Potential of grasses and rhizosphere bacteria for bioremediation of diesel-contaminated soils

The techniques available for the remediation of environmental accidents involving petroleum hydrocarbons are generally high-cost solutions. A cheaper, practical and ecologically relevant alternative is the association of plants with microorganisms that contribute to the degradation and removal of hydrocarbons from the soil. The growth of three tropical grass species (Brachiaria brizantha, Brachiaria decumbens and Paspalum notatum) and the survival of root-associated bacterial communities was evaluated at different diesel oil concentrations. Seeds of three grass species were germinated in greenhouse and at different doses of diesel (0, 2.5, 5 and 10 g kg-1 soil). Plants were grown for 10 weeks with periodic assessment of germination, growth (fresh and dry weight), height, and number of bacteria in the soil (pots with or without plants). Growth and biomass of B. decumbens and P. notatum declined significantly when planted in diesel-oil contaminated soils. The presence of diesel fuel did not affect the growth of B. brizantha, which was highly tolerant to this pollutant. Bacterial growth was significant (p < 0.05) and the increase was directly proportional to the diesel dose. Bacteria growth in diesel-contaminated soils was stimulated up to 5-fold by the presence of grasses, demonstrating the positive interactions between rhizosphere and hydrocarbon-degrading bacteria in the remediation of diesel-contaminated soils.

INTERVALO HÍDRICO ÓTIMO EM SOLO CONSTRUÍDO APÓS MINERAÇÃO DE CARVÃO EM DIFERENTES LIMITES CRÍTICOS DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO E UMIDADE

Na quantificação do intervalo hídrico ótimo (IHO), são utilizados diferentes limites críticos de resistência à penetração (RP) e umidade na capacidade de campo (θCC). Para solos agrícolas, esses valores estão sendo documentados na literatura. Entretanto, para solos construídos após mineração de carvão, constata-se grande lacuna de informações. O objetivo deste trabalho foi quantificar a faixa de variação do intervalo hídrico ótimo de um solo construído sob diferentes plantas de cobertura na área de mineração de carvão de Candiota, sul do Brasil, considerando diferentes limites críticos de umidade do solo na capacidade de campo e de resistência à penetração. Foram avaliadas no experimento, em blocos casualizados com quatro repetições, as seguintes plantas de cobertura: Hemártria (Hemarthria altissima (Poir.) Stapf & C. E. Hubbard), tratamento 1 (T1); Pensacola (Paspalum notatum Flüggé), tratamento 2 (T2); Grama Tifton (Cynodon dactilon (L.) Pers.), tratamento 3 (T3); Controle (Urochloa brizantha (Hochst.) Stapf), tratamento 4 (T4); e sem plantas de cobertura, tratamento 5 (T5). Para determinar o IHO, foram utilizados diferentes valores críticos de θCC referentes às tensões de 0,006; 0,01; e 0,033 MPa e RP de 1,5; 2,0; 2,5; e 3,0 MPa, mantendo-se sempre constante a umidade do solo no ponto de murcha permanente (θPMP) como sendo igual ao valor retido na tensão de 1,5 MPa e a umidade do solo em que a porosidade de aeração (PA) é de 10 %. A faixa de variação do IHO foi maior no solo construído cultivado com Urochloa brizantha; e a menor com Pensacola, independentemente dos limites críticos de θCC e de RP. Os limites críticos de θCC e de RP utilizados na definição do IHO originaram diferentes valores de densidade critica (Dsc) para o solo construído sob diferentes plantas de cobertura. Os menores e maiores valores de Dsc foram obtidos quando utilizados como limites críticos na definição do IHO, o θCC = 0,033 MPa e a RP = 3 MPa. O solo construído cultivado com Urochloa brizantha e Hemártria apresentou valor de Ds muito próximo ao de Dsc.

