Resíduos orgânicos como recondicionante de subsolo degradado e efeitos na atividade microbiana e fertilidade em cultivo de barbatimão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Effects of soil management systems on soil microbial activity, bulk density and chemical properties

Este trabalho teve por objetivo estudar os efeitos de diferentes sistemas de uso e manejo na densidade do solo nas suas propriedades químicas e na atividade microbiana em um Latossolo Vermelho distrófico (Oxisol). As amostras de solo foram retiradas de parcelas dos seguintes tratamentos: cerrado denso preservado, pastagem de Brachiaria decumbens degradada (20 anos), plantio direto com rotação de culturas (8 anos) e sistema convencional com rotação de culturas anuais (10 anos). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com dez repetições. O uso contínuo de plantio direto resultou em mais alta taxa de C-biomassa microbiana e menor perda relativa de carbono pela respiração basal, podendo determinar, desta forma, maior acúmulo de C no solo a longo prazo. Proporcionou, ainda, melhoria na densidade aparente e nas propriedades químicas do solo. Assim, o sistema plantio direto, com manejo de culturas, mostrou ser uma alternativa para a conservação e manutenção das condições físicas e do potencial produtivo de solos de cerrado.

Fontes e doses de adubação nitrogenada na atividade microbiana e fertilidade do solo cultivado com Brachiaria brizantha

As pastagens geralmente perdem seu potencial produtivo e vigor de rebrota nos primeiros anos, frequentemente associada à falta de adubação nitrogenada. O objetivo deste foi verificar o efeito de fontes e doses de adubação nitrogenada na atividade microbiana (carbono da biomassa microbiana e carbono do CO2 liberado) e na fertilidade do solo cultivado com Brachiaria brizantha cv. Xaraés. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em arranjo fatorial 3 x 4, envolvendo três fontes de nitrogênio (uréia, sulfato de amônio e Ajifer-L40) e quatro doses de nitrogênio (0, 100, 200 e 400 kg ha-1), nas profundidades 0 - 0,10 e 0,10 - 0,20 m, com três repetições. O aumento nas doses de nitrogênio, na camada 0,0 a 0,10 m de profundidade, reduziu os valores de pH, MO, K+, Ca2+, Mg2+, SB e V%. O Ajifer e a uréia elevaram os valores de Ca2+ na camada 0,10 - 0,20 m, e as doses de 100 e 200 kg ha-1 aumentaram os valores de Mg2+ e SB. em doses elevadas o sulfato de amônio acidificou o solo. A perda de carbono pela elevada atividade microbiana pode estar relacionado ao estresse metabólico devido à acidificação do solo. A aplicação de 100 kg ha-1 de nitrogênio acarretou as menores perdas de carbono pela atividade microbiana.

Características biológicas do solo indicadoras de qualidade após dois anos de aplicação de biossólido industrial e cultivo de milho

A utilização agrícola de biossólidos tem sido muito incentivada, mas, como esses resíduos apresentam composição química variada, o valor agronômico e os efeitos sobre características indicadoras de qualidade do solo precisam ser avaliados caso a caso, a fim de estabelecer normas de segurança para uso desses materiais. Neste trabalho foram avaliadas características biológicas, após a aplicação, por dois anos consecutivos, de doses crescentes (0, 6, 12, 18 e 24 t ha-1 base seca) de um biossólido gerado por uma indústria de fibras e resinas PET e da adubação mineral completa no cultivo de milho, em um Cambissolo distrófico, comparados aos de uma área adjacente, sob Brachiaria sp. e sem cultivo nos últimos 10 anos, usada como referência. Os valores de C e N da biomassa microbiana, a respiração basal e as atividades das enzimas urease e beta-glicosidase e da hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) aumentaram, enquanto a atividade da fosfatase ácida diminuiu com a elevação das doses de biossólido, porém estas não tiveram efeito sobre o quociente metabólico (qCO2). A diminuição da atividade da fosfatase se deveu ao aumento da disponibilidade de P no solo, não caracterizando efeito adverso da aplicação do biossólido. Com aplicação de 12 t ha-1 de biossólido (recomendação agronômica), a respiração e a hidrólise da FDA foram maiores e a atividade da fosfatase foi menor que a obtida no solo com adubação mineral, mas as demais características avaliadas não diferiram entre estes tratamentos. A colonização micorrízica de Brachiaria sp. não diferiu entre plantas de crescimento espontâneo nas parcelas anteriormente cultivadas com milho e aquelas da área adjacente. Apesar do menor número de esporos, verificou-se enriquecimento de espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) nas parcelas cultivadas. O carbono orgânico (Corg) e a biomassa microbiana apresentaram alta correlação com os demais parâmetros avaliados, indicando que as alterações na quantidade e qualidade da matéria orgânica, promovidas pela aplicação do biossólido, refletiram na dinâmica da microbiota e influenciaram positivamente os parâmetros biológicos de qualidade do solo.

