2-F emissions to a range of 0.94 and 0.97 μmol m-2 s-1. The aromaticity index followed these changes and can be used as an indicator of soil organic matter decomposition, as well as CO2-F emissions. The results of Chapter III indicated that soil management practices, followed by the cultivation of sorghum intercropped with U. brizantha, increased total C stocks (TOC) through the stable fraction (C associated with the mineral fraction) and consequent reduction in CO2- F of the ground. This highlights the spatial variability in CO2 emissions and how soil attributes affect the flow of CO2 to the atmosphere. The use of multivariate geostatistics allowed the prediction of CO2 emissions from the soil. The results obtained suggest that the adoption of management practices, such as sorghum intercropped with U. brizantha and liming, increases soil pH and reduces the lability of organic compounds with the functional groups CH, CH2 and CH3, consequently, reduces emissions of CO2 from the soil. This small-scale work provides a theoretical basis for large-scale spatial monitoring of the biogeochemical processes that control CO2 emissions in agricultural ecosystems, particularly in degraded pasture areas. These practices can help Brazil achieve the goals of COP26.

[es] El objetivo general de este trabajo fue evaluar los cambios químicos en el suelo después de la renovación de pastos degradados, utilizando técnicas de Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y fraccionamiento físico de la materia orgánica del suelo (MOS). La tesis está ordenada en capítulos, componiendo, además de la revisión bibliográfica presentada en el Capítulo I, los Capítulos II y III, que tienen objetivos específicos. En el Capítulo II, buscamos comprender la distribución espacial de los compuestos orgánicos característicos de dos bandas relacionadas con la materia orgánica del suelo (C alifático C–H y C=C elongación aromática) en función de la perturbación del suelo y la renovación de los pastos, así como su relaciones con el flujo de CO2 (CO2-F) y cambios en el pH del suelo. En el Capítulo III, el objetivo fue evaluar el impacto de la renovación de pastos degradados sobre el compartimento físico de materia orgánica del suelo y su efecto en la mitigación de las emisiones de CO2. El estudio que involucra los dos capítulos se realizó en dos áreas de ganadería extensiva de carne, en una región del Cerrado brasileño ubicada en Selvíria, Mato Grosso do Sul. Se instalaron redes geoestadísticas en las áreas para evaluación de CO2-F y muestreo de suelos. Se realizó un análisis semicuantitativo de las regiones vibratorias C–H y C=C mediante deconvolución espectral, guiado por la posición de los picos obtenidos en la segunda derivada y ajuste de la curva de Gauss. Los resultados del Capítulo II indicaron una correlación espacial entre el CO2-F y la abundancia relativa de compuestos de CH2 simétricos y asimétricos en la banda C–H. La reforma de los pastos, seguida del cultivo de sorgo intercalado con Urochloa brizantha, aumentó el pH del suelo hasta 5,6 y redujo las concentraciones de compuestos alifáticos relacionados con la banda C-H. También redujo las emisiones de CO2-F a un rango de 0,94 y 0,97 μmol m-2 s-1. El índice de aromaticidad siguió estos cambios y puede utilizarse como indicador de la descomposición de la materia orgánica del suelo, así como de las emisiones de CO2-F. Los resultados del Capítulo III indicaron que las prácticas de manejo del suelo, seguidas del cultivo de sorgo intercalado con U. brizantha, incrementaron las existencias de C total (TOC) a través de la fracción estable (C asociado a la fracción mineral) y la consecuente reducción de CO2-F de el terreno. Esto destaca la variabilidad espacial en las emisiones de CO2 y cómo los atributos del suelo afectan el flujo de CO2 a la atmósfera. El uso de geoestadística multivariante permitió la predicción de las emisiones de CO2 del suelo. Los resultados obtenidos sugieren que la adopción de prácticas de manejo, como sorgo intercalado con U. brizantha y encalado, aumenta el pH del suelo y reduce la labilidad de los compuestos orgánicos con los grupos funcionales CH, CH2 y CH3, en consecuencia, reduce las emisiones de CO2 de los suelo. Este trabajo a pequeña escala proporciona una base teórica para el monitoreo espacial a gran escala de los procesos biogeoquímicos que controlan las emisiones de CO2 en los ecosistemas agrícolas, particularmente en las áreas de pastos degradados. Estas prácticas pueden ayudar a Brasil a alcanzar los objetivos de la COP26.