Capacidade de Suporte de Carga do Solo em Sistemas de Produção de Laranja Conservacionistas

Sistemas conservacionistas em pomares de laranja podem aumentar a capacidade de suporte de carga do solo minimizando os seus riscos de compactação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de suporte de carga por meio da pressão de preconsolidação e sua dependência a conteúdo de água, densidade e carbono orgânico de um Argissolo Vermelho distrófico latossólico, após 18 anos de implantação de plantas de cobertura permanentes nas entrelinhas de um pomar de laranja. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com três repetições. Foram estudados três tratamentos de manejo por meio de roçadas nas entrelinhas do pomar, desde o plantio do pomar em 1993: gramínea Paspalum notatum, leguminosa Arachis pintoi e vegetação espontânea. Cento e oito amostras indeformadas de solo foram coletadas em 2011 sob o rodado e entrerrodado das máquinas nas estrelinhas do pomar com textura arenosa nas camadas de 0,00-0,10 m (87 g kg-1 de argila) e 0,10-0,20 m (122 g kg-1 de argila). Determinaram-se as pressões de preconsolidação das curvas de compressão do solo (25, 50, 100, 200, 400, 800 e 1.600 kPa) em conteúdos de água sob três potenciais (-80, -330 e -1.000 hPa), a densidade do solo e o teor de carbono orgânico do solo. A pressão de preconsolidação não foi dependente do conteúdo de água, da densidade do solo e do teor de carbono orgânico do solo. A pressão de preconsolidação sob o rodado na camada de 0,00-0,10 m foi menor nos tratamentos leguminosa e vegetação espontânea. A manutenção permanente da gramínea manejada com roçadas nas entrelinhas do pomar de laranja proporcionou maior capacidade de suporte de carga do solo sob o rodado na camada superficial arenosa.

Organic Matter Fractions and Quality of the Surface Layer of a Constructed and Vegetated Soil After Coal Mining. I - Humic Substances and Chemical Characterization

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.

Organic Matter Fractions and Quality of the Surface Layer of a Constructed and Vegetated Soil After Coal Mining. II - Physical Compartments and Carbon Management Index

Soils constructed after mining often have low carbon (C) stocks and low quality of organic matter (OM). Cover crops are decisive for the recovery process of these stocks, improving the quality of constructed soils. Therefore, the goal of this study was to evaluate the effect of cover crops on total organic C (TOC) stocks, C distribution in physical fractions of OM and the C management index (CMI) of a soil constructed after coal mining. The experiment was initiated in 2003 with six treatments: Hemarthria altissima (T1), Paspalum notatum (T2), Cynodon dactylon (T3), Urochloa brizantha (T4), bare constructed soil (T5), and natural soil (T6). Soil samples were collected in 2009 from the 0.00-0.03 m layer, and the TOC and C stocks in the physical particle size fractions (carbon in the coarse fraction - CCF, and mineral-associated carbon - MAC) and density fractions (free light fraction - FLF; occluded light fraction - OLF, and heavy fraction - HF) of OM were determined. The CMI components: carbon pool index (CPI), lability (L) and lability index (LI) were estimated by both fractionation methods. No differences were observed between TOC, CCF and MAC stocks. The lowest C stocks in FLF and OLF fractions were presented by T2, 0.86 and 0.61 Mg ha-1, respectively. The values of TOC stock, C stock in physical fractions and CMI were intermediate, greater than T5 and lower than T6 in all treatments, indicating the partial recovery of soil quality. As a result of the better adaptation of the species Hemarthria and Brizantha, resulting in greater accumulation of labile organic material, the CPI, L, LI and CMI values were higher in these treatments, suggesting a greater potential of these species for recovery of constructed soils.

Efeito do cultivo da soja na dinâmica da população bacteriana, em solos de cerrado

Este trabalho teve por objetivo avaliar a influência do cultivo da soja sobre a dinâmica da população bacteriana, em dois solos de Cerrado do Estado de São Paulo, originalmente cobertos com Paspalum notatum (em Barretos) e Brachiaria decumbens (em São Carlos). Nesses solos, a densidade da população de bactérias em geral variou de 398,1 x 10³ a 467,7 x 10³ e de 123 x 10³ a 218,8 x 10³ ufc (unidades formadoras de colônias)/g de solo seco, respectivamente. O cultivo da soja, em ambos os solos, resultou em incrementos variados nos números de ufc/g de solo seco da população de bactérias em geral, das resistentes aos antibióticos estreptomicina e cloranfenicol, e de actinomicetos. A população de actinomicetos ocorreu no solo principalmente como esporos, e as variações das relações esporos/hifas entre os solos não-rizosférico e rizosférico não foram significativas. Os resultados evidenciam que o cultivo da soja influenciou de forma diferenciada a população desses solos.