Determinação de fósforo microbiano: comparação entre métodos e coberturas florestais

Muitos trabalhos mostram a importância da biomassa microbiana do solo (BMS), principalmente como fonte/dreno de C e de N em plantações florestais; contudo, são escassos os trabalhos relacionados ao fósforo microbiano (PBM), sobretudo aqueles relativos aos métodos de determinação do PBM nesses ecossistemas. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar métodos de determinação do PBM em solo com diferentes coberturas vegetais. O trabalho consistiu da análise de amostras de Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico muito argiloso (LVAd) localizado no município de Viçosa (MG), coletadas nas profundidades de 0 a 5 e 5 a 10 cm, em áreas com as seguintes coberturas vegetais: pínus (Pinus taeda), eucalipto (Eucalyptus grandis) e floresta nativa. Para determinação do P microbiano, foram empregados os métodos fumigação-extração (FE), irradiação com micro-ondas-extração (IE) e irradiação com micro-ondas-extração com membrana de troca aniônica (EMTA). em termos gerais, menores teores de PBM foram obtidos com o método irradiação-extração. Considerando a cobertura vegetal, foi detectada diferença significativa entre os três métodos sob floresta de eucalipto e floresta nativa, principalmente na camada superficial. Sob pínus, apenas o método IE diferiu dos demais, na camada subsuperficial. Menores coeficientes de variação (CV) foram obtidos com o FE, retratando maior precisão do método. Entretanto, o método IE mostrou-se, em termos operacionais, o mais adequado à determinação do PBM quando se tem maior número de amostras. Com relação às coberturas vegetais, a grande variabilidade observada nos CVs obtidos para cada cobertura, nos três métodos testados, inviabiliza a escolha de um único método que apresente maior precisão na avaliação do PBM.

Environmental solutions of recovery of Amazonian forest mining operations

In order for the projects of recovery of degraded areas to be successful, it is necessary to have a perfect recovery of the soil where the revegetation will be implanted as an initial action in the recovery of the whole process. The use of native forest species fully adapted to these types of terrain is another aspect of great importance, once the non-selection of these species, even if abundant in the surrounding areas, as it is in our case, implies great mortality of individuals during the planting and their low fixation during the process. The establishment of a monitoring program that contemplates the advancements obtained in the soil, the vegetation and the return of wild animals also collaborate in the evaluation of the success of the process. And, finally, the effective participation of the mining company, accepting and applying the techniques tested and indicated by research, even if, initially, the return time is longer than expected, also guarantees the success of the process. The mining company not only implemented a partnership with important universities in Brazil to obtain solutions for the environmental problems but also applied the developed techniques and the monitoring program. In the present work, we have attempted to summarize important aspects to evaluate the advancements in the rehabilitation plan for those areas, being here presented some results of the monitoring of areas under different levels of recovery, in accordance with the techniques adopted. Biological parameters of the soil were used to verify the efficiency of these different techniques in the recovery process. This work is part of the monitoring program of areas in rehabilitation by the mining company, implemented as of 1999 and in partnership with universities. The microbial activity was determined through the quantification of the carbon and nitrogen microbial biomass (BMC and BMN) and the activity of the dehydrogenase evaluated in the mining floor and tailing areas in different levels of soil preparation and planting of native species. The analysis of the parameters studied revealed that the preparation of the soil, following the three years proposed by the methodology, was important for the success in establishing the rehabilitation process. Some of the areas analyzed already show some parameters with values close or superior to those found in the capoeira (secondary forest), the latter being the non-treated area. © 2010 WIT Press.

Dinámica del suelo y estoque de carbono después de diez años de la restauración de tierras degradadas usando especies arbóreas del bosque atlántico

Brazil's Atlantic Forest ecosystem has been greatly affected by land use changes, with only 11.26% of its original vegetation cover remaining. Currently, Atlantic Forest restoration is receiving increasing attention because of its potential for carbon sequestration and the important role of soil carbon in the global carbon balance. Soil organic matter is also essential for physical, chemical and biological components of soil fertility and forest sustainability. This study evaluated the potential for soil recovery in contrasting restoration models using indigenous Atlantic Forest tree species ten years after their establishment. The study site is located in Botucatu municipality, São Paulo State-Brazil, in a loamy dystrophic Red-Yellow Argisol site (Typic Hapludult). Four treatments were compared: i) Control (Spontaneous Restoration); ii) Low Diversity (five fast-growing tree species established by direct seeding); iii) High Diversity (mixed plantings of 41 species established with seedlings) and; iv) Native Forest (well conserved neighboring forest fragment). The following soil properties were evaluated: (1) physical-texture, density and porosity; (2) chemical-C, N, P, S, K, Ca, Mg, Al and pH; (3) biological-microbial biomass. Litter nutrient concentrations (P, S, K, Ca and Mg) and C and N litter stocks were determined. Within ten years the litter C and N stocks of the Low Diversity treatment area were higher than Control and similar to those in both the High Diversity treatment and the Native Forest. Soil C stocks increased through time for both models and in the Control plots, but remained highest in the Native Forest. The methods of restoration were shown to have different effects on soil dynamics, mainly on chemical properties. These results show that, at least in the short-term, changes in soil properties are more rapid in a less complex system like the Low Diversity model than in the a High Species Diversity model. For both mixed plantation systems, carbon soil cycling can be reestablished, resulting in increases in carbon stocks in both soil and litter.