Crescimento de gramíneas e leguminosas forrageiras tropicais sob sombreamento

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de níveis de sombreamento artificial (0%, 30%, 50% e 70%) nas taxas de acúmulo de matéria seca de quatro gramíneas (Brachiaria brizantha cv. Marandu, B. humidicola cv. Quicuio-da-amazônia, Panicum maximum cv. Massai e Paspalum notatum cv. Pensacola) e três leguminosas forrageiras (Arachis pintoi cv. Belmonte, A. pintoi BRA-031143 e Pueraria phaseoloides), em Rio Branco, Acre. No período de novembro de 1999 a abril de 2001, foram realizados nove cortes para medição das taxas de acúmulo de matéria seca. Os capins marandu e massai tiveram o melhor desempenho entre as gramíneas, aliando boa tolerância ao sombreamento e alta capacidade produtiva, constituindo opções importantes na composição de sistemas silvipastoris em áreas com solos bem drenados. O quicuio-da-amazônia apresentou menor tolerância ao sombreamento, podendo ser usado em sistemas silvipastoris com baixa densidade arbórea, em áreas com chuvas bem distribuídas ou com solos mal drenados. O capim-pensacola apresentou alta tolerância ao sombreamento, mas baixa capacidade produtiva, não sendo recomendado para a região. O Arachis pintoi cv. Belmonte demonstrou maior capacidade produtiva e tolerância ao sombreamento que as demais leguminosas.

Produção de laranja com plantas de cobertura permanente na entrelinha

O objetivo deste trabalho foi avaliar as relações hídricas, os parâmetros fisiológicos e a produção de frutos da laranjeira 'Pêra' enxertada sobre o limoeiro 'Cravo', assim como a umidade do solo, em diferentes plantas de cobertura permanente na entrelinha. O experimento de campo foi implantado em 1993, em Argissolo Vermelho distrófico latossólico, no Município de Alto Paraná, noroeste do Paraná. Foram avaliados três tratamentos: gramínea (Paspalum notatum), leguminosa (Arachis pintoi) e testemunha, que consistiu na dessecação da vegetação espontânea com herbicida. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com três repetições. De 1999 a 2003, realizaram-se avaliações da taxa de fotossíntese, condutância estomática e potencial da água das plantas, produção de frutos e umidade do solo. A manutenção da leguminosa nas entrelinhas do pomar acentua o estresse hídrico nas laranjeiras. O manejo da gramínea nas entrelinhas assegura melhores relações hídricas e metabólicas às laranjeiras. A produção de frutos da laranjeira 'Pêra' não é comprometida pelo manejo das plantas de cobertura na entrelinha do pomar.

Feijão-vagem semeado sobre cobertura viva perene de gramínea e leguminosa e em solo mobilizado, com adubação orgânica

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho agronômico do feijão-vagem, cv. Alessa, cultivado sobre cobertura viva perene de grama-batatais (Paspalum notatum Flüggé) e de amendoim forrageiro (Arachis pintoi Krapov & Gregory), e em solo convencionalmente preparado, como controle. Diferentes doses de cama de aviário (0, 7, 14 e 28 t ha-1) foram fornecidas, parceladamente, em um Planossolo, em Seropédica, RJ, de agosto a outubro de 2002. O delineamento adotado foi o de blocos ao acaso, dispostos em parcelas subdivididas, com quatro repetições, utilizando-se modelo quadrático para análise dos resultados. A produtividade de vagens foi semelhante nos três sistemas de cultivo sem efeito competitivo das espécies de cobertura viva, sobre as quais foi realizada a semeadura direta da cultura, com enxada. A produtividade máxima estimada pelo modelo de regressão foi 20,3 t ha-1 de vagens. Esse valor foi obtido com a dose de 26 t ha-1 de cama de aviário, aplicada de forma parcelada. A semeadura direta de feijão-vagem sobre cobertura viva perene de grama-batatais e de amendoim forrageiro é viável, com resultados preliminares positivos.