Non-labile plant C contributes to long-lasting macroaggregation of an Oxisol

Decomposition of plant material influences soil aggregation dynamics in ways that are still poorly understood, especially for Oxisols, in which oxides are believed to play a dominant role. In an incubation experiment, we investigated (i) the effect of plant material addition from selected monocot and dicot species on soil organic C (SOC), carbohydrate composition, fungal and total microbial biomass, and aggregation of an Oxisol; and (ii) the relationship among these properties and C mineralization patterns. The experiment was carried out at 25 °C for 180 d after addition of 11 plant materials (4 g C kg-1 soil) and a control (no plant material added). Mineralization of C during the incubation was described considering two pools of C (labile and non-labile) using a first-order plus linear fitting. Compared to the control, corn materials showed larger pentose input, greater mineralization rates for the non-labile C pool (k), greater soil pentose content (xylose + arabinose) and larger mean weight diameter of soil water-stable aggregates at 180 d of incubation. These effects were independent of changes in SOC content, suggesting that total C accrual and macroaggregation may be decoupled processes in this Oxisol. Our results support the hypothesis that the non-labile plant C pool contributes to the long-lasting stability of macroaggregates of this Oxisol and that this effect is mediated by plant and soil pentoses. We propose that plant pentose content and the decomposition rate of the slow pool (k) are useful parameters for the prediction of plant effects on aggregation dynamics of Oxisols and the selection of soil conservation practices. © 2012.

Use of different carbon sources in cultivation of baker's yeast for production of glycerol-3-phosphate dehydrogenase

The physiological state of yeast cells changes during culture growth as a consequence of environmental changes (nutrient limitations, pH and metabolic products). Cultures that grow exponentially are heterogeneous cell populations made up of cells regulated by different metabolic and/or genetic control systems. The strain of baker's yeast selected by plating commercial compressed yeast was used for the production of glycerol-3- phosphate dehydrogenase. Glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPD) has been widely used in the enzyme assays with diverse compounds of industrial interest, such as glycerol or glycerol phosphate, as well as a number of important bioanalytical applications. Each cell state determines the level of key enzymes (genetic control), fluxes through metabolic pathways (metabolic control), cell morphology and size. The present study was carried out to determine the effects of environmental conditions and carbon source on GPD production from baker's yeast. Glucose, glycerol, galactose and ethanol were used as carbon sources. Glycerol and ethanol assimilations required agitation, which was dependent on the medium volume in the fermentation flask for the greatest accumulation of intracellular GPD. Enzyme synthesis was also affected by the initial pH of the medium and inoculum size. The fermentation time required for a high level of enzyme formation decreased with the inoculum size. The greatest amount of enzyme (0.45 U/ml) was obtained with an initial pH of 4.5 in the medium containing ethanol or glycerol. The final pH was maintained in YP-ethanol, but in the YP-glycerol the final pH increased to 6.9 during growth.

Influence of specimen size, tray inclination and air flow rate on the emission of gases from biomass combustion

Experiments of biomass combustion were performed to determine whether specimen size, tray inclination, or combustion air flow rate was the factor that most affects the emission of carbon dioxide, carbon monoxide, and methane. The chosen biomass was Eucalyptus citriodora, a very abundant species in Brazil, utilized in many industrial applications, including combustion for energy generation. Analyses by gas chromatograph and specific online instruments were used to determine the concentrations of the main emitted gases, and the following figures were found for the emission factors: 1400 ± 101 g kg-1 of CO2, 50 ± 13 g kg-1 of CO, and 3.2 ± 0.5 g kg-1 of CH4, which agree with values published in the literature for biomass from the Amazon rainforest. Statistical analysis of the experiments determined that specimen size most significantly affected the emission of gases, especially CO2 and CO. •Statistical analysis to determine effects on emission factors.•CO2, CO, CH4 emission factors determined for combustion of Eucalyptus.•Laboratory results agreed with data for Amazonian biomass combustion in field tests.•Combustion behavior under flaming and smoldering was analyzed. © 2013 Elsevier Ltd.

Biomassa microbiana e atividade enzimática em solos do Estado de São Paulo sob vegetação nativa e cultivados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fontes e doses de adubação nitrogenada na atividade microbiana, colonização micorrízica e fertilidade em solo com Brachiaria brizantha

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA

Efeitos alelopáticos do sorgo, milheto e soja, como cobertura vegetal, sobre a emergência, micorrização, atividade microbiana e crescimento inicial de milho, soja e feijão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Contribuições da micorrização e do Aspergillus niger, como solubilizador de fosfato, no crescimento de milho, em diferentes solos

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Estoque de carborno em solos sob plantios de eucalipto e fragmento em Cerrado

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)