Soil carbon and nitrogen mineralization under different tillage systems and Permanent Groundcover cultivation between Orange trees

The objective of this work was to evaluate the alterations in carbon and nitrogen mineralization due to different soil tillage systems and groundcover species for intercropped orange trees. The experiment was established in an Ultisol soil (Typic Paleudults) originated from Caiuá sandstone in northwestern of the state of Paraná, Brazil, in an area previously cultivated with pasture (Brachiaria humidicola). Two soil tillage systems were evaluated: conventional tillage (CT) in the entire area and strip tillage (ST) with a 2-m width, each with different groundcover vegetation management systems. The citrus cultivar utilized was the 'Pera' orange (Citrus sinensis) grafted onto a 'Rangpur' lime rootstock. The soil samples were collected at a 0-15-cm depth after five years of experiment development. Samples were collected from under the tree canopy and from the inter-row space after the following treatments: (1) CT and annual cover crop with the leguminous Calopogonium mucunoides; (2) CT and perennial cover crop with the leguminous peanut Arachis pintoi; (3) CT and evergreen cover crop with Bahiagrass Paspalum notatum; (4) CT and cover crop with spontaneous B. humidicola grass vegetation; and (5) ST and maintenance of the remaining grass (pasture) of B. humidicola. The soil tillage systems and different groundcover vegetation influenced the C and N mineralization, both under the tree canopy and in the inter-row space. The cultivation of B. humidicola under strip tillage provided higher potential mineralization than the other treatments in the inter-row space. Strip tillage increased the C and N mineralization compared to conventional tillage. The grass cultivation increased the C and N mineralization when compared to the others treatments cultivated in the inter-row space.

Estimativa do grau de infestação numa pastagem de Panicum maximum Jacq

Um piquete de capim-colonião (Panicum maximum Jacq) submetido a pastoreio contínuo e a roçadas periódicas revelou, seis anos após o plantio, elevado grau de infestação por outras plantas, destacando-se entre elas a grama-batatais (Paspalum notatum Flügge) que apresentou 85% de frequência e 20,9% de biomassa epígea seca relativa. As dicotiledóneas, em conjunto, apresentaram frequência de 95% e biomassa relativa de 38,7% mas a sua contribuição específica foi muito reduzida. O capim-colonião, por sua vez, apesar da frequência de 95%, apresentou apenas 32,2% de biomassa relativa (diminuição de 67,8%). Estas profundas alterações da flora e da vegetação podem ser atribuidas, em grande parte, a dois fatores: a) ação seletiva da roçadeira; b) preferências alimentares e disseminação endozoócora da gramabatatais pelos bovinos.

Semeadura direta da cultura de aveia-preta em campo nativo dessecado com herbicidas

Para avaliar doses do glyphosate, isolado ou misturado com 2,4-D, na dessecação de campo nativo para semeadura direta de aveia, conduziu-se em 1996 um experimento no campus da UFSM, RS. Avaliou-se os tratamentos: glyphosate a 720, 1080, 1440 e 1800 g ha-1 de equivalente ácido, isolado ou misturado com 320 g ha-1 de 2,4-D éster, aspergidos no volume de calda de 100 l ha-1, além de testemunha sem controle. Dos 47 gêneros e/ou espécies identificadas, predominaram Paspalum maculosum, Paspalum plicatulum, Paspalum nicorae, Paspalum notatum var.notatum biótipo "A", Paspalum pumilum e Vernonia nudiflora. Os resultados não mostraram diferença em aspergir o glyphosate isolado ou misturado com 2,4-D. Houve controle geral de 70, 86, 92 e 94% para glyphosate a 720, 1080, 1440 e 1800 g ha-1. A produção de massa seca de aveia aumentou com o acréscimo da dose de glyphosate até 1440 g ha-1 e decresceu após isto. Ocorreu controle ineficiente de V. nudiflora, independente da dose do glyphosate ou mistura com 2,4-D. Para controle eficiente sugere-se glyphosate à 1440 para P. notatum, var. notatum, biótipo "A", P. nicorae e P. notatum intensamente piloso e 1080 g ha-1 para os demais Paspalum identificados neste trabalho.

Efeitos do trinexapac-ethyl sobre o crescimento e florescimento da grama-batatais

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência de doses do trinexapac-ethyl, bem como dos intervalos de aplicação após o corte no crescimento vegetativo e florescimento da grama-batatais (Paspalum notatum), na redução de cortes e na melhoria da qualidade do gramado. O ensaio foi conduzido no campus da Universidade Federal de Viçosa, em Viçosa-MG, entre os meses de dezembro de 1998 e março de 1999, em gramado estabelecido. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com 13 tratamentos e quatro repetições, distribuídos em esquema fatorial (6 x 2 + 1), com seis doses de trinexapac-ethyl (0,00; 0,25; 0,50; 0,75; 1,00; e 1,25 kg ha-1), aplicadas aos dois e cinco dias após o corte do gramado, e uma testemunha com cortes a cada três semanas. Foram efetuadas avaliações a três, seis, nove e doze semanas após o corte, para produção de biomassa seca total, altura e número de inflorescências. Verificou-se, para todas as características avaliadas, relação direta entre o aumento da dose do regulador de crescimento trinexapac-ethyl e o período de controle do crescimento vegetativo e do florescimento, evitando-se, com isso, cortes no gramado pelo período de até 12 semanas com a aplicação de 0,75 kg ha-1. Não se constatou efeito da época de aplicação e também de doses do trinexapac-ethyl sobre a coloração do gramado.

Características morfológicas de gramas em resposta à aplicação de trinexapac-ethyl

O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da aplicação de duas doses de trinexapac-ethyl sobre a morfologia das espécies de gramas São Carlos (Axonopus compressus), Batatais (Paspalum notatum), Santo Agostinho (Stenotaphrum secundatum) e Esmeralda (Zoysia japonica). Os gramados foram cortados à altura de 3 cm no início do experimento e 20 dias depois. Após cada corte, foram realizadas duas aplicações sequenciais de trinexapac-ethyl nas doses de 56,5 + 56,5 e 113,0 + 113,0 g ha-1 , além de uma testemunha sem aplicação, para cada espécie avaliada. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com quatro repetições. A redução do crescimento foi avaliada por meio da altura das plantas. Semanalmente, o número e altura de inflorescências foram avaliados por amostragem, realizada em 0,25 m² no centro das parcelas; no final do experimento, avaliou-se a massa seca total. A aplicação do trinexapac-ethyl retardou o crescimento vegetativo e a emissão das inflorescências, assim como não provocou danos aparentes nos gramados. O uso do trinexapac-ethyl nos gramados avaliados pode reduzir a necessidade de cortes em até 55 dias após a segunda aplicação.

Seletividade de herbicidas aplicados na grama Batatais e na grama São Carlos

Objetivou-se avaliar a seletividade de herbicidas aplicados na grama Batatais (Paspalum notatum) e na grama São Carlos (Axonopus compressus) em campo. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com quatro repetições. As gramas foram cortadas a 3 cm de altura e, em seguida, realizaram-se as aplicações dos herbicidas. Os tratamentos utilizados foram: testemunha (sem aplicação), fluazifop-p-butil (125 g ha-1), sethoxydim+óleo mineral (276 g ha-1 + 0,5% v v-1 de Assist), bispyribac-sodium (25 g ha-1), chlorimuron-ethyl (15 g ha-1), ethoxysulfuron (150 g ha-1), halosulfuron (112,5 g ha-1), iodosulfuron-methyl (10 g ha-1), metsulfuron-methyl (2,4 g ha-1), nicosulfuron (125 g ha-1), pyrithiobac-sodium (140 g ha-1), trifloxysulfuron-sodium (22,5 g ha-1), 2,4-D (720 g ha-1), quinclorac (375 g ha-1), atrazina (1.250 g ha-1), bentazon (600 g ha-1), linuron (1.350 g ha-1), fomesafen (187,5 g ha-1), lactofen (120 g ha-1), oxadiazon (600 g ha-1) e oxyfluorfen (720 g ha-1). Os herbicidas que apresentaram potencial de seletividade para o gramado de P. notatum foram o chlorimuron-ethyl, ethoxysulfuron, pyrithiobac-sodium, 2,4-D, bentazon e fomesafen; já para o gramado de A. compressus foram o chlorimuron-ethyl, ethoxysulfuron, halosulfuron, iodosulfuron-methyl, metsulfuron-methyl, pyrithiobac-sodium, 2,4-D, quinclorac, atrazina, bentazon, além do fomesafen.